Predicting fully plastic mode II crack growth from an asymmetric defect

Abstract

Asymmetrically cracked specimens fail with considerably less ductility than symmetrically cracked ones, due to the crack progressing along a shear band into pre-damaged material. A formulation for the accumulation of damage ahead of an asymmetric crack is presented, based on strain increments following a power law relation. These results are integrated both numerically and approximately.

The crack growth per unit displacement increases approximately as the logarithm of the total crack advance per inclusion spacing р, and varies inversely as the critical fracture strain γc. This provides a basis for predicting large-scale, fully plastic fracture from asymmetric weld defects, using small-scale laboratory specimens.

Résumé

Les éprouvettes fissurées de manière asymétrique se rompent avec beaucoup moins de ductilité que celles qui sont fissurées de manières symétrique, en raison du fait que la fissure se développe suivant une bande de cisaillement dans un matériau préendommagé. On Présente une formulation de l'accumulation du dommage en avant d'une fissure asymétrique, en se basant sur des gradients de déformations répartis selon une loi quadratique. L'interprétation des résultats est effectuée par voie numérique et par approximation.

On constate que le croissance d'une fissure par unité de déplacement est sensiblement proportionnelle au logarithme de l'avancement total de la fissure rapporté à l'espacement entre deux inclusions р, et en raison inverse de la déformation critique à la rupture γc. Ceci fournt une base pour prédire une rupture à plus grande échelle et en conditions tout à fait plastiques, qui résulteront de défauts de soudage asymétriques, et ce en utilisant des éprouvettes réduites de laboratoire.