Elastic analysis of a mode II fatigue crack test specimen

Abstract

A mode II specimen for fatigue crack growth measurements was described by Buzzard, Gross and Srawley [1]. Subsequently Buzzard [2] published results of displacement measurements at the crack mouth and at a selected point on the crackline for this specimen. A preliminary analysis of crack mouth displacements and stress intensity factors using boundary value collocation was also given [1]. The analysis while giving qualitatively useful results could not accurately represent all boundary conditions. The present paper presents a finite element analysis of the mode II specimen which gives more accurate stress intensity factors and displacement results than previously presented. In addition, load point displacements were measured in order to allow an experimental determination of the stress intensity factors.

Résumé

Buzzard, Gross et Srawley [1] ont décrit une éprouvette pour la mesure de la croissance d'une fissure de fatigue sous un Mode II. Dans la suite [2], Buzzard a publié pour cette éprouvette des résultats de mesures de déplacement à l'ouverture de la fissure et en divers points sélectionnés sur l'axe de la fissure. On a également fourni une analyse préliminaire des déplacements de l'ouverture de la fissure et des facteurs d'intensité d'entaille, en recourant à une collocation des valeurs aux limites. L'étude présente ici une analyse par éléments finis de l'éprouvette de Mode II qui fournit des facteurs d'intensité de contraintes et des résultats de déplacement plus précis que ceux obtenus précédemment.

En outre, on a mesuré les déplacements aux points d'application des charges, de manière à permettre une détermination expérimentale des facteurs d'intensité de contrainte.