Stress-free end problem in layered materials

Abstract

In this paper the plane elastostatic problem for a medium which consists of periodically arranged two sets of bonded dissimilar layers or strips is considered. First it is assumed that one set of strips contains a crack which crosses the bimaterial interfaces. Then, by letting the collinear cracks join, the stress-free end problem is formulated. The singular behavior of the solutions at the point on intersection of the stress-free boundary and the interfaces is examined and appropriate stress intensity factors are defined. The results of some numerical examples are then presented which include the cases of both plane stress and plane strain.

Résumé

Dans le mémoire, on considère le problème plan élastostatique d'un milieu consistant en un arrangement périodique de deux paires de couches ou de bandes dissemblables et solidaires. On suppose d'abord qu'une paire de bandes comporte une fissure traversant l'interface entre deux matériaux. En laissant se réunir des fissures situées sur une même ligne, on formule le problème des extrémités libres de contraintes. Le comportement singulier des solutions existant au point d'intersection de la frontière marquant l'absence de contraintes et des interfaces entre les matériaux est examiné, et l'on définit les facteurs idoines d'intensité de contraintes. Les résultats de quelques exemples numériques sont ensuite présentés, qui comportent des cas d'état plan de tension et d'état plan de déformation.