Linear elastic fracture mechanics applied to cracked plates and shells

Abstract

A general theory concerning through-cracks in plates and shells is proposed. Applying the method of local development of the kinematic unknowns to a shell of arbitrary shape, the distribution of displacements and rotations as functions of polar coordinates in the vicinity of the crack tip is given and the five corresponding intensity factors are defined. New path-independent integrals are introduced and related to the intensity factors so that these can be evaluated numerically. Finally, a fracture criterion for plane problems is extended to shells.

Résumé

On propose une théorie générale du comportement des fissures traversantes dans les plaques et les coques. Pour cela, on applique la méthode du développement limité des variables cinématiques à une coque de forme quelconque. On obtient la distribution des déplacements et des rotations en fonction des coordonnées polaires dans le voisinage de la singularité et on définit les cinq facteurs d'intensité correspondants. On propose de nouvelles intégrales curvilignes independantes du contour et on les relie aux facteurs d'intensité de telle sorte que ces derniers peuvent être calculés numériquement. Enfin on étend aux coques un critère de rupture utilisé jusqu'alors dans les problèmes plans.