The crack and wedging problem for an orthotropic strip

Abstract

In this paper the plane elasticity problem for an orthotropic strip containing a crack parallel to its boundaries is first considered. The problem is formulated under general mixed mode loading conditions. It is shown that the stress intensity factors depend on two dimensionless orthotropic constants only. For the crack problem the results are given for a single crack and two collinear cracks. The calculated results show that of the two orthotropic constants the influence of the stiffness ratio on the stress intensity factors is much more significant than that of the shear parameter. The problem of loading the strip by a rigid rectangular wedge is then considered. It is found that for relatively small wedge lengths continuous contact is maintained along the wedge-strip interface, at a certain critical wedge length the separation starts at the midsection of the wedge, and the length of the separation zone increases rapidly with increasing wedge length.

Résumé

Dans ce mémoire, le problème d'élasticité plane relatif à une bande orthotropique contenant une fissure parallèle à ses bords est considéré en premier lieu. Le problème est formulé pour des conditions générales de charge de mode mixte. On montre que les facteurs d'intensité de contrainte dépendent seulement de deux constantes orthotropiques sans dimension. Pour le problème de fissuration, les résultats sont fournis dans le cas d'une fissure simple et de deux fissures colinéaires. Les résultats calculés montrent que des deux constantes orthotropiques, c'est l'influence du rapport de rigidité sur les facteurs d'intensité de contrainte qui est beaucoup plus significative que celle du paramètre de cisaillement. Le problème de mise en charge de la bande par un coin rectangulaire rigide est ensuite considéré. On montre que pour des longueurs de coin relativement petites, un contact continu est maintenu le long de l'interface entre le coin et la bande. Pour une certaine longueur critique du coin, la séparation se produit à mi-section du coin et la longueur de la zone de séparation s'accroît rapidement lorsque augmente la longueur du coin.