Some observations on stress wave emission as a measure of crack growth

Abstract

A technique for measuring stress waves emitted during slow crack growth is briefly described. The number and size of the stress waves generated appears to bear a unique relationship to the amount of crack growth. From elasticity theory, a semi-empirical relationship is developed. Δ ≈ (Σg)² E/K², where ΔA is the incremental area swept out by the crack, Σg, is the sum of the stress-wave amplitudes associated with that increment of growth, E is the elastic modulus and K is the applied stress-intensity factor. This relationship is shown to be valid for about 100 data points obtained from crack growth in high-strength aluminum, titanium and steel alloys.

Résumé

On décrit brièvement une technique mise au point pour la mesure des ondes de tension émises lors de la propagation lente d' une fissure. Le nombre de ces ondes et leur amplitude apparaissent en relation avec l'importance du développement de la fissure. En se basant sur la théorie de l'élasticité, on propose une relation semi-empirique:

$$\Delta A \sim (\Sigma g)^2 E/K^2 $$

oú ΔA est l'accroissement élémentaire de la fissure, Σg la somme des amplitudes de l'onde de tension associée à cet accroissementE le module d'élasticité et K le facteur d'intensité de contrainte.

On montre que cette relation est applicable à une centaine de données de propagation de fissures dans l'aluminium à haute résistance, le titane et les aciers,

Zusammenfassung

Eine Methode für die Messung der Spannungswellen welche während langsamer Rissfortpflanzung enstehen wind kurz beschrieben. Die Anzahl and Amplitude dieser Wellen steht in einer bestimmten Beziehung zu dem Ausmass der Rissfortpflanzung. Die Elastizitätstheory erlaubt die Entwicklung einer halb-empirischen Beziehung

$$\Delta A \sim (\Sigma g)^2 E/K^2 $$

In dieser bedeuted ΔA das Inkrement der Fläche welche durch den Riss geformt wird, E ist der Elastizitäts-model, und K der Spannungsintensivierungs Faktor. Es wird gezeigt, dass these Beziehung für ungefähr 100 Punkte von Rissfortpflanzungs Messungen an gehärteten Aluminium, Titanium, and Stahlarten gültig ist.