Brief note—A criterion for unstable elastic-plastic brittle fracture based on more realistic model under plane stress

Abstract

A criterion for unstable elastic-plastic brittle fracture under plane stress was previously proposed based on energy balance considerations, in which the plastic work term was used based on Dugdale model of plastic zone pattern. The realistic pattern, however, of the plastic zone is far from a Dugdale model. Therefore, in this article, a more realistic pattern is used.

As a result, a more realistic criterion for unstable elastic-plastic brittle fracture has been obtained. In this new criterion, γ+p appears in place of the material surface energy term γ in the previous criterion, where p is the plastic work term corresponding to the excess plastic zone pattern extending in the direction perpendicular to the crack propagation direction beyond over the boundary of Dugdale model.

Résumé

On a précédemment proposé un critère, basé sur des considérations d'équilibre énergétique, pour la rupture fragile en conditions élasto-plastique et sous état plan de tension. Dans ce critère, on faisait appel au travail plastique, sur la base du modèle du Dugdale relatif aux configurations des zones de déformation plastique.

La configuration réelle de ces zones est, toutefois, assez différente de celle du modèle de Dugdale. On a donc consideré, dans ce mémoire, une configuration plus réaliste.

On a ainsi obtenu un critere, plus réaliste, de la rupture fragile élasto-plastique. Dans celui-ci,l'ènergie de surface γ du précédent critère a été remplacé par un terme γ+p, où p représente le travail de déformation plastique correspondant aux zones plastiques qui s'étendent, perpendiculairement à l'axe de propagation de la fissure, au-delà de la limite prévue par Dugdale.

Zusammenfassung

Man hatte eine Kennzeichnung für den unstabilen elasto-plastischen Sprödbruch unter planer Beanspruchung vorgeschlagen, welche auf Energiebilanzüberlegungen beruhte, wobei das die plastische Arbeit beschreibende Glied auf dem Dugdale-Modell für plastische Verformungszonen begründet war.

Der wirkliche Vorgang im plastischen Bereich ist jedoch weft vom Dugdale-Modell entferm. Deshalb wird im vorliegenden Bericht von realistischeren Vorstellungen ausgegangen.

Hierbei ergibt sich eine wirklichkeitsgetreuere Kennzeichnung des unstabilen elasto-plastischen Sprödbruchs. In diesem neuen Ausdruck erscheint die Summe γ+p an Stelle der Materialoberflächenenergie y in dem früheren Kriterium, wobei p die plastische Verformungsarbeit für die plastischen Bereiche darstellt, welche senkrecht zur RiBfortpflanzungsrichtung, jenseits der vom Dugdale-Modell vorgesehenen Grenze liegen.