On the applicability of theI-integral in fracture mechanics

Summary

The use of conservation integrals as fracture mechanics parameters has been extended since Rice's work on theJ-integral originally restricted to hyperelastic materials, to other classes of constitutive laws in the past few years. The so-calledI-integral being valid for any constitutive law seemeed to be suitable as a generalization of theJ-integral in the elastic-plastic regime.

In this paper a proof is given that theI-integral vanishes under standard boundary conditions. Therefore, theI-integral has not the quality of a fracture mechanics parameter. A comparison betweenI andJ leads to a new representation of theJ-integral.

Übersicht

Die Verwendung von Erhaltungsintegralen als Bruchmechanikparameter wurde seit der Arbeit von Rice über dasJ-integral, das ursprünglich auf hyperelastisches Material beschränkt war, in den letzten Jahren auf andere Klassen von Materialgesetzen erweitert. Das sogenannteI-Integral, das für ein beliebiges Materialgesetz gültig ist, schien als Verallgemeinerung desJ-Integrals im elastisch-plastischen, Bereich in Frage zu kommen.

In dieser Arbeit wird bewiesen, daß dasI-Integral unter Standardrandbedingungen stets verschwindet. Es ist daher kein Bruchmechanik-Parameter. Ein Vergleich zwischenI undJ führt zu einer neuen darstellung desJ-Integrals.