An investigation of stress intensity factors for plates with equal and unequal parallel edge cracks

Abstract

A semi-theoretical and experimental method is used to investigate thin plates with parallel edge cracks of equal and unequal length loaded in tension. Plates with equal and unequal periodic parallel edge cracks are treated under two separate cases:

• a. varying the length of the crack, and

• b. varying the crack spacing.

Experimental observations show that in plates where the width of the specimen is much larger than the length of the cracks the stress intensity factor is in agreement with that of equal parallel edge cracks of semi-infinite plates. However, when the ratio of the length of the crack to the width of the specimen is no longer small, the stress intensity factor deviates considerably from that of the semi-infinite plates.

Furthermore, in the case of unequal periodic parallel edge cracks, the size of the caustic of the shorter crack becomes very small (it cannot be observed and measured) when the difference in the depth of the larger and short crack becomes equal or greater than one half of the crack spacing.

Résumé

On utilise une méthode semi-théorique et expérimentale pour étudier le comportement de tôles minces comportant des fissures de bord parallèles de longeurs égales et inégales et soumises en traction. Des tôles comportant des fissures de bord périodiquement égales et inégales et parallèles sont traitées suivant deux cas distincts: variation de la longeur de la fissure et variation de l'espacement entre les fissures.

Les observations expérimentales montrent que, dans les tôles où la largeur de l'éprouvette est beaucoup plus grande que la longuer des fissures, le facteur d'intensité de contrainte est en accord avec celui que l'on trouve dans le cas de fissures de bord égales et parallèles dans des tôles semi-infinies. Toutefois, lorsque le rapport de la longeur de fissure à la largeur de l'éprouvette n'est plus petit, le facteur d'intensité de contrainte s'écarte considérablement de celui relatif à des tôles semi-infinies.

En outre, dans le cas de fissures de bord parallèles de périodes inégales, la dimension de la caustique corespondant aux fissures les plus courtes devient très faible (elle ne peut plus guère être observée et mesurée) losque la différence de profondeur entre la fissure la plus grande et la fissure la plus courte devient supérieure à la moitié de l'espacement entre les fissures.[/ p]