Fatigue crack layer propagation in polystyrene — Part II Analysis

Abstract

Analysis of the experimental results described in Part I of this work is carried out within the framework of the Crack Layer theory. According to this theory, crack propagation results from active zone elementary movements namely, translation and rotation as a rigid body and deformation. This work is restricted to active zone translation only. The total energy release rate for active zone translation evaluated from load-displacement is close to the elastic energy release rate. Hence, the elastic energy release is used for correlating the data. The resistance of the material to crack propagation is considered to be due to the slow process of craze growth within the active zone. In the present study, the dissipative processes involved in active zone growth are approximated by a viscoelastic analogy. The description of the theory on translation of the active zone is in good agreement with the experimental results. The proposition that the specific enthalpy of crazing is a material constant is substantiated by analysis of the experimental results.

Résumé

On effectue l'analyse des résultats expérimentaux obtenus dans la première partie de ce travail à l'aide de la théorie de la couche fissurée. Selon cette théorie, la propagation d'une fissure résulte de mouvements élémentaires d'une zone active, à savoir une translation-rotation telle que dans un corps rigide et une déformation. Le premier travail ne s'applique qu'à une translation dans la zone active, dont la vitesse de relaxation totale de l'énergie, évaluée par la relation charge-déplacement, est proche de la vitesse de relaxation de l'énergie élastique. On utilise donc cette dernière relaxation pour corréler les données. On considère que la résistance du matériau à la propagation de la fissure est due à un processus de croissance lente d'un crazing dans la zone active. Dans la présente étude, on estime par une analogie visco-élastique les processus de dissipation qui interviennent dans la zone active. Les résultats expérimentaux concordent avec la prévision de la théorie en ce qui regarde la translation dans le zone active. Leur analyse comporte la proposition selon laquelle l'enthalpie spécifique au crazing est une constante du matériau.