Interaction between overlapping parallel cracks; a photoelastic study

Abstract

The interaction between two parallel cracks with a variable overlap distance in a tensile stress field was investigated. The principal stress trajectory patterns and the curves of constant shear stress for the interacting crack tips are presented. It was found that a) the stresses at the interacting crack tips are smaller than the noninteracting or outer crack tips and b) when there was a substantial overlap, the two cracks acted as one, i.e. the stresses at the outer tips were greater relative to those of either crack present by itself. Also, the propagation paths for the interacting crack tips are discussed for both conchoidal and cleavage fracture.

Résumé

On a étudié l'interaction de deux fissures, parallèles et partiellement superposées Bur une distance variable dans le cas d'un champs de contraintes de traction. Les aspects des trajectoires des tensions principales ainsi que des courbes de cisaillement constant sont analysés aux extrémités des fissures en interaction. On a trouvé que les contraintes aux extrémités internes des fissures sont plus faibles que celles qui régnent à leurs extrémités externes ou à l'extrémité de fissures sans interactions. On a également établi que, lorsque le recouvrement est substantiel, les deux fissures se comportent comme une seule fissure et que les contraintes aux extrémités externes sont supérieures à celles que l'on rencontrerait pour chaque fissure prise isolément. On a discuté également dans le mémoire les chemin de propagation que peut suivre la rupture, qu'elle soit ductile ou par clivages, dans le cas de fissures en interaction préalable.

Zusammenfassung

Die Wechselwirkungen zwischen zwei parallenen Rissen mit einem veraenderlichen, sich ueberschneidenden Abstand in einem Spannungskraftfeld wurde untersucht. Es wurden die fuehrenden Druckbahnmodelle and die Kurven mit konstantem Schiebungsdruck fuer die zwischenwirkenden Rissspitzen repraesentiert. Man stellte fest, a) dass die Spannungen der zwischenwirkenden Rissspitzen geringcr sind als die nicht zwischenwirkenden oder auesseren Rissspitzen, and b) dass, wenn eine wesentliche Ueberschneidung bestand, sich die zwei Risse wie einer verhielten, d.h. die Spannungen der auesseren Spitzen waren groesser im Vergleich zu jenen Spannungen, die in jedem Riss unabhaengig voneinander vorkamen.

Die Ausbreitungsbahnen fuer die zwischenwirkenden Rissspitzen wurden ebenfalls diskutiert fuer den spiralenfoermigen Bowie den Spaltungs-Bruch.