Fracture under complex stress — The angled crack problem

Abstract

Experiments are described in which thin plates of polymethylmethacrylate were fractured with cracks set at various angles to an applied uniaxial stress. While there is substantial agreement with previous analytical predictions, it is shown that inclusion of the stress component parallel to the crack can improve the correlation between linear theory and experiment, using a critical stress at a critical distance interpretation of the stress intensity factor criterion.

Résumé

On décrit des essais de rupture de tôles minces en polyméthylméthacrylate contenant des fissures orientées de diverses manières par rapport à une contrainte uniaxiale. Les prédictions analytiques sont confirmées de manière substantielle par les résultats.

On montre par ailleurs que le fait d'introduire la composante de tension parallèle au plan de la fissure permet d'améliorer la corrélation entre la théorie linéaire et l'expérience, en interprétant le critère de facteur d'intensité de contraintes selon une contrainte critique à une certaine distance critique de la fissure.

Zusammenfassung

Es werden Versuche beschrieben, bei denen dünne Polymethylmethacrylatplatten mit Rißen, deren Richtung mit der einachsigen Spannung verschiedenartige Winkel bildeten, geprüft wurden.

Die Ergebnisse bestëtigen eindeutig die analytischen Voraussagen. Es wird jedoch weiter gezeigt, daß die Übereinstimmung von linearer Theorie und Versuch noch verbessert werden kann durch die inbetrachtnahme der parallel zur Rißebene liegenden Spannungskomponenten, wobei eine kritische Spannung in einer kritischen Entfernung als Ausdruck des Spannungsintensitätsfaktors benutzt wurde.