AN ANALYTICAL MODEL FOR PREDICTING CRACK PROPAGATION IN FRACTURE OPENING MODE (MODE-I)

A. K. El-Senussi


Aeronautical Engineering Department
Al-Fateh University, Tripoli- Libya

E-mail: elsen2005@yahoo.com

الملخص



معظم حالات الانهيار الناجم عن التصدع تعزى إلى الحالة-1. هذا السلوك تحتمه عادة طريقة استعمال الإنشاءات لكي تؤدي غرض محدد. تحتوي هذه الورقة على نموذج تحليلي جدير بالثقة يمثل عينة مدببة عرضياً ذات ذراعين متماثلين حول خط التصدع لغرض دراسة التصدعات المستقرة في حالة الانفتاح (حالة–1). النموذج يأخذ في الاعتبار الإزاحة الرأسية على طول خط التحميل الناتجة من التشوهات فيما بعد رأس التصدع. هذه التشوهات الواقعة في المنطقة غير متصدعة تمكن كل ذراع من ذراعي العينة من الدوران حول قاعدته الطرفية الثابتة مسببة إزاحة رأسية بالإضافة إلى تلك المقدمة من عمليات الثني أو القص.
النموذج يتفق بصورة ممتازة مع النتائج المعملية المنشـورة في نطاق تصدع طوله 70% من طول العينة. هذا التطابق المعملي مع التوقعات النظرية المعروفة في هذه الورقة يجعل من هذا النموذج أداة فعَالة في دراسة سريان التصدعات في مسائل الكلال ذات العلاقة بالتكامل.


ABSTRACT



The majority of fracture failure problems are attributed to the opening mode (Mode-I). This feature is mainly imposed by the way constructions are employed to fulfill a particular job.
A simple and reliable analytical model representing a tapered double cantilever beam (TDCB) is presented for studying stable crack propagation in the opening mode (Mode-I). The model accounts for the end deflection associated with deformations beyond the crack tip. Deformation of the uncracked portion allows each arm of the TDCB to rotate about the built-in end, producing an end deflection in addition to those caused by bending and shear. The model agrees very well with published experimental results for a crack to specimen lengths up to 70%. The good agreement of the measured values with the theoretical predictions makes this model a potential tool for studying crack propagation in corrosion fatigue problems.