The dynamic photoelasticity with the aid of Cranz-Shardin type high speed camera system is utilized to record the dynamically propagating behavior of an interface crack. This paper investigates determined the effects of the hole (existed on the path of the crack propagation) on the crack propagation behavior by comparing the experiment isochromatic fringes to the theoretical stress fields.
Dynamic stress intensity factors (DSIFs) are obtained when a crack propagates with constant velocity in rectangular functionally gradient materials (FGMs) under dynamic mode III load. To obtain the dynamic stress intensity factors, it is used the general stress and displacement fields of FGMs for propagating crack and the boundary collocation method (BCM). The stress intensity factors and energy release rates are the greatest in the increasing properties $(\xi>0)$, next constant properties $(\x=0)$ and decreasing properties $(\xi<0)$ under constant crack tip properties and crack tip speed.
The stress field around the dynamically propagating interface crack tip under a remote mixed mode loading condition has been studied with the aid of dynamic photoelastic method. The variation of stress field around the dynamic interface crack tip is photographed by using the Cranz-Shardin type camera having $10^6$ fps rate. The dynamically propagating crack velocities and the shapes of isochromatic fringe loops are characterized for varying mixed load conditions in double cantilever beam (DCB) specimens. The dynamic interface crack tip complex stress intensity factors, $K_1\;and\;K_2$, determined by a hybrid-experimental method are found to increase as the load mixture ratio of y/x (vertical/horizontal) values. Furthermore, it is found that the dynamically propagating interface crack velocities are highly dependent upon the varying mixed mode loading conditions and that the velocities are significantly small compared to those under the mode I impact loading conditions obtained by Shukla (Singh & Shukla, 1996a, b) and Rosakis (Rosakis et al., 1998) in the USA.
When the crack in orthotropic material is propagating under dynamic model I load, influences of anisotropic property ratio $E_{L}$/ $E_{T}$ on stress and displacement around propagating crack tip are studied in this paper. When M<0.55 and .alpha.=90.deg.(.alpha.; the angle of fiber direction with crack propagating direction, M; crack propagation velocity/shear stress wave velocity), the influence of $E_{L}$/ $E_{T}$ on stress .sigma.$_{x}$, .sigma.$_{y}$, .tau.$_{xy}$ and .sigma.$_{\theta}$ is the greast on .sigma.$_{y}$. Except M<0.55 and .alpha.=90.deg., it is the greast on .sigma.$_{x}$ in any situation. Increasing $E_{L}$/ $E_{T}$, stress components are increased or decreased. When maximum stress is based, the stress .sigma.$_{x}$(.alpha.=90.deg.), .sigma.$_{y}$(.alpha.=0.deg.) and .tau.$_{xy}$ (.alpha.=90.deg.) are decreased with increment of $E_{L}$/ $E_{T}$ in M=0. any stresses except .sigma.$_{*}$x/(.alpha.=0.deg.) are decreased with increment of $E_{L}$/ $E_{T}$ in M=0.9. When .alpha.=90.deg., the influence of $E_{L}$/ $E_{T}$ on displacement U and V is V>U in any velocities of crack propagation, when .alpha.=0.deg., it is VU in M>0.75 and when $E_{L}$/ $E_{T}$ is increased, U and V are decreased in any conditions.sed in any conditions.tions.tions.tions.
The dynamic photoelasticity with the aid of Cranz-Shardin type high speed camera system is utilized to record the dynamically propagating behavior of an interface crack. This paper investigates determined the effects of the hole (exited on the path of the crack propagation) on the crack propagation behavior by comparing the experiment isochromatic fringes to the theoretical stress fields.
The dynamic problems of interface crack propagated with constant velocity along the interface of bimateraial composed of isotropic and orthotropicmaterial under antiplane loading condition are studied in this paper. The general dynamic stress fields and displacement fields of mode III are derived when interface crack between isotropic and orthotropic material is propagating with constant velocity. The general dynamic stress fields and displacement fields in isotropic material. Finally, the characteristics of interface crack propagation are studied with various properties of isotropic and orthotropic material and crack propagarion velocities.
The propagating crack problems under dynamic antiplane mode in orthotropic material is studied in this paper. To analyze the dynamic fracture problems by theoretical method or experimental method in orthotropic material, it is important to know the dynamic stress intensity factor in the vicinity of crack tip. Therefore the dynamic stress field and dynamic displacement field with dynamic stress intensity factor of orthotropic material in mode III were derived. When the crack propagation speed approachs to zero, the dynamic stress components and dynamic displacement components derived in this paper are identical to the those of static state. In addition, the relationships between dynamic stress intensity factor and dynamic energy release rate are determined by using the concept of crack closure energy with the dynamic stresses and dynamic displacements derived in this paper. Finally, the characteristics of crack propagation are studied with the properties of orthotropic material and crack speed. The variation of angle .alpha. between fiber direction and crack propagating direction and crack propagation speed fairly effect on stress component and displacement component in crack tip. The influence of crack propagation speed on the speed on the stress and displacement is greater in the case of .alpha.=90.deg. than in the case of .alpha.=0.deg. and the faster the crack propagation speed, the greater the stress value and displacement value.
The propagating crack problems under dynamic plane mode in orthotropic material is studied in this paper. To analyze the dynamic fracture problems in orthortropic material, it is important to know the dynamic stress components and dynamic displacement components around the crack tip. Therefore the dynamic stress components of dynamic stress field and dynamic displacement components of dynamic displacement field in the crack tip of orthotropic material under the dynamic load and the steady state in crack propagation were derived. When the crack propagation speed approachs to zero, the dynamic stress component and dynamic displacement components derived in this study are identical to the those of static state. In addition, the relationships between dynamic stress intensity factor and dynamic energy release rate are determinded by using the concept of crack closure closure energy with the dynamic stresses and represented according to physical properties of the orthotrophic material and crack speeds. The faster the crack velocity, the greater the stress value of stress components in crack tip. The stress value of the stress component of crack tip is greater when fiber direction coincides with the crack propagation than when fider direction is normal to the crack propagation.
본 논문에서는 결합 기반 페리다이나믹스 해석법을 사용하여 동적취성 파괴시뮬레이션을 수행하였다. 페리다이나믹스 모델은 분기 균열, 균열 불안정성, 균열 경로의 비대칭성, 연쇄 분기 균열, 2차 균열 전파 등 다양한 동적취성 파괴현상을 잘 해석해 낼 수 있다. 본 논문에서는 분기 균열의 분기 각도와 균열 전파속도에 대한 응력파의 영향에 대해 연구하였다. 극한 시점에 도달한 균열은 둘 이상으로 분기되어 전파되고 그 전파속도는 기존 균열의 전파속도와 크게 달라지지 않는다는 사실이 여러 실험을 통해서 입증이 되었다. 페리다이나믹스로 해석된 분기 균열은 실험을 통해 제안된 균열 전파현상들과 잘 부합되는 것을 확인할 수 있었다.
In the present study, interfacial cracks between an isotropic and orthotropic material, subjected to static far field tensile loading are analyzed using the technique of photoelasticity. The fracture parameters are extracted from the full-field isochromatic data and the same are compared with that obtained using boundary collocation method. Dynamic photoelasticity combined with high-speed digital photography is employed for capturing the isochromatics in the case of propagating interfacial cracks. The normalized stress intensity factors for static cracks are greate. when ${\alpha}$: 90$^{\circ}$(fibers perpendicular to the interface) than when ${\alpha}$=0$^{\circ}$(fibers parallel to the interface), and those when ${\alpha}$=90$^{\circ}$are similar to ones of isotropic material. The dynamic stress intensity factors for interfacial propagating cracks are greater when ${\alpha}$=0$^{\circ}$ than ${\alpha}$=90$^{\circ}$. For the velocity ranges (0.1 < C/C$\sub$s1/<0.7) observed in this study, the complex dynamic stress intensity factor │K$\sub$D/│increases with crack speed c, however, the rate of increase of │K$\sub$D/│with crack speed is not as drastic as that reported for homogeneous materials.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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