Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 9, Numéro 4, juillet 1974
Page(s) 667 - 672
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:0197400904066700
Rev. Phys. Appl. (Paris) 9, 667-672 (1974)
DOI: 10.1051/rphysap:0197400904066700

Prévision de la progression des fissures de fatigue dans les structures minces renforcées

J. Lemaitre

Office National d'Etudes et de Recherches Aérospatiales (ONERA) 29, avenue de la Division-Leclerc, 92320 Châtillon, France


Abstract
The behaviour of cracked structures submitted to dynamic loading is based on the stress intensity factor concept associated to Paris-Forman law, to give the crack growth rate, or compared to the toughness of material to determine the conditions of brittle fracture. A finite element program has been elaborated to compute the stress intensity factor as a function of crack length in plane substructures stiffened in mesh loaded in mode I. The validity of Paris-Forman law is studied particularly from the point of view of loading history. This law gives good results only if dynamic load amplitude is constant or increases in time. A new method is described to determine quickly the stress intensity factor from direct measures on loaded cracked structure without any knowledge of loading in the crack vicinity.


Résumé
Le comportement des structures fissurées sollicitées par des efforts dynamiques est fondé sur la connaissance du facteur d'intensité des contraintes qui détermine la vitesse de progression de la fissure par la loi de Paris-Forman, ou bien qui situe le danger de rupture fragile par comparaison avec sa valeur critique : la ténacité du matériau. Un programme de calcul par éléments finis a été élaboré pour calculer le facteur d'intensité des contraintes en fonction de la longueur de fissure dans les structures planes raidies en mailles sollicitées en mode I. Le domaine de validité de la loi de Paris-Forman est étudié notamment sur le plan de l'histoire du chargement ; la loi ne peut être appliquée avec succès que si l'amplitude du chargement dynamique reste constante ou croît avec le temps. Enfin, on décrit une méthode qui permet d'évaluer rapidement le facteur d'intensité des contraintes par mesures directes sur la structure fissurée chargée sans connaître les sollicitations au voisinage de la fissure.

PACS
6220M - Fatigue, brittleness, fracture, and cracks.
8140N - Fatigue, embrittlement, and fracture.

Key words
composite materials -- cracks -- fatigue -- fatigue cracks -- thin reinforced structures -- cracked structures -- dynamic loading -- stress intensity factor concept -- crack growth rate -- toughness of material -- brittle fracture -- finite element program -- crack length -- plane substructures -- Paris Forman law