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Fracture Analysis of Shear Deformable Bi-Material Interface / Wang, Jialai in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°3 (Mars 2006) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°3 (Mars 2006) . - 306-316 p. Titre : Fracture Analysis of Shear Deformable Bi-Material Interface Titre original : Analyse de Rupture d'Interface de Bi-Matériel de Deformable Cisaillement Type de document : texte imprimé Auteurs : Wang, Jialai, Auteur ; Qiao, Pizhong, Auteur ; Xi, Yunping, Editeur scientifique Article en page(s) : 306-316 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Fractures  Shear  deformation  Beams  Cracking  Interfaces  Déformation  de  cisaillement  Faisceaux  Fendre Index. décimale : 621.34 Résumé : Based on a novel split bi-layer shear deformable beam model capable of capturing the local deformation at the crack tip, the explicit closed-form solutions of bi-material interface fracture are presented in this paper. A Recently developed novel shear deformable bi-layer beam theory is briefly reviewed, from which the deformation at the crack tip is explicity derived. A new expression for the energy release rate is then obtained using the J integral, in which several new terms associated with the transverse shear force are present; this represents an improved solution compared to the one from the classical beam model. By exploiting the two concentrated crack tip forces, the general loading acting at the crack tip are decomposed into two groups which produce only the mode I and mode II energy release rates, respectively; the total energy release rate is thus decomposed into the mode I and II components in a global sense. The Stress intensity factor referred to as local decomposition is also obtained including the transverse shear effect. The Difference between the global and local mode decomposition is clarified, and a simple relationship between them is provided. The Effect of the existence of a thin layer of adhesive on the stress intensity factor is further studied by an asymptotic analysis. A simple and improved expression for the T stress, the non singular term of stress at the crack tip, is also given. The Fracture parameters of several commonly used interface fracture specimens are summarized. The Present fracture analysis including the transverse shear effect is in better agreement with finite element analyses and shows advantages and improved accuracy over the available classical solutions. Basé sur un modèle deformable de faisceau de cisaillement fendu de Bi-couche de roman capable de capturer la déformation locale au bout de fente, les solutions explicites de forme close de la rupture d'interface de Bi-matériel sont présentées en cet article. Une théorie deformable récemment développée de faisceau de Bi-couche de cisaillement de roman dont est brièvement passée en revue, la déformation au bout de fente est explicity dérivé. Une nouvelle expression pour le taux de rejets d'énergie est alors obtenue en utilisant l'intégrale de J, dans laquelle plusieurs nouvelles limites liées à la force de cisaillement transversale sont présentes ; ceci représente une solution améliorée comparée à celle du modèle classique de faisceau. En exploitant les deux forces concentrées de bout de fente, le chargement général agissant au bout de fente sont décomposés en deux groupes qui produisent les taux de rejets d'énergie seulement du mode I et du mode II, respectivement ; tout le taux de rejets d'énergie est ainsi décomposé en mode I et II des composants dans un sens global. Le facteur d'intensité d'effort désigné sous le nom de la décomposition locale est également obtenu comprenant l'effet de cisaillement transversal. La différence entre la décomposition globale et locale de mode est clarifiée, et un rapport simple entre eux est fourni. L'effet de l'existence d'une couche mince d'adhésif sur le facteur d'intensité d'effort est encore étudié par une analyse asymptotique. Une expression simple et améliorée pour l'effort de T, la limite non singulière de l'effort au bout de fente, est également donnée. Les paramètres de rupture de plusieurs spécimens généralement utilisés de rupture d'interface sont récapitulés. L'analyse actuelle de rupture comprenant l'effet de cisaillement transversal est dans un meilleur accord avec des analyses finies d'élément et montre des avantages et l'exactitude améliorée au-dessus des solutions classiques disponibles. En ligne : qiao@uakron.edu [article] Fracture Analysis of Shear Deformable Bi-Material Interface = Analyse de Rupture d'Interface de Bi-Matériel de Deformable Cisaillement [texte imprimé] / Wang, Jialai, Auteur ; Qiao, Pizhong, Auteur ; Xi, Yunping, Editeur scientifique . - 306-316 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°3 (Mars 2006) . - 306-316 p. Mots-clés : Fractures  Shear  deformation  Beams  Cracking  Interfaces  Déformation  de  cisaillement  Faisceaux  Fendre Index. décimale : 621.34 Résumé : Based on a novel split bi-layer shear deformable beam model capable of capturing the local deformation at the crack tip, the explicit closed-form solutions of bi-material interface fracture are presented in this paper. A Recently developed novel shear deformable bi-layer beam theory is briefly reviewed, from which the deformation at the crack tip is explicity derived. A new expression for the energy release rate is then obtained using the J integral, in which several new terms associated with the transverse shear force are present; this represents an improved solution compared to the one from the classical beam model. By exploiting the two concentrated crack tip forces, the general loading acting at the crack tip are decomposed into two groups which produce only the mode I and mode II energy release rates, respectively; the total energy release rate is thus decomposed into the mode I and II components in a global sense. The Stress intensity factor referred to as local decomposition is also obtained including the transverse shear effect. The Difference between the global and local mode decomposition is clarified, and a simple relationship between them is provided. The Effect of the existence of a thin layer of adhesive on the stress intensity factor is further studied by an asymptotic analysis. A simple and improved expression for the T stress, the non singular term of stress at the crack tip, is also given. The Fracture parameters of several commonly used interface fracture specimens are summarized. The Present fracture analysis including the transverse shear effect is in better agreement with finite element analyses and shows advantages and improved accuracy over the available classical solutions. Basé sur un modèle deformable de faisceau de cisaillement fendu de Bi-couche de roman capable de capturer la déformation locale au bout de fente, les solutions explicites de forme close de la rupture d'interface de Bi-matériel sont présentées en cet article. Une théorie deformable récemment développée de faisceau de Bi-couche de cisaillement de roman dont est brièvement passée en revue, la déformation au bout de fente est explicity dérivé. Une nouvelle expression pour le taux de rejets d'énergie est alors obtenue en utilisant l'intégrale de J, dans laquelle plusieurs nouvelles limites liées à la force de cisaillement transversale sont présentes ; ceci représente une solution améliorée comparée à celle du modèle classique de faisceau. En exploitant les deux forces concentrées de bout de fente, le chargement général agissant au bout de fente sont décomposés en deux groupes qui produisent les taux de rejets d'énergie seulement du mode I et du mode II, respectivement ; tout le taux de rejets d'énergie est ainsi décomposé en mode I et II des composants dans un sens global. Le facteur d'intensité d'effort désigné sous le nom de la décomposition locale est également obtenu comprenant l'effet de cisaillement transversal. La différence entre la décomposition globale et locale de mode est clarifiée, et un rapport simple entre eux est fourni. L'effet de l'existence d'une couche mince d'adhésif sur le facteur d'intensité d'effort est encore étudié par une analyse asymptotique. Une expression simple et améliorée pour l'effort de T, la limite non singulière de l'effort au bout de fente, est également donnée. Les paramètres de rupture de plusieurs spécimens généralement utilisés de rupture d'interface sont récapitulés. L'analyse actuelle de rupture comprenant l'effet de cisaillement transversal est dans un meilleur accord avec des analyses finies d'élément et montre des avantages et l'exactitude améliorée au-dessus des solutions classiques disponibles. En ligne : qiao@uakron.edu