Влияние начальных напряжений на коэффициент интенсивности напряжений в вершинах трещины в полоске композита

摘要

Исследовано влияние начального растяжения или сжатия вдоль трещин на коэффициент интенсивности напряжений (КИН) в вершинах трещины при воздействии добавочных нормальных сил на краях трещины. Рассмотрена свободно опертая полоска из композитного материала, содержащая трещину, края которой параллельны ее граням. Полоска первоначально подвергается растяжению или сжатию вдоль краев трещины, после чего к краям трещины прикладываются добавочные равномерно распределенные нормальные силы. Моделируются соответствующие краевые задачи с использованием трехмерной линеаризованной теории упругости. Все исследования выполнены численно с применением метода конечных элементов. Значения КИН рассчитаны по методу высвобождения энергии.The influence of initial tension or compression along cracks on the stress intensity factor (SIF) at crack tips under the action of additional normal forces on crack edges is studied for infinite bodies. A strip made of a composite material is considered. The strip ends are simply supported, and the strip contains a crack whose edges are parallel to its face planes. The strip is first stretched or compressed along crack edges, and then additional uniformly distributed normal forces are applied to the edges. The influence of the initial tension (compression) on the SIF caused by the additional normal forces is studied. The corresponding boundary-value problems are modelled with the use of the three-dimensional linearized theory of elasticity. All the investigations are carried out numerically by employing the finite-element method. The values of SIF are calculated by the energy release method.