2. Solution de référence#

2.1. Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence#

Méthode des éléments de frontière, avec des éléments quadratiques [bib1].

Le calcul de \({K}_{I}\) et \({K}_{\mathrm{II}}\) est effectué par une intégrale de contour (intégrale M [bib2]) dans laquelle interviennent les contraintes et déplacements calculés dans la pièce, ainsi que les contraintes et déplacements déduits de solutions asymptotiques définies analytiquement, dans lesquelles \({K}_{I}\) et \({K}_{\mathrm{II}}\) sont alternativement nuls.

A titre de comparaison, le calcul des \(K\) est également effectué par la méthode d’extension virtuelle.

2.2. Résultats de référence#

Les résultats de la solution de référence sont présentés dans le tableau ci-dessous, pour les différentes valeurs de l’angle et pour les deux extrémités de la fissure, avec

_images/Object_1.svg

.

Méthode

Côté gauche

Côté droit

\(\theta =15°\)

\(\theta =30°\)

\(\theta =45°\)

\(\theta =60°\)

\(\theta =15°\)

\(\theta =30°\)

\(\theta =45°\)

\(\theta =60°\)

intégrale

\({F}_{I}\)

1,0115

0,7868

0,5211

0,2770

1,1266

0,9910

0,7646

0,4919

\(M\)

\({F}_{\mathrm{II}}\)

0,4434

0,6244

0,6723

0,5804

0,0862

0,2961

0,4056

0,4057

extension

\({F}_{I}\)

1,0110

0,7864

0,5210

0,2769

1,1260

0,9904

0,7643

0,4919

virtuelle

\({F}_{\mathrm{II}}\)

0,4429

0,6240

0,6720

0,5801

0,0865

0,2960

0,4055

0,4056

La relation entre le taux global de restitution de l’énergie \(G\) et les \({K}_{j}\) s’écrit comme suit [bib3] :

\(G=\beta ({K}_{I}^{2}+{K}_{\mathrm{II}}^{2})\)

avec:

\(\beta =\frac{1}{16C{h}^{2}(\alpha \pi )}(\frac{1+{\kappa}_{1}}{{\mu}_{1}}+\frac{1+{\kappa}_{2}}{{\mu}_{2}})\) et \(\begin{array}{c}{\kappa}_{i}=\frac{3-{\nu}_{i}}{1+{\nu}_{i}}\\ {\mu}_{i}=\frac{{E}_{i}}{2(1+{\nu}_{i})}\\ \alpha =\frac{1}{2\pi }\ln\left[(\frac{{\kappa}_{1}}{{\mu}_{1}}+\frac{1}{{\mu}_{2}}){(\frac{{\kappa}_{2}}{{\mu}_{2}}+\frac{1}{{\mu}_{1}})}^{-1}\right]\end{array}\)

2.3. Incertitude sur la solution#

Estimée à moins de 0,1%. On note que l’écart entre la méthode des intégrales de contour et la méthode d’extension virtuelle est généralement inférieur à 0,05 %.

2.4. Références bibliographiques#

  1. Stress intensity factor analysis of interface crack using boundary element method. Application of contour-integral method. N. MIYAZAKI, T. IKEDA, T.SODA et T. MUNAKATA. Engng.Fract.Mechs., 45, n°5, 599-610, 1993.

  2. An analysis of interface cracks between dissimilar isotropic materials using conservation integrals in elasticity. J. F. YAU et T. C. CHANG. Engng.Fract.Mechs., 20, 423-432, 1984.

  3. The strength of adhesive joints using the theory of cracks. B. M. MALYSHEV et R.L.SALGANIK. Int.J.Fract.Mech., 1, 114-128, 1965.