Stress intensity factors and T-stress for cracked circular disks

Abstract:

The failure of cracked components is governed by the stresses in the vicinity of the crack tip. The singular stress contribution is characterised by the stress intensity factor K, the first regular stress term is represented by the so-called T-stress.

Stress intensity factors and T-stress solutions for components containing an internal crack were computed predominantly by application of the Boundary Collocation Method (BCM). The results are compiled in the form of tables or approximative relations. In some cases also the fracture mechanics weight function for K and a Green's function for T-stresses are given, and higher order stress function coefficients are compiled.

Different mechanical boundary conditions are considered: pure traction conditions, mixed boundary conditions and pure displacement conditions.

Spannungsintensitätsfaktoren und T-Spannungsterme für Kreisscheiben mit Rissen

Kurzfassung:

Das Versagen von Bauteilen mit Rissen wird durch die unmittelbar an der Rißspitze auftretenden Spannungen verursacht. Der singuläre Anteil dieser Spannungen wird durch den Spannungsintensitätsfaktor K charakterisiert. Der erste reguläre Term wird durch die sogenannte T-Spannung beschrieben.

Im vorliegenden Bericht werden Ergebnisse von K und T für den Fall von Kreisscheiben mit Rissen mitgeteilt, die überwiegend mit der "Boundary Collocation Methode" (BCM) bestimmt wurden. Die Resultate werden in Form von Tabellen und Näherungsformeln wiedergegeben. Zusätzlich wird in einigen Fällen die bruchmechanische Gewichtsfunktion für K sowie eine Greensfunktion für T angegeben. Auch Koeffizienten für höhere Terme der Spannungsfunktionen werden tabellarisch angegeben.

Als mechanische Randbedingungen werden gewählt: Spannungsrandbedingungen, gemischte Randbedingungen sowie reine Verschiebungsrandbedingungen.