Forschungszentrum Karlsruhe - Wissenschaftliche Berichte - FZKA 6937

T-stress Solutions Determined by Finite Element Computations

T. Fett, G. Rizzi

Abstract
Failure of cracked components is caused 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.

While stress intensity factor solutions are reported in handbooks for many crack types and loading cases, T-stress terms are available only for a small number of test specimens and simple loading cases, such as for instance pure tension and bending.

T-stress solutions for components containing edge cracks were computed by application of the Finite Element Method (FEM). The results are compiled in form of figures, tables or approximate relations. Since the stress intensity factors also arise during T-computations, they are reported, too.

In addition, Green's functions for T-stresses are quoted, which enable to compute Tstress terms for any given stress distribution in the uncracked body.

T-Spannungslösungen aus Finite-Elemente Berechnungen

Zusammenfassung
Das Versagen von Bauteilen mit Rissen wird durch die unmittelbar an der Rissspitze auftretenden Spannungen verursacht. Der singuläre Anteil diese Spannungen wird durch den Spannungsintensitätsfaktor K charakterisiert. Der erste reguläre Term wird durch die so genannte T-Spannung beschrieben.

Während K-Lösungen für viele Probengeometrien in Handbüchern enthalten sind, sind Lösungen für die T-Spannung nur für einfache Geometrien verfügbar.

Im vorliegenden Bericht werden Ergebnisse mitgeteilt, die mit der "Finite-Elemente Methode" (FEM) bestimmt wurden. Die Resultate werden in Form von Diagrammen, Tabellen und Näherungsformeln wiedergegeben. Da im Zuge der T-Berechnungen auch die Spannungsintensitätsfaktoren anfallen, wurden auch diese aufgenommen.

Zusätzlich werden Greensfunktionen für T angegeben. Diese erlauben die Berechnung des T-Spannungsterms für beliebige Spannungsverteilungen in der ungerissenen Struktur.

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