Crack propagation in linear viscoelastic solids: some new results

Abstract

An extension of a theory of linear viscoelastic fracture is derived which removes a former restriction that Poisson's ratio is a constant. The new formulation thus includes both material property characteristics, i.e. the bulk (dilatation) and shear (distortion) linear viscoelastic compliances. Characteristic crack growth laws, assuming a Dugdale region ahead of the crack, are developed for creep laws which depend linearly upon time but are thought to be representative of more general materials. Examples include a single crack, a linear array of cracks, and a specialized cyclic load application.

Résumé

Une extension de la théorie de la rupture viscoélastique est déduite; cette extension se dégage de la restriction antérieure suivant laquelle le rapport de Poisson est une constante. La nouvelle formulation comporte donc deux caractéristiques des propriétés des matériaux, à savoir les compliances viscoélastiques linéaires d'ensemble (dilatation) et de cisaillement (distorsion). Les lois de croissance caractéristiques de la fissure supposant une région de Dugdale en amont de celle-ci sont développées pour des lois de fluage dépendant linéairement du temps; on pense cependant qu'elles sont représentatives de matériaux plus généraux. Des exemples comportant une fissure simple, une série simple de fissures alignées et une application spécifique de sollicitations cycliques sont fournies.