A stiffness derivative finite element technique for determination of crack tip stress intensity factors

Abstract

A finite element technique for determination of elastic crack tip stress intensity factors is presented. The method, based on the energy release rate, requires no special crack tip elements. Further, the solution for only a sin#le crack length is required, and the crack is "advanced" by moving nodal points rather than by removing nodal tractions at the crack tip and performing a second analysis. The promising straightforward extension of the method to general three-dimensional crack configurations is presented and contrasted with the practical impossibility of conventional energy methods.

A damage model for the simulation of delamination in advanced composites under variable-mode loading

“…After delamination onset, LEFM can be used to predict delamination growth [3]- [4]. Techniques such as virtual crack closure technique (VCCT) [5]- [9], J-integral method [10], virtual crack extension [11] and stiffness derivative [12] have often been used to predict delamination growth.…”

Characterization of a cracked specimen with full-field measurements: direct determination of the crack tip and energy release rate calculation

“…This must be taken into account to enhance the reliability of such structures (Moutou Pitti and Chateauneuf 2012). The characterization of the crack tip location and growth appears therefore to be a key-issue in the communities involved in prediction of the behavior of structures and in machine safety (Chalivendra 2009;Atkinson and Eftaxiopoulos 1992;Suo and Combescure 1992;Parks 1974Parks , 1977. This is due to the singularity of the mechanical fields at the crack tip on the one hand, and to the problems raised by the identification of the crack tip location and propagation on the other hand, even when recent image analysis methods are employed.…”

Extração de fatores de intensidade de tensão utilizando a solução do método dos elementos finitos generalizados

“…Esta técnica foi baseada na variação do potencial de energia com relação ao comprimento da fissura, o que implica na variação da rigidez do sistema com o avanço da fissura. Parks (1974) mostrou que a técnica da derivada da rigidez não requer o uso de elementos especiais na ponta da fissura, bem como uma segunda solução do MEF, para pequenas modificações no comprimento da fissura. Utilizando elementos triangulares com deformação constante, Parks (1974) mostrou que a técnica da derivada da rigidez é numericamente equivalente ao método da integral-J.…”

“…Parks (1974) mostrou que a técnica da derivada da rigidez não requer o uso de elementos especiais na ponta da fissura, bem como uma segunda solução do MEF, para pequenas modificações no comprimento da fissura. Utilizando elementos triangulares com deformação constante, Parks (1974) mostrou que a técnica da derivada da rigidez é numericamente equivalente ao método da integral-J. O método desenvolvido por Parks (1974) pode ser interpretado como uma forma alternativa do método da extensão virtual da fissura.…”

“…Utilizando elementos triangulares com deformação constante, Parks (1974) mostrou que a técnica da derivada da rigidez é numericamente equivalente ao método da integral-J. O método desenvolvido por Parks (1974) pode ser interpretado como uma forma alternativa do método da extensão virtual da fissura.…”