Investigation of the mixed-mode fracture in delamination tests: numerical simulations using cohesive zone and partitioning methods

Abstract

Original scientific paper Delamination (fracture) tests have been numerically investigated using various cohesive zone properties. The test utilises asymmetric and symmetric double cantilever beam specimens loaded with bending moment. Energy release rate contributions from mode I and mode II fracture are calculated using a global and local approach. Mode-mixities results are presented and analysed. The numerical partitioning results for different configurations are compared to two analytical partitioning theories, namely, after Williams and after Hutchinson and Suo. Opposite to these theories, partitioning is observed to be dependent on cohesive zone properties. Keywords: cohesive zone; delamination tests; mixed-mode fracture; mixed-mode partitioning; numerical simulationIstraživanje mješovitog tipa loma u pokusima delaminacije: numeričke simulacije s uporabom kohezivne zone i metode podjele energije Izvorni znanstveni članak U radu se istražuju pokusi delaminacije (loma) pomoću numeričkih simulacija u kojima su korištene različite osobine kohezivnih zona. Koristili su se asimetrični i simetrični dvokraki gredni uzorci opterećeni momentom savijanja. Udjeli tipa I i tipa II loma u ukupnoj energiji loma su proračunati pomoću globalnog i lokalnog pristupa. Rezultati mješovitog tipa loma su prezentirani i analizirani. Numeričke vrijednosti podjele energije za različite konfiguracije su uspoređene s dvije analitičke teorije podjele energije, koje su postavili Williams te Hutchison i Suo. Nasuprot teorijama, uočena je ovisnost podjele energije o osobinama kohezivne zone.