Efekty naprężeniowe, deformacyjne i energetyczne w okolicy wierzchołkowej szczeliny z podwójnym symetrycznym odgałęzieniem

W pracy analizowano pola naprężeń i względne przemieszczenia brzegów niewielkich symetrycznych pęknięć powstałych w wierzchołku płaskiej szczeliny pod pewnym kątem do jej płaszczyzny. Zaproponowano analityczno-numeryczną metodę wyznaczania uogólnionej wartości współczynnika uwalniania energii G. Dla płaskiego i antypłaskiego stanu odkształcenia wyznaczono względne przemieszczenia brzegów odgałęzionych szczelin w zależności od kierunku nachylenia odgałęzionego pęknięcia i rodzaju obciążenia zewnętrznego. W obliczeniach wykorzystano metodę elementów skończonych MES. Względne rozwarcie brzegów odgałęzień szczeliny opisano odpowiednimi funkcjami uwzględniającymi charakter osobliwości pola naprężeń w okolicy wierzchołkowej umożliwiającymi obliczenie współczynników G.

Mutual interactions between two neighboring singular stress fields for symmetrically branching cracks are analyzed. Using the finite element method and ANSYS program, relative crack opening displacements and range of validity of the singular stress fields have been obtained. Some special functions were chosen for describing crack face opening and calculating the ener- gy release rate G and its particular components. Numerical results made it possible to explain the influence and applicability of stress intensity factors for such cracks and show qualitatively additional effects and cracking conditions around the crack tip for plane and anti-plane crack problems.