An analysis of the energy release rate for non-coplanar crack growth in fiber reinforced composite materials

Abstract

In view of the fact that non-coplaner crack growth is a common characteristic of crack propagation in fiber reinforced composite materials, an attempt is made to derive the equation of the energy release rateG for non-coplaner crack extension in orthotropic linear elastic solids. Combining the idea developed in our previous paper and the analysis by Sihet al., the equation ofG is obtained for the cases of plane symmetric loading, plane skew-symmetric loading, antiplane shear loading, and a combination of these. The result will serve as a basic tool for developing a fracture mechanics approach to composites.

Résumé

En raison du fait que la croissance d'une fissure non coplanaire est une caractéristique commune de la propagation des fissures dans des matériaux composites renforcés de fibres, on a procédé à une tentative de dériver une équation de taux de relaxation d'énergieG pour l'extension d'une fissure non coplanaire dans un solide linéaire élastique et orthotrope. En combinant les idées développées dans un mémoire précédent et l'analyse par Sih et al, on obtient l'équation deG pour le cas de mise en charge plane symétrique, de mise en charge par cisaillement plan symétrique, de mise en charge par cisaillement antiplanaire et par une combinaison de ces différentes mises en charge. Le résultat servira d'outil de base pour développer une approche de la mécanique de la rupture à l'étude des composites.