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Evaluation of stress intensity fac.ors for bi-material interfac. c.ac.0} using displac.ment jump methods

Ac.a Mec.anic. Sinic. 2017年第6期33卷 1051-1064页

作者： k. c. nehar B. E. Hac.i F. c.zes M. Haboussi Laboratoire de développement en méc.nique et matériaux (LDMM) Université de Djelfa PB 3117 Djelfa Algeria Laboratoire des Sc.enc.s des Proc.dés et des Matériaux (LSPM) UPR 3407 CNRS Université Paris 13 Paris France

The aim of the present work.is to investigate the numeric.l modeling of interfac.al c.ac.0} that may appear at the interfac. between two isotropic.elastic.materials. The extended finite element method is employed to analyze brittle and bi-material interfac.al fatigue c.ac.0}growth by c.mputing the mixed mode stress intensity fac.ors(SIF). Three different approac.es are introduc.d to c.mpute the SIFs. In the first one, mixed mode SIF is deduc.d from the c.mputation of the c.ntour integral as per the c.assic.l J-integral method,whereas a displac.ment method is used to evaluate the SIF by using either one or two displac.ment jumps loc.ted along the c.ac.0}path in the sec.nd and third approac.es. The displac.ment jump method is rather c.assic.l for mono-materials,but has to our k.owledge not been used up to now for a bimaterial. Henc., use of displac.ment jump for c.arac.erizing bi-material c.ac.0} c.nstitutes the main c.ntribution of the present study. Several benc.mark.tests inc.uding parametric.studies are performed to show the effec.iveness of these c.mputational methodologies for SIF c.nsidering static.and fatigue problems of bi-material struc.ures. It is found that results based on the displac.ment jump methods are in a very good agreement with those of exac. solutions, suc. as for the J-integral method, but with a larger domain of applic.bility and a better numeric.l effic.enc.(less time c.nsuming and less spurious boundary effec.).

关键词： Bi-material interfac. c.ac. Mixed mode stress intensity fac.or Displac.ment jump X-FEM Fatigue c.ac.0}growth

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