Modelling of crack growth initiation in a linear viscoelastic material

Widespread application of viscoelastic materials the structures, which have to operate for a long time, requires better understanding of their mechanical behaviour and fracture properties. It has been observed that time dependence is of great importance in determining the rate of crack growth. The effects of viscoelastic characteristic on creep crack growth initiation are studied in the paper by using the finite element method. In order to define diplacements and stresses around the crack tip in linear isotropic viscoelastic media new formulation in the time domain has been produced. We formulate a new constitutive equation in terms of the stress and crack opening intensity factors, using the correspondance principle by means of Volterra integrals. Afterwards, the fracture parameters are computed with an incremental viscoelastic formulation.Szeroko rozpowszechnione konstrukcje z materiałów lepkosprężystych, które muszą działać przez długi czas, wymagają lepszego zrozumienia ich mechanicznego zachowania i właściwości przy zniszczeniu. Zaobserwowano, że zależność od czasu ma ogromne znaczenie przy wyznaczaniu prędkości wzrostu pęnięcia. W pracy rozpatrzono efekt charakterystyki sprężysto-lepkiej na inicjacje wzrostu pęknięcia przy pełzaniu wykorzystując metodę elementów skończonych. Zaproponowano nowe sformułowania w przestrzeni czasu dla liniowych, izotropowych ośrodków sprężystoplastycznych w celu wyznaczania przemieszczeń i naprężeń wokół wierzchołka szczeliny. Zaproponowano nowe równania konstytutywne zależności współczynników intensywności naprężeń i otwarcia szczeliny wykorzystując odpowiadającą zaszdę całek Volterra. W rezultacie obliczono parametry zniszczenia w procesie spzrężonym z przyrostowym sformułowaniem sprężystolepkim