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Local stress field for torsion of a penny-shaped crack in a transversely isotropic functionally graded strip

Structural engineering and mechanics : An international journal v.18 no.6 , 2004년, pp.759 - 768  
Feng, W.J. (Department of Mechanics and Engineering Science, Shijiazhuang Railway Institute ) ;  Su, R.K.L. ( Department of Civil Engineering, The University of Hong Kong)
Abstract

The torsion of a penny-shaped crack in a transversely isotropic strip is investigated in this paper. The shear moduli are functionally graded in such a way that the mathematics is tractable. Hankel transform is used to reduce the problem to solving a Fredholm integral equation. The crack tip stress field is obtained by taking the asymptotic behavior of Bessel function into account. The effects of material property parameters and geometry criterion on the stress intensity factor are investigated. Numerical results show that increasing the shear moduli's gradient and/or increasing the shear modulus in a direction perpendicular to the crack surface can suppress crack initiation and growth, and that the stress intensity factor varies little with the increasing of the strip's height.

주제어

#torsion   #penny-shaped crack   #anisotropic media   #functionally graded strip   #stress intensity factor  

참고문헌 (9)

  1. Kassir, M.K. and Sih, G.C. (1975), Three-dimensional Crack Problems, Mechanics of Fracture 2, Noordhoff International Publishing (Now Kluwer Academic Publishers, Boston). 
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  3. Wang, X.Y., Zou, Z.Z. and Wang, D. (1997), "On the penny-shaped crack in a nonhomogeneous interlayer of adjoining two different elastic materials", Int. J. Solids Struct., 34, 3911-3921. 
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  6. Erdogan, F. (1985), "The crack problem for bonded nonhomogeneous material under antiplane shear loading", J. Appl. Mech., ASME, 52, 823-828. 
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