Modeling of dynamic crack propagation: I. validation of one-dimensional analysis

The formulation of the problem of a rapidly propagating crack in a double cantilever beam specimen is re-examined using Reissner's variational principle. The governing equations are first solved to obtain the static compliance which is in good agreement with measured values. The equations of motion in conjunction with the energy balance criterion for a running crack are solved using a finite difference method. Predicted crack growth versus time, crack speed versus crack length and dynamic stress intensity factor versus crack length are all found to be in very good agreement with their measured counterparts for a polymer.

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Résumé On réexamine la formulation du problème d'une fissure se propageant rapidement dans une éprouvette en poutre double cantilever en utilisant le principe variationnel de Reissner. Les équations de base sont en premier lieu résolue en vue d'obtenir une compliance statique en bon agrément avec les valeurs mesurées. Les équations de mouvement en relation avec un critère d'équilibre énergétique dans le cas d'une fissure en mouvement sont résolues en utilisant une méthode par différences finies. On trouve que la croissance prédite de la fissure en fonction du temps, la vitesse de propagation en fonction de la longueur de fissure et le factuer d'intensité des contraintes en fonction de la longueur de la fissure sont en excellent agrément avec les valeurs correspondantes mesurées dans le cas d'un polymère.