Analysis of through cracks in cylindrical shells by the quarterpoint elements

1573-2673

Springer Online Journal Archives 1860-2000

Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics

Résumé On analyse des fissures traversantes axiales et circonférentielles au travers d'enveloppes cylindriques à l'aide d'éléments de coque épaisse reposant sur quatre points. On montre que ces éléments tiennent compte des déformations de cisaillement transversales qui soulagent certaines difficultés rencontrées dans l'utilisation de la théorie classique des coques lorsqu'elle est appliquée au voisinage de la discontinuité correspondant à l'extrémité d'une fissure. L'étude fournit les facteurs d'intensité des contraintes à l'extension et à la flexion pour les cas de pressions et de moments de flexion. On donne également la distribution des contraintes qui environnent en principe l'extrémité d'une fissure dans le cas de configurations choisies de cylindre fissuré suivant la direction circonférentielle ou axiale. On discute également la direction de la propagation de la fissure.

Abstract Axial and circumferential through cracks in cylindrical shells are analyzed using the quarter-point thick shell elements. These elements were shown to account for transverse shear deformations which alleviate several difficulties encountered in the use of classical thin shell theory when applied in the neighborhood of crack tip discontinuity. Both extensional and bending stress intensity factors for pressure and bending moment cases are given. The principle stress distribution around the crack tip for selected configurations of circumferentially and axially cracked cylinders are also given and the direction of crack propagation is discussed.

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