Compliance analysis of a bridged crack under monotonic and cyclic loading

A systematic approach for crack bridging in quasibrittle materials, such as coarse-grained alumina ceramics, is extended to study frictional degradation in grain bridges during cyclic fatigue. It is shown that the variation in bridging stress owing to the grainbridge degradation can be determined in terms of compliance measurements. Parallel to the bridging theory under monotonic loading, the extended analysis under cyclic loading is divided into two parts: i.e. the pure frictional degradation of existing bridges without any crack growth, and the coupling problem of the establishment of new bridges accompanying fatigue crack growth and degradation of old bridges subject to cyclic fatigue. Preliminary results on bridging stresses in a coarse-grained alumina under monotonic loading are obtained with the bridging theory. Es wird eine systematische Annäherung für die Rißüberbrückung in quasi-spröden Materialien, wie beispielsweise grobkörnige Aluminium-Oxid-Keramiken ausgeweitet, um den reibungsbedingten Zerfall in Kornbrücken wahrend zyklischer Ermüdung zu untersuchen. Es wird gezeigt, daß die Variation der Überbrückungsspannung für den Zerfall der Kornbrücken mit Hilfe von Steifigkeitsmessungen bestimmt werden kann. Parallel zu der Überbrückungstheorie für den Fall monotoner Belastung ist die erweiterte Analyse für den Fall der zyklischen Belastung in zwei Teile untergliedert: der rein reibungsbedingte Zerfall bestehender Brücken ohne jegliches Rißwachstum und das Problem der Kopplung der Bildung neuer Brücken in Verbindung mit Ermüdungsrißwachstum und dem Zerfall alter Brücken in Abhängigkeit von der Ermüdung. Es wurden erste Ergebnisse zur Überbrückungsspannung für grobkörniges Aluminium-Oxid unter monotoner Belastung mit Hilfe der Überbrückungstheorie erzielt. Une approche systématique du phénomène de pontage des fissures dans des matériaux quasi-fragiles, comme des céramiques alumines à gros grain, est étendue afin d'étudier la dégradation par frottement des ponts assurés par les grains lors d'une fatigue cyclique. On a montré que la variation de la contrainte de pontage, imputable à la dégradation de ces ponts, peut être déterminée par des mesures de compliance. Parallèlement à la théorie du pontage sous charge constante, l'analyse étendue à des chargements cycliques est divisée en deux parties: la dégradation par pur frottement des ponts existants, sans aucune croissance de fissures, et les problèmes couplés de la formation de nouveaux ponts accompagna