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  5. Closed‐Form Approach on Mode III Loadings of Thin Layers
 
  • Details
2025
Zweitveröffentlichung
Artikel
Verlagsversion

Closed‐Form Approach on Mode III Loadings of Thin Layers

File(s)
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Hauptpublikation
PAMM_PAMM12185.pdf
CC BY 4.0 International
Format: Adobe PDF
Size: 746.82 KB
TUDa URI
tuda/12991
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-290343
DOI
10.26083/tuprints-00029034
Autor:innen
Rheinschmidt, Florian ORCID 0000-0002-5947-904X
Adam, Valentin
Weißgraeber, Philipp
Rosendahl, Philipp L. ORCID 0000-0002-6587-875X
Kurzbeschreibung (Abstract)

Weak interface models are a potent tool to capture both deformations, stresses, and energy release rates for adhesives or other weak layers between stiffer joints. While the energy release rate for both modes I and II is rendered well, a fast and efficient model, capturing mode III loading of the weak layer is missing. The present study addresses this research gap by introducing a closed‐form analytical model for out‐of‐plane bended weak interface specimens. The classical approach of weak interface models is not applicable in the case of loading the specimen with out‐of‐plane bending. Tackling these difficulties, the present approach uses the principle of minimum potential energy in combination with the calculus of variations to derive the governing equations for an arbitrarily loaded weak interface specimen. This model renders stresses and displacements in a very good agreement with numerical reference solutions and is highly efficient and reduces the numerical costs for parameter studies and the evaluation of experiments. This enables one to measure the mode III energy release rate from a J‐integral‐based evaluation of this physical quantity. Our model allows a fast determination of the mode III fracture toughness from out‐of‐plane loaded double cantilever beam tests for adhesives or from rotated propagation saw tests for faceted and porous weak layers in stratified snowpacks.

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institut für Statik und Konstruktion
DDC
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Proceedings in Applied Mathematics and Mechanics : PAMM
Jahrgang der Zeitschrift
25
Heftnummer der Zeitschrift
1
ISSN
1617-7061
Verlag
Wiley-VCH
Ort der Erstveröffentlichung
Weinheim
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2025
Verlags-DOI
10.1002/pamm.202400159
PPN
527434868
Zusätzliche Infomationen
Special Issue: 94th Annual Meeting of the International Association of Applied Mathematics and Mechanics (GAMM)

Funding: This work was funded in parts by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Research Foundation)-460195514
Artikel-ID
e202400159

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