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Accès ouvert déclaré 2026 article

A new Mθ and Aθ fractional-integrals for crack initiation and mixed modes growth in hygro-viscoelastic orthotropic materials

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This paper deals with the development of new path-independent integral formulations for the analysis of crack initiation and mixed-mode crack propagation in orthotropic materials subjected to coupled hygro-mechanical loading with time-dependent viscoelastic effects. The analytical framework is based on an energetic approach to fracture mechanics derived from conservation laws. An automatic crack initiation detection algorithm is proposed and implemented within a finite element software using incremental hygro-viscoelastic constitutive laws. Hygro-viscoelastic behavior is modeled through a fractional Zener formulation, composed of a spring in series with a fractional Kelvin cell. A sensitivity analysis is performed to investigate the influence of the fractional fracture model parameters on crack propagation kinetics. The newly introduced invariant integrals, denoted as M θ visco and A θ visco , allow the evaluation of fracture parameters such as stress intensity factors and energy release rates, while ensuring a proper separation of the elementary fracture modes. This separation is first established in the absence of moisture variations and subsequently extended to account for hygro-mechanical coupling effects. Numerical validations are carried out using a Mixed Mode Crack Growth (MMCG) specimen under combined hygro-mechanical mixed-mode loading at different crack propagation rates. • A new analytical formulation of fractional-integral for path independency. • Initiation and mixed mode crack propagation for viscoelastic orthotropic materials. • A new algorithm including process zone in mixed mode configuration. • Impact velocity and time on viscoelastic energy release rate. • Finite element application with the impact of fractional order.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A new Mθ and Aθ fractional-integrals for crack initiation and mixed modes growth in hygro-viscoelastic orthotropic materials
Date Crossref
01/04/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

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