Elastic wave radiation from cleavage crack extension

The elastic waves, radiated from an isolated elastic microfracture of variable orientation and received at the epicentre of an elastic half-space, have been calculated and used to predict the acoustic emission signals that would be detected on various faces of a compact tension specimen. The displacements due to elastic waves radiated by incremental cleavage extension of precracks in such samples have then been measured, both ahead of and vertically above the advancing cracks. These acoustic emission signals are found to differ from the predicted waveforms because of the presence of precrack free surfaces, along which disturbances propagate from the crack tip at the surface wave velocity. Their effect is to increase the amplitude of the acoustic emission signal and enhance their lower frequency content. The experimental results are consistent with recent elastodynamic calculations of elastic radiation from incremental crack advance.RésuméOn a calculé les ondes élastiques qui émanent d'une micro-rupture élastique et isolée d'orientation variable, et qui aboutissent à l'épicentre d'un demi-espace élastique. On a utilisé ces calculs pour prédire les signaux d'émission acoustique qui seraient détectés sur les diverses faces d'une éprouvette de traction compacte. Les déplacements associés aux ondes élastiques et créés par une extension progressive des clivages dans la zone de préfissuration de ces éprouvettes ont été mesurés, à la fois en avant de la fissure en propagation, et à la verticale de celle-ci. On trouve que les signaux d'émission acoustique diffèrent des formes d'ondes prédites en raison de la présence de surfaces libres de préfissuration le long desquelles se propagent des perturbations avec comme point de départ l'extrémité de la fissure et avec comme vitesse celle de l'onde de surface. L'effet en est d'accroître l'amplitude du signal d'émission acoustique et d'augmenter le contenu en fréquences faibles. Les résultats expérimentaux sont en accord avec les calculs élasto-dynamiques récents d'émission d'ondes élastiques à partir d'une fissure en propagation progressive.