Crack onset in PMMA holed plates subjected to tensile stresses is studied experimentally and by the coupled stress and energy criterion of the Finite Fracture Mechanics (CCFFM). The elastic, strength and fracture properties of PMMA are determined by the standard tests, a clearly nonlinear stress-strain relation being identified in the tensile tests. Thus, a novel numerical implementation of the CCFFM considering a non-linear elastic (NLE) material model, using the Ramberg-Osgood approximation, in addition to the usually used linear elastic (LE) model, is developed. Testing of plates with different hole sizes shows a hole size effect in the nominal failure load as expected. For a better fitting of the experimental results, higher strength values obtained by three point bending (TPB) flatwise and edgewise coupons (without any notch), for these material models, are used, apparently for the first time, in the CCFFM predictions. This approach reflects the observation that the strength values associated to smaller but highly stressed volumes, like those located at stress maxima in the holed plates and TPB specimens, are higher. For finite-width holed plates and both material behaviours, suitable FEM models are developed to implement the CCFFM for both LE and NLE models, considering plane stress state. Moreover, an inverse procedure is devised, using the experimental data for holed plates and predictions by CCFFM, to estimate the strength and fracture properties to be used in both material models, providing very good correlations of the CCFFM predictions with the experimental results.

通过实验和有限断裂力学 (CCFFM) 的耦合应力和能量准则研究了 PMMA 孔板在受拉应力下的裂纹起始。PMMA 的弹性、强度和断裂特性由标准测试确定，拉伸测试中确定了明显的非线性应力应变关系。因此，除了通常使用的线性弹性（LE）模型之外，还开发了一种使用非线性弹性（NLE）材料模型的CCFFM新型数值实现方法，该模型使用Ramberg-Osgood逼近法。正如预期的那样，对具有不同孔尺寸的板的测试显示了在标称失效载荷中孔尺寸的影响。为了更好地拟合实验结果，通过三点弯曲 (TPB) 平面和边缘试样（没有任何缺口）获得更高的强度值，对于这些材料模型，显然是第一次在 CCFFM 预测中使用。这种方法反映了这样的观察结果，即与较小但受应力较大的体积相关的强度值较高，例如位于有孔板和 TPB 试样中应力最大值处的那些。对于有限宽度的带孔板和两种材料行为，考虑到平面应力状态，开发了合适​​的 FEM 模型来实现 LE 和 NLE 模型的 CCFFM。此外，设计了一个逆过程，使用孔板的实验数据和 CCFFM 的预测，来估计要在两种材料模型中使用的强度和断裂特性，提供 CCFFM 预测与实验结果的非常好的相关性。这种方法反映了这样的观察结果，即与较小但受应力较大的体积相关的强度值较高，例如位于有孔板和 TPB 试样中应力最大值处的那些。对于有限宽度的带孔板和两种材料行为，考虑到平面应力状态，开发了合适​​的 FEM 模型来实现 LE 和 NLE 模型的 CCFFM。此外，设计了一个逆过程，使用孔板的实验数据和 CCFFM 的预测，来估计要在两种材料模型中使用的强度和断裂特性，提供 CCFFM 预测与实验结果的非常好的相关性。这种方法反映了这样的观察结果，即与较小但受应力较大的体积相关的强度值较高，例如位于有孔板和 TPB 试样中应力最大值处的那些。对于有限宽度的带孔板和两种材料行为，考虑到平面应力状态，开发了合适​​的 FEM 模型来实现 LE 和 NLE 模型的 CCFFM。此外，设计了一个逆过程，使用孔板的实验数据和 CCFFM 的预测，来估计要在两种材料模型中使用的强度和断裂特性，提供 CCFFM 预测与实验结果的非常好的相关性。对于有限宽度的孔板和两种材料特性，考虑到平面应力状态，开发了合适​​的FEM模型以对LE和NLE模型都实施CCFFM。此外，设计了一个逆过程，使用孔板的实验数据和 CCFFM 的预测，来估计要在两种材料模型中使用的强度和断裂特性，提供 CCFFM 预测与实验结果的非常好的相关性。对于有限宽度的带孔板和两种材料行为，考虑到平面应力状态，开发了合适​​的 FEM 模型来实现 LE 和 NLE 模型的 CCFFM。此外，利用孔板的实验数据和CCFFM的预测，设计了一种逆过程，以估算两种材料模型中要使用的强度和断裂性能，从而提供CCFFM预测与实验结果的良好相关性。