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응집 영역 모델을 이용한 굴곡 계면을 따르는 균열 진전 거동에 관한 연구 KCI 등재

A Study on Crack Propagation Along a Sinusoidal Interface using Cohesive Zone Models

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/351890
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한국전산구조공학회 논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)
한국전산구조공학회 (Computational Structural Engineering Institute of Korea)
초록

본 연구에서는 굴곡 계면을 따른 균열 진전을 응집 요소를 사용하여 유한요소 해석을 수행하였고 균열 선단에서 복합 모 드 하중을 고려하기 위하여 BK 법칙을 적용하였다. 정현파 굴곡 계면을 갖는 이중 외팔보에 하중을 부여하고 복합 모드 응 집 법칙에서 응집 강도와 응집 에너지에 따른 하중-변위 선도의 변화를 알아 보았다. 응집 강도가 커지면 응집 영역 크기가 상대적으로 작아지고 균열 진전에 따른 하중-변위 선도에 굴곡이 나타나는 것을 보여 주었으며 인장과 전단 응집에너지 비율에 따라 하중의 증가와 하중-변위 선도에 굴곡이 나타나는 것을 보여 주었다. 또한 굴곡 계면의 형상에 따른 균열 진전 거동의 영향을 분석하였는데 균열의 형상비가 커지면 균열 진전을 위한 더 큰 균열 분리 에너지가 요구되는 것을 보여 주었다. 굴곡 계면의 형상과 응집 법칙을 변화시켜 파괴 인성을 크게 향상시킬 수 있으며 균열 진전 거동을 변화시킬 수 있게 된다.

In this study, finite element analyses of crack propagation along a sinusoidal interface are performed by using cohesive elements. BK law is used for cohesive zone to consider mixed mode traction-separation relation at the crack tip on a sinusoidal interface of a double cantilever beam specimen. The shape of a sinusoidal interface crack and the cohesive strength and the cohesive energies in mixed mode cohesive laws are varied in numerical experiments, and load-displacement curves at the ends of a double cantilever beam specimen are obtained to investigate the crack propagation behavior along a sinusoidal interface.

목차
Abstract
 1. 서 론
 2. 응집 영역 모델
  2.1 응집 영역 법칙
  2.2 혼합모드 응집 영역 법칙
 3. 굴곡 계면 균열의 유한요소 모델
  3.1 굴곡 계면 형상
  3.2 유한요소해석 모델 및 경계조건
 4. 굴곡 계면을 따르는 균열 진전 해석
  4.1 계면 굴곡 형상의 영향
  4.2 응집 법칙의 영향
  4.3 혼합모드 응집 에너지 비의 영향
 5. 결 론
 References
 요 지
저자
  • 김현규(서울과학기술대학교 기계자동차공학과) | Hyun-Gyu Kim (Department of Mechanical and Automotive Engineering, Seoul National University of Science and Technology) Corresponding author
  • 이현경(서울과학기술대학교 기계자동차공학과) | Hyeon-Gyeong Lee (Department of Mechanical and Automotive Engineering, Seoul National University of Science and Technology)