Element-Free Galerkin법을 이용한 혼합모드상태 균열의 균열진전해석

Crack Propagation Analysis of Mixed Mode Crack by Element-Free Galerkin Method

  • 발행 : 1999.09.01

초록

본 연구에서는 요소를 사용하지 않고 절점들만을 이용하여 해석이 가능한 새로운 수치해석기법인 EFG(Element-Free Galerkin)법을 사용하여 임의의 균열의 성장과정을 해석할 수 있는 효율적인 알고리즘을 개발하고, 이를 바탕으로 균열의 성장방향과 경로를 정확히 추정하여 일련의 균열진전해석을 수행할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 균열해석에 있어서는 균열선단의 특이성과 균열면의 분연속성을 수치적으로 반영할 수 있는 기법을 도입하여 균열을 모형화하였으며, 선형탄성파괴역학이론에 근거하여 균열해석과정을 정식화하였다. 또한, EFG 형상함수가 kronecker delta 조건을 만족시키지 못함으로써 발생하는 필수경계조건의 처리문제를 penalty법을 이용하여 해결하였다. 개발된 균열진전해석 알고리즘을 정지상태와 성장하는 상태에 있는 모드 Ⅰ, 모드 Ⅱ 및 혼합모드상태의 대표적인 균열문제들에 적용하여 응력확대계수와 균열성장방향 및 균열의 성장경로를 추정하고 이를 이론적·실험적 결과들과 비교함으로써 그 정확성과 효율성을 검증하였다.

키워드

참고문헌

  1. Nuclear Engineering and Design v.158 An Incremental Formulation of the Moving-grid Finite Element Method of the Prediction of Dynamic Crack Propagation Koh, H. M.;Lee, H. S.;Jeong U. Y.
  2. Journal of Engineering Mechanics v.124 Crack Growth Analysis in Reinforced Concrete Using BEM Seleh, A. L.;Aliabadi, M. H.
  3. The Astronomical Journal v.82 A Numerical Approach to Testing of the Fission Hypothesis Lucy, L. B.
  4. Advances in the Free-Lagrange Method, Lecture Notes in Physics v.395 Smooth Particle Hydrodynamics with Strength of Materials Libersky, L. D.;Petsch, A. G.
  5. International Journal for Numerical Methods in Fluids v.20 Reproducing Kernel Particle Methods Liu, W. K.;Jun, S.;Zhang Y. F.
  6. Computational Mechanics v.10 Generalizing the Finite Element Method : Diffuse Approximation and Diffuse Elements Nayroles, B.;Touzot, G.;Villon, P.
  7. International Journal of Numerical Methods in Engineering v.37 Element-free Galerkin Methods Belytschko, T.;Lu, Y. Y.;Gu, L.
  8. Engineering Fracture Mechanics v.51 no.2 Crack Propagation by Element-Free Galerkin Methods Belytschko, T.;Lu, Y. Y.;Gu, L.
  9. International Journal of Numerical Methods in Engineering v.39 Dynamic Fracture Using Element-Free Galerkin Methods Belytschko, T.;Tabbara, M.
  10. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering v.131 Enforcement of Essential Boundary Conditions in Meshless Approximation Using Finite Elements Krongauz, Y.;Belytschko. T.
  11. Computational Mechanics v.18 Continuous Meshless Approximations for Nonconvex Bodies by Diffraction and Transparency Organ, D.;Fleming, M.;Terry, T.;Belytschko, T.
  12. International Journal for Numerical Methods in Engineering v.40 Enriched Element-Free Galerkin Methods for Crack Tip Fields Fleming, M.;Chu, Y. A.;Moran, B.;Belytschko, T.
  13. Computational Mechanics v.21 A Local Boundary Integral Equation Method in Computational Mechanics and a Meshless Discretization Approach Atluri, S. N.;Zhu, T. L.;Zhang, J.
  14. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering v.139 Meshless Methods: An Overview and Recent Developments Belytschko, T.;Krongauz, Y.;Organ, D;Fleming, M.;Krysl, P.
  15. 전산구조공학 v.11 no.3 무요소법 개론 전석기;이상호
  16. 전산구조공학 v.11 no.3 Element-Free Galerkin Method를 이용한 균열진전해석 이상호;김효진
  17. Engineering Fracture Mechanics v.27 no.6 Crack Tip and Associated Domain Integrals from Momentum and Energy Balance Moran, B.;Shih C. F.
  18. Journal of Basic Engineering v.85 On the Crack Extension in Plates under Loading and Transverse Shear Erdogan, F.;Sih, G. C.
  19. Ph. D. thesis, University of Pittsburgh Combined-Mode Fracture Mechanics Wilson, W. K.
  20. International Journal of Fracture v.29 Brittle Fracture under Mixed Modes I and Ⅱ Loading Maccagno, T. M.;Knott, J.F.
  21. International Journal of Fracture v.23 Why Do Cracks Avoid Each Other? Melin, S.