Analysis of Stress Concentration between Fillet and Hole in a Stepped Plate under Tensile Load by Photoelasticity

단이 진 인장부재 필릿과 구멍사이 응력집중에 관한 광탄성법 해석

Stress concentrations around discontinuities, such as a hole or a sudden change in cross section of a structural member, have great important cause in the most materials failure because the stress near the points of application of concentrated loads can reach values much larger than the average value of the stress in the member. This paper presents the stress concentrations between fillet and hole at different locations in a stepped plate under tensile loading. The analysis for interaction effect of stress concentration was performed by photoelasticity and ANSYS which is a commercial finite element software. From the analysis results, the circular hole located at the different position from the fillet radius can cause different values of stress concentration factor within interacting region.

기계구조물 부재의 단면에 구멍이 있거나 단면이 갑자기 변화하는 경우, 응력집중이 발생되며 대부분 재료의 파손에 매우 중요한 원인이 된다. 단면의 급격한 변화로 집중하중이 작용되는 지점 근방에서의 응력은 부재의 평균응력보다 훨씬 크게 작용하기 때문이다. 본 논문에서는 인장하중을 받는 단이 진 판재 모서리의 필릿과 구멍사이의 응력집중에 대해 살펴보았다. 응력 집중의 상호 작용 효과에 대해서 광탄성실험법과 상용 유한요소 소프트웨어 ANSYS로 해석하였다. 해석 결과로부터, 필렛 반경에서 서로 다른 위치에 있는 구멍은 상호 간섭작용으로 상이한 응력집중계수 값들을 일으킬 수 있다.