• 한국정밀공학회지
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• 제15권11호
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• pp.251-257
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• 1998

동적 파괴인성치 측정시스템과 동적 2차원 유한요소해석 프로그램을 개발하여 원자로압력용기에 사용하는 강(SA508 cl.3, SA516 gr.70)의 동적 파괴인성치와 동적 균열정지인성치를 평가하고 이에 대한 유용성을 확인하였으며, 이 시스템 을 이용하여 재료의 동적 파괴특성을 규명하였다. SA508 cl.3와 SA516 gr.70의 동적 균열전파속도(a)에 대응하는 동적 응력확대계수 (K(a))에 대한 실험식을 얻었으며, 동적 응력확대계수와 동적 균열전파속도와의 관계는 전형적인 "$\Gamma$" 형으로 나타남을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.207-216
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• 2003

본 논문에서는 균열을 지닌 축대칭 문제를 해석하기 위하여 시간적분형 운동방정식을 바탕으로 한 유한요소 해법을 제시한다. 유한요소메쉬는 8절점 등매개변수 사변형 요소와 균열선단에서의 1/4절점 삼각형 특이요소로 구성되며, 동적 응력확대계수는 균열면상의 1/4절점의 y방향 변위로부터 구한다. 제시된 해법의 정확성과 타당성을 검증하기 위하여 내부에 원환균열을 지닌 무한 탄성체가 균열면상에서 충격하중을 받을 때의 동적 응력확대계수를 계산하고 타 수치결과와 비교 검토하였다. 응용 예제로서 원환균열과 원주균열을 지닌 중실축과 중공축의 동적 응력확대계수를 균열의 길이와 축의 길이에 따른 영향을 자세히 조사하였다. 균열길이가 커지면 동적 응력확대계수가 커지고, 축의 길이가 길어지면 동적 응력확대계수 곡선의 폭도 함께 증가됨을 확인하였다. 그리고 균열의 위치가 안쪽에 포함될 경우보다는 바깥쪽에 포함될 때 더 큰 동적 응력확대계수가 발생됨을 밝힌다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.22-29
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• 1997

본 논문에서는 균열이 존재하는 구조부재에 충격이나 폭발하중이 가해진 경우 동적응력확대계수를 구하는 방법들은 논의하고 특히 코오스틱 실험법 및 수치적으로 코오스틱 곡선을 구하여 동적응력확대계수를 구하는 과정을 자세히 설명하였다. 폭발 및 충격에 의한 구조물의 파괴해석은 이와 같은 하중을 받는 압력용기, 빌딩, 초고속선, 해군 함정 등의 파괴강도설계 및 안전성 평가에 핵심기술로 대두되고 있으며 또한 우주항공산업, 고속전철, 암반역학 등의 여러 분야에서 중요한 의미를 갖는다. 따라서 앞으로도 균열진전 및 정지조건, 탄소성 동적파괴해석 및 재료의 충격거동 등에 대한 연구들이 계속되어져야 할 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권2호
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• pp.143-156
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• 2015

함수구배재료의 모드 III 균열이 물성치 구배방향과 다른 방향으로 비정상적으로 전파할 때 전파균열선단부근의 응력 및 변위장에 대하여 연구하였다. 함수구배재료는 밀도가 일정한 상태에서 전단탄성계수가 선형적으로 변화하는 경우와 밀도와 전단탄성계수가 지수형적으로 변화하는 경우로 가정했다. 조화함수의 해를 얻기 위하여 일반적인 편미분방정식의 동적평형방정식을 라플라스 방정식으로 변환하였다. 라플라스 방정식으로부터 균열속도 변화률, 응력확대계수의 변화률 등에 의존되는 응력장과 변위장을 근접해법으로 얻었다. 본 연구에서 얻어진 응력장과 변위장을 사용하여 재료의 비 균질성, 균열속도의 변화률, 응력확대계수의 변화률 등을 고려한 상태에서 균열이 임의의 방향으로 전파할 때 균열선단부근의 응력 및 변위 그리고 응력확대계수에 대하여 연구하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.313-330
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• 1993

The propagating crack problems under dynamic plane mode in orthotropic material is studied in this paper. To analyze the dynamic fracture problems in orthortropic material, it is important to know the dynamic stress components and dynamic displacement components around the crack tip. Therefore the dynamic stress components of dynamic stress field and dynamic displacement components of dynamic displacement field in the crack tip of orthotropic material under the dynamic load and the steady state in crack propagation were derived. When the crack propagation speed approachs to zero, the dynamic stress component and dynamic displacement components derived in this study are identical to the those of static state. In addition, the relationships between dynamic stress intensity factor and dynamic energy release rate are determinded by using the concept of crack closure closure energy with the dynamic stresses and represented according to physical properties of the orthotrophic material and crack speeds. The faster the crack velocity, the greater the stress value of stress components in crack tip. The stress value of the stress component of crack tip is greater when fiber direction coincides with the crack propagation than when fider direction is normal to the crack propagation.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.331-341
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• 1993

The propagating crack problems under dynamic antiplane mode in orthotropic material is studied in this paper. To analyze the dynamic fracture problems by theoretical method or experimental method in orthotropic material, it is important to know the dynamic stress intensity factor in the vicinity of crack tip. Therefore the dynamic stress field and dynamic displacement field with dynamic stress intensity factor of orthotropic material in mode III were derived. When the crack propagation speed approachs to zero, the dynamic stress components and dynamic displacement components derived in this paper are identical to the those of static state. In addition, the relationships between dynamic stress intensity factor and dynamic energy release rate are determined by using the concept of crack closure energy with the dynamic stresses and dynamic displacements derived in this paper. Finally, the characteristics of crack propagation are studied with the properties of orthotropic material and crack speed. The variation of angle .alpha. between fiber direction and crack propagating direction and crack propagation speed fairly effect on stress component and displacement component in crack tip. The influence of crack propagation speed on the speed on the stress and displacement is greater in the case of .alpha.=90.deg. than in the case of .alpha.=0.deg. and the faster the crack propagation speed, the greater the stress value and displacement value.

• 기계저널
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• 제25권1호
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• pp.39-46
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• 1985

동적 탄성 파괴역학 문제들을 실험적으로 연구하기 위해서는 우선 빠르게 전파하고 있는 균열 선단(전파속도 V=100m/sec∼1000m/sec for various polymers) 부근의 응력분포 상태나 변위분포 상태등을 기록하는 실험장치가 필수적으로 필요하다. 먼저 Wells와 Post(7)에 의하여 처음으로 사용되었고 Kobayashi(18,19,20)와 Dally(21)등에 의해서 발전, 개선된 동적 광탄성 실험범에 대 하여 설명하고 이 실험에 의하여 동적 응력확대계수를 추출하는 방법을 아울러 강의하고 그의 문제점 등을 논의 하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권5호
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• pp.904-913
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• 2002

In this paper, the dynamic stress intensity factors of fracture mechanics are numerically computed in time domain using the FEM. For which the finite element formulations are derived applying the Galerkin method to the equations of motion in convolution integral as has been presented in the previous paper. To assure the strain fields of r$^{-1}$ 2/ singularity near the crack tip, the triangular quarter-point singular elements are imbedded in the finite element mesh discretized by the isoparametric quadratic quadrilateral elements. Two-dimensional problems of the elastodynamic fracture mechanics under the impact load are solved and compared with the existing numerical and analytical solutions, being shown that numerical results of good accuracy are obtained by the presented method.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권9호
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• pp.2220-2227
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• 2000

In this paper, dynamic photoelastic hybrid method is developed and its validity is certified. The dynamic photoelastic hybrid method can be used on the obtaining of dynamic stress intensity factors and dynamic stress components. The effect of crack length on the dynamic stress intensity factors is less than those on the static stress intensity factors. When structures are under the dynamic mixed mode load, dynamic stress intensity factor of mode I is almost produced. Dynamic loading device manufactured in this research can be used on the research of dynamic behavior when mechanical resonance is produced and when crack is propagated with the constant velocity.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.195-203
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• 1997

본 논문에서는 충격이나 폭발하중에 의해 발생되는 응력파와 균열의 상호작용을 수치적으로 계산하였다. 수치해법으로는 응력파의 물리적 특징을 잘 재현시켜주는 Bicharacteristic Method가 사용되었다. 충격하중에 대한 동적응력확대계수 K/sub I/(t)가 수치해석적으로 시뮬레이션된 코오스틱곡선에 의해 계산되었으며, Kalthoff의 실험에 의해 얻어진 결과와 잘 일치함을 보여주었다. 또한 균열 주변에 구멍이 존재하는 경우에 응력파가 구멍의 효과에 의해 균열의 응력확대계수에 미치는 영향을 조사하였으며 실험과 비교하여 만족할만한 결과를 얻었다.