• 제목/요약/키워드: 반 무한 균열

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반무한 직선 계면균열문제에 관한 그린함수 (Green's Function of Semi-Infinite Straight Interfacial Crack Problems)

  • 최성렬;강기주
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1530-1537
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    • 1991
  • 본 연구에서는 반무한 직선 계면균열의 상하면에 임의로 분포하는 어떠한 하 중에 대해서도 그 해석이 가능한 그린함수(Green's function)를 구하고자 한다. 이 를 위하여 반무한 직선 계면균열상의 임의의 한 점에 평면 집중하중이 작용하는 문제 와 비평면 집중전단하중이 작용하는 문제를 각각 택하였고, 이때 계면균열의 선단은 열려있다고 가정하였다. 이 문제를 풀므로써 균열선단부근의 응력성분을 결정하고 이로부터 그린함수의 의미를 지니는 응력강도계수에 대한 폐형해를 얻었다.

반 무한 평판에 존재하는 반 무한 균열에서 엄밀 해를 이용한 응력확대계수 계산 (Calculation of Stress Intensity Factor KI Using the Exact Solution in an Infinitely Deep Crack in a Half-Plane)

  • 안득만
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권1호
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    • pp.7-11
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    • 2017
  • 본 논문은 등방성 재료로 된 반 무한 평판에 존재하는 반 무한 균열에서 엄밀해를 구성하여 응력확대계수를 계산하였다. H. Tada, P. Paris, G. Irwin의 "The Stress Analysis of Cracks Handbook"에 수록된 공식과 Bueckner의 공식에 엄밀해로부터 구한 균열 면에 작용하는 표면력을 적용하여 응력확대계수를 계산하였다. Bueckner의 공식은 엄밀해와 일치하였고 Tada의 Handbook에 수록된 공식은 엄밀해와 일치하지 않았다. 따라서 Tada의 공식이 오류임을 알 수 있다.

인장과 굽힘을 받는 반무한 평판내의 분기균열 해석 (Analysis of a Branched Crack in a Semi-Infinite Plate Under Tension and Bending Moment)

  • 김유환;범현규;박치용
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.433-440
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    • 2002
  • 본 연구에서는 균일한 인장과 굽힘을 받는 반무한 평판내의 분기균열에 대하여 해석하였다. 중첩의 원리를 이용하여 인장과 굽힘을 받는 분기균열에 대하여 응력 및 모멘트 확대계수를 해석하였다. 응력확대계수는 유한요소법과 J 기저 상호매개적분을 이용하여 해석하였고, 모멘트확대계수는 균열선단의 모멘트로부터 모멘트외삽을 이용하여 계산하였다 무차원화된 응력확대계수와 모멘트확대계수에 대한 수치해석 결과는 분기균열 길이와 주균열의 비, 그리고 분기균열각의 함수로 나타내었다.

직교이방성 층과 반무한체 사이의 계면균열에 대한 좌굴 (Buckling for an Interface Crack Between an Orthotropic Layer and a Half-Space)

  • 정경문;범현규
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.815-818
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    • 2001
  • The buckling of an orthotropic layer bonded to an isotropic half-space with an interface crack subjected to compressive load under plane strain is considered. Basic stability equations derived from the mathematical theory of elasticity are applied to describe the buckling behavior. A system of homogeneous Cauchy-type singular integral equations of the second kind is solved numerically by utilizing Gauss-Chebyshev integral formulae. Numerical results for the buckling load are presented for various delamination geometries and material properties of both the layer and half-space.

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계면균열을 갖는 반무한체에 접합된 직교이방성 층의 좌굴 (Buckling of an Orthotropic Layer Bonded to a Half-Space with an Interface Crack)

  • 정경문;범현규
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권12호
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    • pp.95-103
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    • 2001
  • The buckling of an orthotropic layer bonded to an orthotropic half-space with an interface crack subjected to compressive load under plane strain is analyzed. General solution to the stability equations describing the buckling behavior of both the layer and the half-space is expressed in terms of displacement functions. The displacement functions are represented by the solution of Cauchy-type singular integral equations, which are numerically solved. Numerical results of the critical buckling loads are presented fur various geometric parameters and material properties of both the layer and half-space.

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이방성비가 큰 직교이방성체의 반 무한 균열에 대한 동적 응력확대계수에 관한 연구 (Dynamic Stress Intensity Factors of the Half Infinite Crack in the Orthotropic Material Strip with a Large Anisotropic Ratio)

  • 백운철;황재석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권6호
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    • pp.1557-1564
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    • 2000
  • When the half infinite crack in the orthotropic material strip with a large anisotropic ratio(E11>>E22) propagates with constant velocity, dynamic stress component $\sigma$y occurre d along the $\chi$ axis is derived by using the Fourier transformation and Wiener-Hopf technique, and the dynamic stress intensity factor is derived. The dynamic stress intensity factor depends on a crack velocity, mechanical properties and specimen hight. The normalized dynamic stress intensity factors approach the maximum values when normalized time(=Cs/a) is about 2. They have the constant values when the normalized time is greater than or equal to about 2, and decrease with increasing a/h(h: specimen hight, a: crack length) and the normalized crack propagation velocity( = c/Cs, Cs: shear wave velocity, c: crack propagation velocity).

표면에 수직한 계면방향 표면균열의 해석 (Analysis of Interfacial Surface Crack Perpendicular to the Surface)

  • 최성렬
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.277-284
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    • 1993
  • 본 연구에서는 적분변환에 의한 해법을 사용하여 폐형으로 주어지는 엄밀해를 얻었다. 먼저 평면에 수직한 방향의 변위를 도입하여 주어진 문제를 Mellin 변환하 고 수식화 하면 Wiener-Hopf 방정식이 주어진다.이 방정식을 푼 다음 변위에 관한 적분 표현식을 점근(asymptotic)전개하여 평가하면 균열선단 부근의 변위가 결정된다. 이로부터 폐형(closed form)으로 구성되는 균열선단부근의 응력확대계수(stress in- tensity factor)를 얻었다. 이 결과를 가지고 특정한 경우에 해당되는 기존의 연구 결과와 비교하였다. 특별히 가해진 하중이 자기평형(self equilibrium)을 이루는 경 우에 한정하여 계면에 인접한 재료의 결과와 동일함을 무한고체물에 대한 해석에서 보 인 바 있는데, 이와같은 정성적인 결과가 본문제와 같이 계면방향 표면균열을 지니는 반무한 크기의 고체물에서도 유지되는가를 검토하였다. 아울러 본 연구와 동일한 모 양의 균열이라면 고체물표면 혹은 균열면에 임의로 분포하는 비평면하중문제에 대한 응력확대계수는 본 연구의 결과를 가지고 간단한 적분을 수행함으로써 용이하게 계산 됨을 보였다.

마찰열에 의한 반무한체 표면균열의 전파특성 (Propagation Characteristics of a Surface Crack on a Semi-Infinite Body Due to Frictional Heating)

  • 박준목;이은호;김재호;김석삼
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권10호
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    • pp.3126-3134
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    • 1996
  • In this paper, to examine the propagation of inclined surface crack due to frictional heating, analytic model is considered as the semi-infinite elastic body subjected to the thermo-mechanical loading of an asperity moving with a high speed. Considering the moving of frictional heat source and convection on a semi-infinite surface having inclined crack, theoretical analysis was carried out to estimate the propagation characteristics of thermo-mechanical crack. Numerical results showed that stress intensity factor $K_\prod/P_0\sqrt{c}$ is increasing with increasing velocity and frictional coefficient, inclined degree, decreasing crack length and the maximum value of it is positioned at the trailing edge. So it is shown that the propagation probability of surface crack is high at the trailing edge of contact area as increasing velocity and frictional coefficient, inclined degree, as decreasing crack length.

단순인장을 받는 복합 적층재 중앙균열의 응력확대계수 (Stress Intensity Factors of Center Cracked Laminated Composites under Uniaxial Tension)

  • 김성호;오재협;옹장우
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1611-1619
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    • 1991
  • 본 연구에서는 Hilton과 Sih의 경우를 확장 적용하여 Fig. 1(b)와 같이 탄성 층 내부에 존재하는 중앙균열선단의 응력확대계수 산출을 위하여 균열부위를 제외하고 는 섬유층과 레진층이 완전히 접착되었다고 가정한 모델을 다음과 같이 설정하였다. 중앙균열을 내재하고 있는 복합재료의 역학적 거동을 해석하기 위하여, 접착레진을 주 로하는 층(resin rich layer)을 중심으로 하여 상하 각1개의 섬유 (fiber)층과 균질한 특성을 갖는 복합재료의 층으로 단순화 하였으며, 이러한 단순화는 적층재에서의 균열 주위의 국부응력을 해석하기 위한 것으로서 복합재료는 레진층이나 섬유층에 비하여 매우 두꺼우므로 반무한체로 이상화 하였다. 선형탄성 이론에 의하여 혼합 경계조건 문제(mixed boundary value problem)로 부터 제2종 Fredholm적분방정식(fredholm int- egral equation of a second kind)을 유도하였으며 수치해석적인 방법에 의하여 응력 확대계수를 구하였다.

헤르쯔접촉에 의한 표면균열의 전파해석 (Propagation Analysis of Surface Crack Due to Hertzian Contact)

  • Kim, Seock-Sam
    • Tribology and Lubricants
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    • 제8권2호
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    • pp.35-43
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    • 1992
  • 취성재료의 마멸천이기구를 규명하기 위해 반무한탄성체상에 표면균열이 존재할 때 그 위를 헤르쯔 접촉하중이 이동할 경우를 해석모델로 하여 선형파괴역할을 도입하여 해석하였다. 해석방법으로는 표면균열을 인상전위의 연속분포로 치환하여 Erdogan-Gupta의 방법으로 균열끝면의 응력확대계수를 구하여, 취성재료의 균열전파조건인 Erdogan-Sih Criterion을 사용하여 그 전파특성을 해석하였다. 본 논문에서는 마멸율이 적은 마멸에서 마멸율이 큰 마멸로 전이할 때 급격한 표면손상과 마찰계수의 급격한 증가를 동반하므로 이에 대한 해석에 중점을 두었다. 해석결과는 접촉하중과 마찰계수의 증가는 표면균열의 전파를 야기시켜 대규모 마멸입자를 생성시키게 됨을 보여주었다.