• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.5A
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• pp.649-656
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• 2008

The enhancement of the service life of damaged or cracked structures is a major issue for researchers and engineers. The hierarchic void element based on the integrals of Legendre polynomials is used to characterize the fracture behaviour of unpatched crack as well as repaired crack with bonded composite patches by computing the stress intensity factors and stress contours at the crack tip. Since the equivalent single layer approach is adopted in this study, the proposed element is necessary to represent a discontinuous crack part as a continuum body with zero stiffness. Thus the aspect ratio of this element to represent the crack should be extremely slender. The sensitivity of numerical solution with respect to energy release rate, displacement and stress has been tested to show the robustness of zero stiffness element as the aspect ratio is increased up to 2000. The stiffness derivative method and displacement extrapolation method have been applied to calculate the stress intensity factors of Mode I problem. It is noted that the proposed hierarchical void element can be one of alternatives to analyze the patched crack problems.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.314-317
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• 2010

본 논문에서는 p-수렴 천이요소의 층별이론을 사용하여 균열을 갖는 적층판의 팻취보강 효과에 대해 알아보았다. 이 모델의 면내 변위는 각 구간별로 연속인 선형변화로 가정하였고, 두께방향으로의 면외 변위는 일정한 상수로 가정하여 적용하였다. 변위장의 정의는 적분형 르장드로 다항식을 적용하였다. 또한 에너지 방출률법과 VCCT 방법을 사용하여 응력확대계수를 산출하였다. 수치적분은 별도의 외삽법 없이 각층별의 절점에서 방생하는 적분 값을 바로 얻을 수 있는 가우스-로바토 적분법을 사용하여 계산하였으며, 수치예제를 통해 제안된 모델의 정확도와 기존의 3차원 고체요소를 사용한 것보다 동일한 정확도를 얻기 위해 휠씬 적은 요소 및 자유도가 사용됨을 알 수 있었다.