• 대한기계학회논문집A
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• 제26권7호
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• pp.1217-1222
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• 2002

The dynamic photoelasticity with the aid of Cranz-Shardin type high speed camera system is utilized to record the dynamically propagating behavior of the interface crack. This paper investigates the effects of the hole (existed along the path of the crack propagation) shape on the dynamic interface crack propagation behavior by comparing the experimental isochromatic fringes to the theoretical stress fields.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권4호
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• pp.428-433
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• 2015

A non-symmetric laser beam was used for cutting a thin glass substrate and its effect was investigated. In laser cutting of brittle materials, controlling crack initiation on the surface is crucial; however, it is difficult to ensure that crack propagation occurs according to a designed laser path. A lot of deviation in crack propagation, especially at the edge of the substrate, is usually observed. A non-symmetric laser beam generates a non-uniform energy distribution, which enhances directional crack propagation. A 20-W pulsed YAG laser was used for cutting a thin glass substrate. Parametric analysis was carried out and the crack control of the non-symmetric laser beam was improved. A theoretical model was presented and the limitations of the proposed process were also discussed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2823-2827
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• 2000

The dynamic photoelasticity with the aid of Cranz-Shardin type high speed camera system is utilized to record the dynamically propagating behavior of an interface crack. This paper investigates determined the effects of the hole (exited on the path of the crack propagation) on the crack propagation behavior by comparing the experiment isochromatic fringes to the theoretical stress fields.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.127-131
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• 2000

The dynamic photoelasticity with the aid of Cranz-Shardin type high speed camera system is utilized to record the dynamically propagating behavior of an interface crack. This paper investigates determined the effects of the hole (existed on the path of the crack propagation) on the crack propagation behavior by comparing the experiment isochromatic fringes to the theoretical stress fields.

• Computers and Concrete
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• 제20권1호
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• pp.57-63
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• 2017

A coupled experimental-numerical study on shear fracture in concrete specimens with different geometries is carried out. The crack initiation, propagation and final breakage of concrete specimens are experimentally studied under compression loading. The load-strain and the strength of the specimens are experimentally measured, indicating decreasing effects of the shear behavior on the failure load of the specimen. The effects of specimen geometries on the shear fracturing path in the concrete specimens are also investigate. Numerical models using an indirect boundary element method are made to evaluate the crack propagation paths of concrete specimens. These numerical results are compared with the performed experiments and are validated experimentally.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.199-206
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• 2018

범용유한요소프로그램인 Abaqus의 확장유한요소법(XFEM)의 사용성 검증을 위하여 2차원 모델에 적용하여 수치해석을 수행하였다. 기존의 연구에 많이 사용되었던 응집요소(cohesive element) 모델은 균열 경로를 예측하고 요소를 삽입하여야 하는 단점 때문에 실제 균열을 모사하는데 한계가 있다. 이러한 이유로 응력의 방향성 및 특이성을 바탕으로 균열의 경로를 예측하는 확장유한요소법(XFEM)이 균열 해석에 있어서 더 발전된 방법으로 이용되어 왔다. 이번 연구에서는 균열의 경로가 자명한 2차원 모델에 사용하여 응집요소해석과 XFEM에 응집요소의 물성을 적용한 해석을 비교하고 XFEM 적용의 타당성을 확인하였다. 수치해석으로 균열 발생 직전의 응력분포 및 응력 특이성을 확인하고 실제 균열 발생경로와의 비교를 한다. 본 연구를 바탕으로 몇 가지의 한계를 극복하면 실제 복잡한 모델의 실제 균열진전해석을 수행하여 균열을 모사할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.485-494
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• 1999

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.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제2권1호
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• pp.31-44
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• 2009

While the classical theory of Griffith is the foundation of modern understanding of brittle fracture, it has a number of significant shortcomings: Griffith theory does not predict crack initiation and path and it suffers from the presence of unphysical stress singularities. In 1998, Francfort and Marigo presented an energy functional minimization method, where the crack (or its absence) as well as its path are part of the problem's solution. The energy functionals act on spaces of functions of bounded variations, where the cracks are related to the discontinuity sets of such functions. The new model presented here uses modified energy functionals to account for molecular interactions in the vicinity of crack tips, resulting in Barenblatt cohesive forces, such that the model becomes free of stress singularities. This is done in a physically consistent way using recently published concepts of Sinclair. Here, for the consistency of the model, it becomes necessary to allow for crack reversibility and to consider local minimizers of the energy functionals. The latter is achieved by introducing different time scales. The model is solved in its global as well as in its local version for a simple one-dimensional example, showing that local minimization is necessary to yield a physically reasonable result.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.171-178
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• 2003

날개크랙과 이차크랙은 암석의 일축압축 및 이축압축 조건에서 관측되는 특정한 형태의 크랙이다. 본 연구에서는 석고로 제작된 실험체내에 발생하는 날개크랙과 이차크랙의 형태적 측면을 미시적 및 거시적 관점에서 관측하였다. 날개크랙의 진행방향을 따라 미소인장크랙이 관측되었으며 미소인장크랙은 공극간의 연결과 분지현상을 통하여 진전되었다. 날개크랙의 개시점에서 다중의 미소인장크랙의 개시가 관측되었으며 미소인장크랙은 굴곡진 진행을 보인다. 또한 이차크랙과는 달리 미소인장크랙은 상대적으로 일정한 크랙의 틈을 보이며 인장에 의한 할렬파괴에 의해 진행되는 것으로 나타났다. 이차크랙의 미시적 관측에서는 미소파쇄대가 관측되었다. 이차크랙의 파괴구간 내에서는 입자 및 집괴의 분리, 경사진 미소파쇄대의 형성 및 불규칙한 크기의 틈을 가진 미소파쇄대가 관측되었다. 이러한 결과는 이차크랙이 전단에 의해 형성됨을 보이고 있다 날개크랙과 이차크랙은 서로 다른 크기의 파괴진행구간을 보이고 있으며 각각의 크랙의 진행 방향에 직각방향으로 측정된 파괴진행구간의 폭은 날개크랙의 경우 10$\mu{m}$에서 20$\mu{m}$ 정도이며 이차크랙은 100$\mu{m}$에서 200$\mu{m}$ 정도이다.

• 한국정밀공학회지
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• 제13권8호
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• pp.80-87
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• 1996

The present paper will give some results of the fatigue behavior of typical axi-symmetric forward extrusion die. The extrusion process is analyzed by rigid-plastic FEM and the deformation analysis of extrusion die is conducted by elasto-plastic FEM. To approach the crack problem LEFM (Linear Elastic Fracture Mechanics) is introduced. Using special element in order to conside the sigularity of stress/ strain in the vicinity of the crack tip, stress intensity factor and the effective stress intensity factor is calculated. Applying proper fatigue crack propagation criterion such as Paris/Erdogan fatigue law and maximum principal criterion to these data, then, the angle and the direction of fatigue crack propagation is simulated. In result, it is proved that the simulated fatigue crack propagates in the zigzag path along the radial direction and fatigue life of the extrusion die is evaluated by using the computed crack growth rate.