• 제목/요약/키워드: Stress singularity

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서로 다른 두 재료의 접합면에 수직인 균열의 경계요소 해석 (Boundary Element Analysis of a Crack Normal at the Bondline of Two Dissimilar Materials)

  • 임원균;이현규
    • 전산구조공학
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    • 제9권1호
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    • pp.93-99
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    • 1996
  • 서로 다른 두 재료의 접합면에 균열이 수직으로 위치하고 있을 때, 균열에서의 응력특이성차수는 두 재료의 재료특성치에 따라서 변화하게 된다. 이와 같은 균열문제를 해석하기 위하여 다영역경계요소법을 사용하였다. 균열을 포함하는 등매개 경계요소 중간절점의 위치를 적절히 이동하여 놓음으로써 변위에 대한 정확한 형상함수를 나타내었으며, 아울러 트랙션에 대해서도 정확한 보간차수를 나타내도록 시도하였다. 3절점 경계요소를 이용하여 수치해석을 수행하였으며, 이의 결과를 기존의 해석결과와 비교 검토하였다.

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경계요소법을 이용한 이종재료 접착.접합재의 응력 및 응력세기계수 해석 (Analysis of stress and stress intensity factor in bonded dissimilar materials by boundary element method)

  • 이원;정남용;유영철;정의섭
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제21권9호
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    • pp.1357-1363
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    • 1997
  • Currently it is increasing to use th bonded dissimilar materials in the various field of advanced engineering such as the highly rigid and lighter vehicle, plastic molding LSI package and metal/ceramic bonded joint. In spite of such a wide application of the bonded dissimilar materials, the evaluation method of the bonding strength has not been established yet. Therefore in this paper we analyze the interface crack problem by introducing fracture mechanics parameters as the basic research about estimating of the strength of adhesive joints. The variation of stress intensity factor according to the elastic modulus of adherend and thickness of bonded layer are investigated. Numerical results are based on the results of boundary element analysis of four different type butt joints subjected to uniaxial tension loading.

축대칭 압출금형의 피로수명예측에 관한 연구 (A Study on the Prediection of Fatigue Life in the Axi-symmetric Extrusion Die)

  • 안수홍;김태형;김병민;최재찬;조해용
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1994년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.235-239
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    • 1994
  • In this paper, the fatigue behaviour of typical axisymmetric forward extrusion die is investigated and extrusion process is analyzed by the rigid-plastic finite element method and elasto-plastic finite element method. To approach the crack problem involving crack initiation and propagation in extrusion die, LEFM(Linear Elastic Fracture Mechanics) is introduced and singular element which models stress.strain singularity in the crack tip vincity has been used to obtain an accurate stress intensityu factor values and other results. Form the displacement around the crack tip the stress intensity factor and the effective stress intensity factor at the beginning of the die inlet radius has been calculated. Applying proper fatigue crack propagation criterion such as Paris/Erdogan fatigue law to this data the angle and direction of fatigue crack growth has been simulated and these are compared with some experimental results. Using the computed crack growth rate, fatigue life of the extrusion die has been evaluated.

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이종재료간 V-노치균열의 응력특이성과 응력강도계수의 특성 및 결정에 관한 연구 (A Study on the Determination and Characteristics of Stress Intensity Factors and Stress Singularities for V-notched Cracks in Dissimilar Materials)

  • 조상봉;윤성관
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권10호
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    • pp.1890-1899
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    • 1992
  • 본 연구에서는 이종재료간의 Ⅴ-노치균열의 노치각도 및 재료의 종류에 따른 응력특이성지수와 응력강도 계수 해석에 각각 뉴톤-랍슨법(newtonraphson method), 뉴톤-랍슨법과 최소자승법을 이용한 선점법(collocation method)인 수치해석적 방법을 응용하고, 광탄성 등색선 무늬를 컴퓨터 그래픽하여 응력특이성지수와 응력강도계수가 모우드(mode)에 미치는 특성과 경계요소법(boundary element method)으로 응력해석한 결과로써 선점법을 이용하여 응력강도계수를 해석하고 기존의 결과등과 비교, 검토하 고자 한다.

A NOTE ON A FINITE ELEMENT METHOD DEALING WITH CORNER SINGULARITIES

  • Kim, Seok-Chan;Woo, Gyung-Soo;Park, Tae-Hoon
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제7권2호
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    • pp.493-506
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    • 2000
  • Recently the first author and his coworker report a new finite element method for the Poisson equations with homogeneous Dirichlet boundary conditions on a polygonal domain with one re-entrant angle [7], They use the well-known fact that the solution of such problem has a singular representation, deduced a well-posed new variational problem for a regular part of solution and an extraction formula for the so-called stress intensity factor using tow cut-off functions. They use Fredholm alternative an Garding's inequality to establish the well-posedness of the variational problem and finite element approximation, so there is a maximum bound for mesh h theoretically. although the numerical experiments shows the convergence for every reasonable h with reasonable size y imposing a restriction to the support of the extra cut-off function without using Garding's inequality. We also give error analysis with similar results.

열하중을 받는 이종재 V-노치 균열의 응력강도계수 해석

  • 문창호;조상봉;김진광;노홍래
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2003년도 추계학술대회 논문요약집
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    • pp.240-240
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    • 2003
  • V-노치 균열에서 열하중이 작용하는 경우는 비제차형 경계조건의 문제가 되고, 이 조건에 대한 방정식의 일반해를 구하기 위해서 재차형 연립방정식에 대한 일반해(Homogeneous solution)와 비제차형 연립방정식에 대한 특수해(Particular solution)의 두 가지 해를 구할 수 있다. 이들 해는 V-노치 균열에 대한 고유치가 되고 이 고유치가 중복근을 가지게 되는 경우에는 로그항(1n[r])이 나타나게 되고 이 항에 의해서 응력을 무한대로 발산시키므로 이를 대수응력특이성이라 한다. 열하중이 작용할 때 대수응력특이성을 나타내는 로그항의 계수가 영(0)이 되어 대수응력특이성이 사라지게 되므로 V-노치 선단에서의 응력특이성은 고유치와 그에 대한 고유벡터에 의해 결정된다. 본 논문에서는 비정상상태 열하중이 가해지는 등방성 이종재료 내의 V-노치 균열문제에서 패기 각도와 이종재료의 기계적 성질에 의해 결정되는 응력특이성지수를 구하고 이에 대한 응력강도계수를 유한요소해석 프로그램인 ANSYS와 상반일 경로 적분법(RWCIM)을 이용하여 구하였다.

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섬유가 보강된 단일방향 점탄성 복합재료에 발생하는 특이 잔류 열응력의 경계요소해석 (Boundary Element Analysis of Singular Residual Thermal Stresses in A Fiber-Reinforced Unifirectional Viscoelastic Laminate)

  • 이상순;박준수
    • 전산구조공학
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    • 제9권4호
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    • pp.181-187
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    • 1996
  • 이 논문에서는, 탄성 섬유와 점탄성 기지로 구성된 2차원의 단일방향 복합재료가 높은 제작온도로 부터 실온으로 냉각될때 섬유와 기지사이의 계면에서 발생하는 특이 열응력을 조사하고 있다. 계면을 따라 발생하는 잔류 열응력의 특성을 조사하는데 시간영역 경계요소법을 적용하였다. 수치해석 결과에 의하면, 계면응력들은 자유경계면 근처에 이르러 급속히 커지는데, 이러한 특이 잔류응력들은 자유경계면 가까이에서 국부 항복을 일으키거나 섬유와 기지의 결합분리를 야기시킬수 있다.

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이차원 하이브리드 특별 요소을 이용한 균열을 내포하는 용접점의 파단 해석 (Fracture analysis of spot-welds with an edge crack using 2-D hybrid special finite element)

  • 양춘휘;송정한;허훈
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.39-42
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    • 2004
  • In the present paper, a novel systematic method using the 2-D hybrid special finite elements containing an edge crack is employed to study the fracture behaviors of laser beam spot-welds in automotive structures. 2-D hybrid special finite elements each containing an edge crack can assure the high precision especially in the vicinity of crack tips and give a better description of its singularity with only one hybrid element surrounding one crack. Therefore, the numerical modeling of the laser beam spot-welds can be greatly simplified. Some numerical examples are provided to demonstrate the validity and versatility of the proposed method. All the lap-shear, lap-tension and angle clip specimens are analyzed and some useful fracture parameters (such as stress intensity factors, the initial direction of crack growth) are obtained simultaneously.

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접착층내 결함이 계면균열의 응력확대계수에 미치는 영향 평가 (Effect Evaluation of Hole Defects in Adhesive on SIF of Interface Crack)

  • 현철승;허성필;양원호;류명해
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.299-303
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    • 2001
  • Adherend-adhesive interface failure will occur on a macroscale when surface preparation or material quality are poor. It is well known that the stress singularity occurs at the edges of interface between the adhernds and the adhesive, and that crack will initiate from these positions. Also if bubbles are created and remained in the adhesive layer during the bonding process, the stress concentrates around these hole defects. In this paper, the effects of the hole defects on the SIF of interface crack were examined. From results, SIF increased with the hole defects near the interface crack and increased with an decreae in the upper adherend thickness, an increase in the center adhesive thickness.

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유한요소 교호법을 이용한 임의 형상의 삼차원 균열의 피로균열 성장 해석 (Fatigue Crack Growth Simulation of Arbitrarily Shaped Three Dimensional Cracks Using Finite Element Alternating Method)

  • 박재학;김태순
    • 한국안전학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.15-20
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    • 2006
  • The finite element alternating method is a convenient and efficient method to analyze three-dimensional cracks embedded in an infinite or a finite body because the method has the property that the uncracked body and cracks can be modeled independently. In this paper the method was applied for fatigue crack growth simulation. A surface crack in a cylinder was considered as an initial crack and the crack configurations and stress intensity factors during the crack growth were obtained. In this paper the finite element alternating method proposed by Nikishkov, Park and Atluri was used after modification. In the method, as the required solution for a crack in an infinite body, the symmetric Galerkin boundary element method formulated by Li and Mear was used. And a crack was modeled as distribution of displacement discontinuities, and the governing equation was formulated as singularity-reduced integral equations.