Hilbert problems are derived to evaluate thermal stress intensity factors for a partially insulated crack subjected to vertically uniform heat flow in infinite bonded dissimilar materials. In case of fully insulated crack surface, the present solutions of thermal stress intensity factors are reduced into the same as the previous results. For the homogeneous material, mode II thermal stress intensity factor only exists. However, in the bonded dissimilar materials, both mode I and II thermal stress intensity factors are obtained. Specially, in this case, mode II thermal stress intensity factor is dominent. Also, thermal stress intensity factors are strongly influenced by the material properties. Thermal stress intensity factors decrease when the degree of insulation decreases.
The thermal stress intensity factors for interface cracks of Griffith and symmetric lip cusp types under vertical uniform heat flow in a finite body are calculated by boundary element method. The boundary conditions on the crack surfaces are insulated or fixed to constant temperature. The relationship between the stress intensity factors and the displacements on the nodal point of a crack tip element is derived. The numerical values of the thermal stress intensity factors for interface Griffith crack in an infinite body and for symmetric lip cusp crack in a finite and homogeneous body are compared with the previous solutions. The thermal stress intensity factors for symmetric lip cusp interface crack in a finite body are calculated with respect to various effective crack lengths, configuration parameters, material property ratios and the thermal boundary conditions on the crack surfaces. Under the same outer boundary conditions, there are no appreciable differences in the distribution of thermal stress intensity factors with respect to each material properties. But the effect of crack surface thermal boundary conditions on the thermal stress intensity factors is considerable.
Thermal history and thermal stress of alumina specimen, which occured from thermal shock process, were calculated by finite difference method. Stress intensity factor and crack growth in cyclic thermal fatigue were calculated from single thermal shock temperature history and thermal stress. Cyclic thermal life were estimated by bending strength after cyclic thermal shock under critical thermal shock temperature. Calculated stress intensity factor was compared with real experimental thermal fatigue life of specimen. Fatigue life until critical stress intensity factor and real experimental result were comparable.
본 연구에서는 선적분화 된 체적력항을 갖는 경계요소법을 이용하여, Griffi- th균열에 대한 열응력세기계수를 구하여 Sumi의 결과와 비교 검토하고, 유무한체내의 대칭 입술형및 대칭 익형 커스프균열들(symmetric lip and airfoil cusp cracks)의 열 응력세기계수를 균열묘면이 단열된 경우와 일정 온도로 유지된 경우에 대해 계산하고 자 한다.
Fracture mechanics is one of the major areas of the pressurized thermal shock (PTS) evaluation. To evaluate the reactor pressure vessel integrity associated with PTS, PFM methodology demands precise calculation of temperature, stress, and stress intensity factor for the variety of PTS transients. However, the existence of stainless steel cladding, with different thermal, physical, and mechanical property, at the inner surface of reactor pressure vessel complicates the fracture mechanics analysis. In this paper, treatment schemes to evaluate stress and resulting stress intensity factor for RPV with stainless steel clad are introduced. For a reference transient, the effects of clad thermal conductivity and thermal expansion coefficients on deterministic fracture mechanics analysis are examined.
본 연구에서는 경계요소법에 의해 천이상태 열전도문제를 해석하는 프로그램 과 Sladek등이 제안한 열탄성 경계적분방정식을 기초로 하여 열탄성문제를 해석하는 프로그램을 개발하여, 유한체 내에 존재하는 Griffith 균열에 대해 정상 및 천이상태 에서 계산한 열응력세기계수와 유한체 내에 존재하는 대칭 입술형 커스프균열(symme- tric lip cusp crack)에 대해 정상상태에서 열응력세기계수를 계산한다. 그 결과를 기존의 해와 비교하여 프로그램의 타당성을 입증한다. 그후 대칭 입술형 커스프균열 에 대한 천이상태에서의 열응력세기계수를 계산하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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