• Composites Research
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• 제17권4호
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• pp.68-73
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• 2004

본 논문에서는 한 쪽 면만 복합재 패치로 보강한 알루미늄 균열평판의 피로균열 진전거동을 해석적인 방법으로 고찰하였다. 한쪽 면 보강 시, 균열선단은 비대칭성과 면 외 굽힘의 효과로 인하여 초기의 직선형태에서 경사곡선형태로 진전한다는 사실을 이전의 연구견과에서 확인할 수 있다. 따라서 정확한 피로거동을 고찰하기 위하여는 이와 같은 균열선단의 변화과정을 예측하고, 이론 해석에 반영하는 것이 필수적이라 하겠다. 본 연구에서는 균열선단 전개형상을 고려한 한쪽 면 보강시의 피로해석을 수행하기 위하여 선형탄성 파괴역학개념을 적용한 3차원 순차적 유한요소 해석기법을 적용하였는데, 이를 통하여 진전하는 균열선단 형상을 단계적, 반복적으로 추적하고 해석모델에 반영하였다. 이와 같은 해석기법을 적용함으로써 패치보강 평판의 피로수명은 물론 균열선단 진전과정도 정확히 예측할 수 있었다. 해석으로 얻어진 균열선단 진전거동 및 피로수명은 상응하는 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.241-245
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• 2004

An analytical study was conducted to characterize the fatigue crack growth behavior of pre-cracked aluminum plates repaired with asymmetric bonded composite patch. For single-sided repairs, due to the asymmetry and the presence of out-of-plane bending, crack front shape would become skewed curvilinear started from a uniform through-crack profile, as observed from previous studies. In this study, the fatigue analysis of single-sided repairs considering crack front shape development was conducted by implementing three-dimensional successive finite element method coupled with linear elastic fracture mechanics (LEFM) concept, which enables the growing crack front to be directly traced and modeled in a step by step way. Through conducting present analysis technique, crack path of the patched plate as well as the fatigue life was evaluated with sufficient accuracy. The analytical predictions of both the crack front shape evolution and the fatigue life were in good agreement with the experimental observations.

• 한국재료학회지
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• 제25권12호
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• pp.690-693
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• 2015

Fatigue crack growth experiments were carried out on a 304 L stainless steel compact-tension(CT) specimen under load control mode. Neutron diffraction was employed to quantitatively measure the residual strains/stresses and the evolution of stress fields in the vicinity of a propagating fatigue-crack tip. Three principal stress components (i.e. crack growth, crack opening, and through-thickness direction stresses) were examined in-situ under loading as a function of distance from the crack tip along the crack-propagation path. The stress/strain fields, measured both at the mid-thickness and near the surface of the CT specimen, were compared. The results show that much higher compressive residual stress fields developed in front of the crack tip near the surface than developed at the mid-thickness area. The change of the stresses ahead of the crack tip under loading is more significant at the mid-thickness area than it is near the surface.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권12호
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• pp.1619-1625
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• 2012

전기강판은 모든 형태의 변압기나 모터의 코어 소재로 사용되고 냉간압연 공정에 의해 생산된다. 본 논문에서는 냉간압연 중에 발생하는 전기강판 에지에서의 파단을 예측할 수 있는 손상역학에 기초한 접근법을 제시할 것이다. 손상개시 판단조건으로 수직 인장응력 조건을 도입하였고 손상진전 기법으로 손상 에너지법을 채용하였다. 전기강판 에지의 초기 노치로부터 크랙 발생과 전파 모사를 위해 유한요소법을 이용하였다. 유한요소해석에서 요구되는 물성치는 일반적인 판형 시편과 노치가 있는 판형 시편을 이용하여 인장 테스트를 통해서 확보하였다. 에지 크랙은 롤 바이트의 입측에서 시작되고 롤 바이트 출측에서 급격하게 진전되는 것으로 나타났다. 초기 노치의 길이와 강판의 전방 텐션릴 하중이 커짐에 따라 에지 크랙의 성장길이는 커지는 것으로 나타났다.