In this paper, dynamic photoelastic hybrid method is developed and its validity is certified. The dynamic photoelastic hybrid method can be used on the obtaining of dynamic stress intensity factors and dynamic stress components. The effect of crack length on the dynamic stress intensity factors is less than those on the static stress intensity factors. When structures are under the dynamic mixed mode load, dynamic stress intensity factor of mode I is almost produced. Dynamic loading device manufactured in this research can be used on the research of dynamic behavior when mechanical resonance is produced and when crack is propagated with the constant velocity.
Dynamic stress intensity factors (DSIFs) are obtained when a crack propagates with constant velocity in rectangular functionally gradient materials (FGMs) under dynamic mode III load. To obtain the dynamic stress intensity factors, it is used the general stress and displacement fields of FGMs for propagating crack and the boundary collocation method (BCM). The stress intensity factors and energy release rates are the greatest in the increasing properties $(\xi>0)$, next constant properties $(\x=0)$ and decreasing properties $(\xi<0)$ under constant crack tip properties and crack tip speed.
Dynamic stress intensity factors are derives when the crack is propagating with constant velocity under longitudinal shear stress in orthotropic disk plate. General stress fields of crack tip propagating with constant velocity and least square method are used to obtain the dynamic stress intensity factor. The dynamic stress intensity factors of GLV/GTV=1(=isotropic material or transversely isotropic material) which is obtained in out study nearly coincides with Chiang's results when mode Ⅲ stress is applied to boundary of isotropic disk. The D.S.I.F. of mode Ⅲ stress is greater when α(=angle of crack propagation direction with fiber direction) is 90° than that when α is 0°. In case of a/D(a:crack length, D:disk diameter)<0. 58, the faster crack propagation velocity, the less D.S.I.F. but when crack propagation velocity arrive on ghear stress wave velocity, the D.S.I.F. but when crack propagation velocity arrive on shear stress wave velocity, the D.S.I.F. unexpectedly increases and decreases to zero.
Strain gage method is used to evaluate the mode I dynamic stress intensity factor of marging steel(18Ni) and titanium alloy(Ti-6A1-4V). To decide the best strain gage position on specimen, static fracture toughness test was performed. Then instrumented charpy impact test and dynamic tensile test was performed by using strain gage method for evlauating dynamic stress intensity factor. Strain gage signals on the crack tip region are used to calculate the stress intensity factors. It is found that strain gage method is more useful than method by using load which is obtained from impact tup to assess dynamic characteristics such as dynamic stress intensity factor.
The effects of the interface and two holes located near the crack path in the hybrid specimen on the dynamic crack propagation behavior have been investigated using dynamic photoelasticity with the aid of Cranz-Shardin type high speed camera system. The dynamic stress field around the dynamically propagating interface crack tip in the three point bending specimens under a dynamic load applied by a hammer dropped from 0.6m high without initial velocity are recorded. The complex stress intensity factors for the dynamically propagating interface crack are extracted by using a overdeterministic least square method. Theoretical dynamic interface isochromatic fringe loops generated by using the numerically determined complex stress intensity factors are compared with the experimental results. Furthermore, the influence of the hole to the dynamic interface crack velocities has been investigated experimentally.
Stresses are solved for two parallel cracks in an infinite orthotropic plate during passage of incoming shock stress waves normal to their surfaces. Fourier transformations were used to reduce the boundary conditions with respect to the cracks to two pairs of dual integral equations in the Laplace domain. To solve these equations, the differences in the crack surface displacements were expanded to a series of functions that are zero outside the cracks. The unknown coefficients in the series were solved using the Schmidt method so as to satisfy the conditions inside the cracks. The stress intensity factors were defined in the Laplace domain and were inverted numerically to physical space. Dynamic stress intensity factors were calculated numerically for selected crack configurations.
When the half infinite crack in the orthotropic material strip with a large anisotropic ratio(E11>>E22) propagates with constant velocity, dynamic stress component $\sigma$y occurre d along the $\chi$ axis is derived by using the Fourier transformation and Wiener-Hopf technique, and the dynamic stress intensity factor is derived. The dynamic stress intensity factor depends on a crack velocity, mechanical properties and specimen hight. The normalized dynamic stress intensity factors approach the maximum values when normalized time(=Cs/a) is about 2. They have the constant values when the normalized time is greater than or equal to about 2, and decrease with increasing a/h(h: specimen hight, a: crack length) and the normalized crack propagation velocity( = c/Cs, Cs: shear wave velocity, c: crack propagation velocity).
The scaled boundary finite element method is extended to evaluate the dynamic stress intensity factors and T-stress with a numerical procedure based on the improved continued-fraction. The improved continued-fraction approach for the dynamic stiffness matrix is introduced to represent the inertial effect at high frequencies, which leads to numerically better conditioned matrices. After separating the singular stress term from other high order terms, the internal displacements can be obtained by numerical integration and no mesh refinement is needed around the crack tip. The condition numbers of coefficient matrix of the improved method are much smaller than that of the original method, which shows that the improved algorithm can obtain well-conditioned coefficient matrices, and the efficiency of the solution process and its stability can be significantly improved. Several numerical examples are presented to demonstrate the increased robustness and efficiency of the proposed method in both homogeneous and bimaterial crack problems.
Dynamic fracture characteristics of Polycarbonate WL-RDCB specimen were investigated. The dynamic crack propagation velocities in these specimens were measured by using both high speed camera system and silver paint grid method developed and justified in the INHA Fracture Mechanics Laboratory. The measured crack propagation velocities were fed into the INSAMCR code(a dynamic finite element code which has been developed in the INBA Fracture Mechanics Laboratory) to extract the dynamic stress intensity factors. It has been confirmed that both dynamic crack arrest toughness and the static crack arrest toughness depend on both the geometry and the dynamic crack propagation velocity of specimens. The maximum dynamic crack propagation velocity of Polycarbonate WL-RDCB specimen was found to be dependent on the material property, geometry and the type of loading. The dynamic cracks in these Polycarbonate WL-RDCB specimens seemed to propagate in a successive manner, involving distinguished 'propagation-arrest-propagation-arrest' steps on the microsecond time scale. It was also found that the relat-ionship between dynamic stress intensity factor and dynamic crack propagation velocities might be represented by the typical '$\Gamma$'shape.
Recent experimental studies have been shown that strain gages can be employed to determine either static or dynamic stress intensity factors $K_{I}$ wiht relatively simple experiments. However, it does not usually provide a reliable value of stress intensity factor because of local yielding and limited regions for strain gage placement at the vicinity of the crack tip. This paper attempted to define a valid region and to indicate procedures for locating and orienting the strain gage to determine static toughness $K_{Is}$ accurately form one strain gage readings with respect to varying loadings. The strain gage methods was used for compact tension specimens made of Polycarbonate and PMMA(polymethyl methacrylate). Series expansions of the static and dynamic strain fields are applied. Strain gage orientation and location are then studied to optimize the strain response. Especially, in the dynamic experiment, the specimen employed is an oversized Charpy V-notch specimen which has been modified to provide significant constraint with a large elevation of the flow stress. The impact behavior of the specimen is monitored by placing strain gage near the crack tip. The dynamic toughness $K_{Id}$ is determined from the strain time traces of this gage.e.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.