• 전산구조공학
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• 제9권2호
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• pp.133-142
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• 1996

본 논문에서는 혼합모우드형의 공학적 파괴역학을 위한 두가지 방법의 p-version유한요소모델을 사용한 응력확대계수 산정을 목적으로 연구되었다. 두 가지 방법은 COD와 CSD방법에 의한 변위외삽법과 분해법에 기초한 J-적분법이다. 즉, p-version 유한요소해석을 통해 얻어지는 변위장을 균열선에 대해 대칭 및 역대칭 변위로 분리함으로써, 앞에서 언급된 두가지 방법에 의해 모우드-I과 모우드-II 응력확대계수를 결정할 수 있다. 제안된 방법들의 검증을 위한 예제는 인장력을 받는 중앙균열판과 중앙 경사균열판 문제이다. 균열판의 경사각의 변화와 균열길이와 평판 폭의 비에 따른 수치해석결과는 기존 문헌에 있는 이론값과 경험식에 의한 결과와 비교되어 높은 정도를 보여주고 있다 .

• 대한기계학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.887-902
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• 1994

Within the framework of anisotropic thermoelasticity, the problem of an interlaminar crack in a laminated fiber-reinforced composite subjected to a uniform heat flow is investigated. Under a state of generalized plane deformation, dissimilar anisotropic half-spaces with different fiber orientations are considered to be bound together by a matrix interlayer containing the crack. The interlayer models the matrix-rich interlaminar region of the fibrous composite laminate. Based on the flexibility/stiffness matrix approach, formulation of the current crack problem results in having to solve two sets of singular integral equations for temperature and thermal stress analyses. Numerical results are obtained, illustrating the parametric effects of laminate stacking sequence, relative crack size, crack location, crack surface partial insulation, and fiber volume fraction on the values of mixed mode thermal stress intensity factors.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.17-26
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• 2014

본 논문은 MLS(Moving Least Squares) 차분법을 바탕으로 동적균열전파 해석을 수행하기 위한 알고리즘을 제시한다. MLS 차분법은 절점만으로 이루어진 수치모델을 사용하며, 이동최소제곱법을 이용하여 전개한 Taylor 다항식을 기초로 미분근사식을 유도하기 때문에, 요소망의 제약에서 완벽하게 벗어난 절점해석이 가능하다. 시간항을 포함하는 동적 평형방정식은 Newmark 방법으로 시간적분 하였다. 동적하중을 받는 균열이 전파할 때, 매 시간단계마다 절점모델을 재구성하지 않고 균열선단 주변에서 국부적인 수정을 통해 해석이 가능하다. 동적균열을 묘사하기 위해 가시한계법(visibility criterion)을 적용하였고, 동적 에너지해방률을 산정하여 균열의 진전유무와 그에 상응하는 진전방향을 결정하였다. 모드 I 상태와 혼합모드 상태에서 균열이 진전하는 현상을 모사하였고, 이론해와 Element-Free Galerkin법으로 계산한 결과와의 비교를 통해 개발된 알고리즘의 정확성과 안정성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1547-1556
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• 2000

In this paper, an evaluation method of fracture toughness to apply interfacial fracture mechanics was investigated in adhesively bonded double-cantilever beam (DCB) joints. Four types of adhesively bonded DCB joints with an interface crack were prepared for analyses of the stress intensity factors using boundary element method(BEM) and the fracture toughness test. From the results of BEM analysis and fracture toughness experiments, it is found that the stress intensity factor, K1 is a parameter driving the fracture of adhesively bonded joints. Also, the evaluation method of fracture toughness by separated stress intensity factors of mixed mode cracks was proposed and the influences of mode components for its fracture toughness are investigated in adhesively bonded DCB joints.

• Journal of Welding and Joining
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• 제3권2호
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• pp.52-63
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• 1985

Fillet welded joints, specially in ship structure, are well known the critical part where stress concentrate or crack initiates and grows. This paper is concerned with the study of the behavior of fatigue crack growth t the root and toe of load carrying cruciform fillet welded joints under three points bending by the determination of stress intensity factor from the J-Integral, using the Finite Element Method. The stress intensity factor was investigated in accordance to the variation of the weld size (H/Tp). weld penetration (a/W) and plate thickness (2a'/Tp). As mixed mode is occurred on account of shearing force under the three points bending, Stern's reciprocal theory is applied to confirm which mode is the major one. The main results may be summarized as follows 1) The calculation formula of the stress intensity factor at the both of root and toe of the joint was obtained to estimate the stress intensity factor in the arbitrary case. 2) The change of stress field around crack tip gives much influence on each other at the roof and toe as H/Tp decreases. 3) Mode I is a major mode under the three points bending.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권9호
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• pp.2220-2227
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• 2000

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.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권3호
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• pp.317-330
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• 2008

Stress intensity factors for a planar crack parallel to a bimaterial interface are considered. The formulation leads to a system of hypersingular integral equations whose unknowns are three modes of crack opening displacements. In the numerical analysis, the unknown displacement discontinuities are approximated by the products of the fundamental density functions and polynomials. The numerical results show that the present method yields smooth variations of stress intensity factors along the crack front accurately. The mixed mode stress intensity factors are indicated in tables and figures with varying the shape of crack, distance from the interface, and elastic constants. It is found that the maximum stress intensity factors normalized by root area are always insensitive to the crack aspect ratio. They are given in a form of formula useful for engineering applications.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제34권3호
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• pp.377-390
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• 2010

This paper studies fracture initiation direction of two parallel non-coplanar cracks of equal length. Using the dislocation pile-up modelling, singular integral equations for two parallel cracks subjected to mixed-mode loading are derived and the crack-tip field including singular and non-singular terms is obtained. The kinking angle is determined by using the maximum hoop stress criterion, or the ${\sigma}_{\theta}$-criterion. Results are presented for simple uniaxial tension and biaxial loading. The biaxiality ratio has a noticeable influence on crack growth direction. For the case of biaxial tension, when neglecting the T-stress the crack branching angle is overestimated for small crack inclination angles relative to the largest applied principal stress direction, and underestimated for large crack inclination angles.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권2호
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• pp.105-113
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• 2014

중앙에 균열을 갖는 단층 그래핀시트(single layer graphene sheet, SLGS)의 모드 II 파괴 거동을 원자 시뮬레이션과 해석 모델에 기초하여 고찰하였다. 지그재그 그래핀 모델의 파괴를 분자동역학(molecular dynamics, MD)에 의해 해석한 결과 모드 II 파괴인성은 $2.04MPa{\sqrt{m}}$인 것으로 밝혀졌다. 또한 SLGS의 이론적인 $K_{IIc}$를 유도하기 위해 면내전단하중을 받는 다공체에 대한 파괴역학적 해석도 진행하였고 유한요소해석도 병행하였다. 모드 I과 모드 II의 비를 다양하게 변화시켜가면서 SLGS 의 혼합모드 파괴를 검토한 결과 혼합모드 파괴조건식이 얻어졌고 다른 문헌의 결과와 비슷함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.911-920
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• 1989

본 연구에서는 층간균열면에서의 보 두께비를 달리함에 따라 다양한 혼합 모우드 층간파괴인성을 평가할 수 있는 Fig.1과 같은 층간균열 시편에 대해 3점 굽힘하중 하중이 작용될 때의 전체어너지방출률을 전단변형을 고려한 보이론에 의해 유도하고 이를 층간균열면에서의 보 두께비에 따라 모우드I 성분과 모우드II 성분의 분리된 형태로 나타내었다. 또 한 여러가지 시편두께에 대해 전체에너지방출률을 구해 전단변형에 의한 에너지방출률이 전체에너지방출률에 미치는 영향도 조사하였다. 그리고 층간 균열면에서의 보 두께비가 0.3, 0.5, 0.6, 0.7, 그리고 0.9인 경우의 층간균열시편에 대해 실험적으로 혼합모우드 층간 파괴인성을 평가하고 혼합 모우드 변형을 받을 때의 층간파괴 거동도 조사하였다.