P-Version Model of Stress Concentration Around a Circular Hole in Finite Strips

원공(圓孔)을 갖는 유한판(有限板)의 응력집중(應力集中)에 대한 P-Version 모델

This paper presents a p-version finite element approach for modeling the stress distribution around a circular hole in a finite strip subjected to membrane and flexural behaviors. Also, same problem with a crack emanating from a perforated tension strip was solved by virtual crack extension method. The p-version of the finite element method based on integrals of Legendre polynomials is shown to perform very well for modeling geometries with very steep stress gradients in the vicinity of a circular cutout. Here, the transfinite mapping technique for circular boundaries was used to avoid the discretization errors. The numerical results from the proposed scheme have a good comparison with those by Nisida, Howland, Newman etc. and the conventional finite element approach.

면내거동과 휨거동을 받는 원형구멍을 갖는 유한평판에서 원형구멍 주위의 응력을 모델링하기 위해 p-version 유한요소법이 제시되었으며, 또한 동일한 문제로써 원형구멍으로부터 발생된 균열해석을 위해 균열확장법이 사용되었다. 적분형 르장드르함수에 기초한 p-version 유한요소법이 원형구멍 주위의 응력경사가 심한 기하형상을 모델링하는데 적합함을 보여준다. 한편, 원형 경계조건을 표현하는데 이산화오차를 피하기 위해 초유한사상기법이 사용되었다. 앞에서 제시된 방법을 통한 수치해석 결과는 Nisida, Howland, Newman 등의 실험 및 이론결과와 종래의 유한요소법에 의한 수치해석결과와 비교하여 우수한 값을 보여 주고 있다.