A Study on the Determination of Stress Intensity Factors in Orthotropic Plane Elastic Bodies

직교이방성 평면탄성체의 응력확대계수 결정에 관한 연구

Recent work in the mechanics of fracture points out the desirability of a knowledge of the elastic energy release rate, the crack extension force, and the character of the stress field surrounding a crack tip in analyzing the strength of cracked bodies. The objective of this work is to provide a discussion of the energy rates, stress fields and the like of various cases for anisotropic elastic bodies which might be of interest. Reinforced concrete, wood, laminates, and some special types of elastic bodies with controlled grain orientation are often orthotropic. In this paper, determination of the stress intensity factors(SIFs) of orthotropic plane elastic body using crack tip singular element and fine mesh in near the crack tip is performed. A numerical method in this paper was used by displacement correlation method. A numerical example problem of an orthotropic cantilevered single edge cracked elastic body subjected to shear loading was analyzed, and the results of this paper are in good agreement with those of the others.

파괴역학에서 최근의 연구들은 균열체의 강도를 해석함에 있어서 균열선단 주위의 탄성 에너지 해방용, 균열확장력 그리고 응력장의 특성 등에 대한 지식을 요구하고 있다. 이런 연구들의 주안점은 에너지율, 응력장 그리고 탄성이방성체의 여러가지 경우들을 설명하는 데 있다. 철근콘크리트, 목재, 박층구조 그리고 각각의 방향으로 성질을 가지는 탄성체들은 대부분 직교이방성이다. 본 연구에서는 균열선단에 특이요소를 사용하고 균열선단 부근에서 아주 세밀한 요소를 사용하여 직교이방성 탄성체의 응력확대계수를 결정 하였다. 본 연구에서 응력확대계수를 구하기 위해 변위상관법을 사용하였으며 타 논문의 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.