한국전산구조공학회논문집 (Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea)

  • 제23권2호
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  • Pages.191-198
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  • 2010
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  • 1229-3059(pISSN)
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  • 2287-2302(eISSN)
한국전산구조공학회 (Computational Structural Engineering Institute of Korea)
권호 표지

p-수렴 부분층별모델에 의한 일변균열판의 패치재료 및 기하형상에 따른 응력확대계수

Stress Intensity Factor of Single Edge Cracked Plates Considering Materials and Geometry of Patch by p-Convergent Partial Layerwise Model

  • 안현지 (영남대학교 토목공학과) ;
  • 안재석 (영남대학교 공업기술연구소) ;
  • 우광성 (영남대학교 건설시스템공학과)
  • 투고 : 2009.12.03
  • 심사 : 2010.01.11
  • 발행 : 2010.04.30
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초록

이 연구에서는 접착패치보강의 서로 다른 형태 즉, 패치와 접착제의 재료, 크기, 두께 뿐만 아니라 일면보강 또는 양면보강에 따른 일변균열판의 응력감소에 대한 연구가 수행되었다. 수치해석 도구로는 p-수렴 부분층별 모델이 사용되었다. 이 모델의 면내 변위는 구간별 연속인 선형변화로 가정하였고, 두께방향으로의 면외 변위는 일정한 상수로 가정하여 적용하였다. 변위장의 정의는 적분형 르장드르 다항식을 적용하였고, 수치적분은 별도의 외삽법 없이 각 층별의 절점에서 발생하는 적분값을 바로 얻을 수 있는 가우스-로바토 적분법을 사용 하였다. 또, 에너지 방출률법을 사용하여 응력확대계수를 산출하였다. 수치예제를 통해 제안된 모델의 정확도는 물론이고 접착패치 보강형태에 따라 변화되는 무차원 응력확대계수와 처짐의 항으로 응력감소 효과를 분석하였다.

This study investigated that the stress reduction of single edge cracked plates with patch repairs according to different type of patching such as material, size and thickness of patch and adhesive as well as single sided or double sided patches. As a numerical tool, the p-convergent partial layerwise model has been employed. The proposed model is formulated by assuming piecewise linear variation of in-plane displacement and a constant value of out-of-plane displacements across thickness. The integrals of Legendre polynomials are chosen to define displacement fields and Gauss-Lobatto numerical integration is implemented in order to directly obtain maximum values occurred at the nodal points of each layer without other extrapolation techniques. Also, total strain energy release rate method is adopted to obtain stress intensity factors. Numerical examples are presented not only to demonstrate the stress reduction effect in terms of non-dimensional stress intensity factor and deflection with respect to different type of patch repairs, but also the accuracy of proposed model.

키워드

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