• Title, Summary, Keyword: 응력확대계수

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The Computation of Stress Intensity Factors in Fiberreinforced Composites using a Contour Integral Method (경로적분법에 의한 섬유강화복합재의 응력확대계수 계산)

  • 김진우;장흥석
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.9 no.1
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    • pp.109-118
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    • 1985
  • 특이응력해석을 위한 일반화된 가역상반일 경계분식이 섬유강화복합재를 모형화한 직교 이방성 크랙평판의 수치해를 위하여 발전시켰다. 이 적분방정식은 평판경계에서의 탄성변위와 트랙션의 변수로 구성된 경계분식의 형태로 하중이 없다는 두 크랙면의 경계조건과 유한의 탄성변형에너지 의 개념에서 경계적 분식에 필요한 특성해를 규정하고 대응되는 보조해를 계산하였다. 직교이방 도를 달리한 중앙크랙평판의 응력확대계수를 계산하여 기존해와 비교하였다. 또한 대칭모우드 I 형의 양측크랙평판 및 복합모우드형 편측크랙 일단고정 평판의 응력확대계수가 임의의 섬유방향 각에 따라서 계산되었다.

Evaluation of $J_k$ integral for a plane crack in a rectilinear anisotropic body (선형 이방성 평면 균열에서의 $J_k$ 계산)

  • 안득만
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.6
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    • pp.1792-1798
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    • 1991
  • In this paper the path independent $J_{k}$(k=1, 2) integrals are evaluated in a rectilinear anisotropic body for two dimensional case. The relationship among elastic constants are examined. Using those relationship the expression of $J_{2}$ Integral in terms of $K_{I}$ is found to be very simple.e.e.

Estimating Stress Intensity Factor in Cylindrical Pressure Vessels (원통형 압력용기의 응력확대계수 산출 및 평가)

  • Seok, Han-Gil
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.8 no.4
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    • pp.283-287
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    • 1998
  • 구미와 일본에서는 균열이 실린더벽을 과통하므로서 발생되는 일부누설로 인하여 실린더가 불안전 파괴가 이루어진 후 급속파단으로 전개되는 판당전 누설(Leak Before Break, LBB)를 전제로 한 구조건전성의 확인 시험연구가 널리 수행되고 있다. 본고에서는 Gs-C25 실린더의 구조건전성을 LBB개념의 도입과 파괴역할을 이용하여 평가하였다. 내부압력 80bar일때의 실린더에서 응력확대계수 계산은 구조물의응력확대계수가 극단적으로 큰 디멘젼을 지닌 측균열인 경우에서만 재료의 인성계수 $K_{lc}$ /와 $K_{eff}$ 에 도달된다는 것을 나타내었으며, 반면에 원주균열은 파괴 인성치 $K_{lc-}$$K_{eff-}$ 값까지는 어떠한 경우에도 도달되지 않았다. 구조물의 국부적인 취성파괴는 균열을 함유한 누설로 유도되는 범위에서, "$K_{1}$ 구조물$\geq$$K_{lc}$$K_{eff}$ "의 조건을 만족시에만 발생되며, 이는 축균열이 원주균열보다 훨씬 더 위험하다는 것을 증명한다.는 것을 증명한다.

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Estimates of Elastic Fracture Mechanics Parameters for Thick-Walled Pipes with Slanted Axial Through-Wall Cracks (두꺼운 배관에 존재하는 축방향 경사관통균열의 탄성파괴역학 매개변수 계산)

  • Han, Tae-Song;Huh, Nam-Su
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.12
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    • pp.1521-1528
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    • 2012
  • The present paper provides the elastic stress intensity factors (SIFs) and the crack opening displacements (CODs) of a thick-walled pipe with a slanted axial through-wall crack. For estimating these elastic fracture mechanics parameters, systematic three-dimensional elastic finite element (FE) analyses were performed by considering geometric variables, i.e., thickness of pipe, reference crack length, and crack length ratio, affecting the SIFs and CODs. As for loading condition, the internal pressure was considered. Based on the FE results, the SIFs and CODs of slanted axial through-wall cracks in a thickwalled pipe along the crack front and the wall thickness were calculated. In particular, to calculate the SIFs of a thick-walled pipe with a slanted axial through-wall crack from those of a thick-walled pipe with an idealized axial through-wall crack, a slant correction factor representing the effect of the slant crack on the SIFs was proposed.

Post-Processing Technique on the Determination of Crack Tip Stress Intensity Factors (균열선단 응력확대계수 결정을 위한 후처리기법)

  • Jin, Chi Sub;Jang, Heui Suk
    • Journal of The Korean Society of Civil Engineers
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    • v.11 no.1
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    • pp.17-27
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    • 1991
  • The determination of the stress intensity factors is investigated by means of a surface integral defined around the crack tip of the structure. It has been shown in this work that this integral is derived from the standard path integral J. The use of the surface integral has also been extended to the case where body forces act. Computer program obtaining the stress intensity factors $K_I$ and $K_{II}$ is developed, which prepares input variables from the result of the conventional finite element analysis. This paper provides a parabolic smooth curve function. By the use of the function and conventional element meshes in which the aspect ratio (element length/crack length)is about 25 percent, relatively correct $K_I$ and $K_{II}$ values can be obtained for the exterior radius ranging from 1/3 to 1 of the crack length.

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Measurement of Stress Intensity Factor Using Strain Gage Methods (스트레인게이지법을 이용한 응력확대계수 측정)

  • 김재훈;문순일;이현철;김덕희
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.4 no.1
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    • pp.53-64
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    • 2000
  • Strain gage method is investigated to evaluate the mode I stress intensity factor. Two types of specimens for CT and three point bend specimen are used. Sharp notch of specimens is manufactured by wiring discharge machining. Strain gages signal from the crack tip region are used to calculate stress intensity factors. The results are compared with those of the ASTM E399 method and finite element analysis. The present experimental results coincide well with the data obtained from finite element analysis. Attached position of strain gage should be seriously considered during the application of this method.

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Evaluation of Stress Intensity Factor after Penetration of Plate with Long Surface Crack (긴 표면균열재의 관통후 응력확대계수 평가)

  • Nam Kiwoo;Lee Jongrark
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.4 no.1
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    • pp.33-39
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    • 2000
  • Stress intensity factor after penetration was discussed experimentally using long surface pre-cracked specimens of aluminum alloy 5083. The propagation behavior evaluation of long surface crack by equation proposed at penetration of short surface crack could be need modification to evaluate precisely because the error was high as aspect ratio is little. The modification of stress intensity factor with consideration of aspect ratio at penetration of long surface crack can be analyzed the behavior of crack penetration quantitatively.

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Evaluation of the Stress Intensity Factor for a Crack in Bimaterial Plate by the Boundary Method (경계요소법에 의한 이종재료내 크랙의 응력확대계수 평가)

  • Kim, Sang-Cheol;Im, Won-Gyun
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.9 no.2
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    • pp.108-115
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    • 1992
  • 이종재료의 접합면에 수직으로 존재하는 크랙에 대하여 경계요소 해석을 수행하여, 그 결과 실용가능한 수치 근사해을 얻을 수 있었다. 크랙을 정확히 모델링하기 위하여 크랙표면을 분리영역으로 하는 영역분할법을 채택하였으며, 해의 정확성을 향상시키기 위하여 등매개 2차요소로의 경계분할과 함께 크랙선단에서 표면력의 특이성을 나타내도록 하였다. 응력확대계수는 크랙표면상 절점의 상대변위를 이용하여 결정하였다. 또한 이종 재료내 크랙에 대하여 응력확대계수를 간단히 구할 수 있는 간편해석법을 제안하고 이의 적용 가능한 범위를 제 시하였다.

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The Calculation of Stress Intensity Factors in the Orthotropic Elastic Plate with the Cracked Circular-hole using a Contour Integral Method (경로적분법에 의한 원공크랙이 있는 직교이방성 탄성평판의 응력 확대계수 계산)

  • Kim, Jin-Woo
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.8 no.4
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    • pp.136-145
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    • 2005
  • 특이응력해석을 위한 일반화된 가역상반일 경계적분식이 섬유강화복합재를 모형화한 직교 이방성 크랙평판의 수치해를 위하여 발전시켰다. 이 적분방정식은 평판경계에서의 탄성변위와 트랙션의 변수로 구성된 경계적분식의 형태로 하중이 없다는 두 크랙면의 경계조건과 유한의 탄성변형에너지의 개념에서 경계적분식에 필요한 특성해를 규정하고 대응되는 보조해를 계산하였다. 대칭모우드 I형의 중앙원공크랙평판 및 복합모우드형의 반원편측크랙 일단고정평판의 응력확대계수가 임의의 섬유방향각에 따라서 계산되었다.

Evaluation of the Fatigue Behavior before and after Wall Thickness Penetration in Carbon Steel Pipes with Circumferential Part Through-Wall Surface Crack (원주방향 미관통 표면결함을 가지는 탄소강 배관의 두께관 통전.후의 피로거동 평가)

  • Seok-Hwan AHN
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.36 no.2
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    • pp.147-154
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    • 2000
  • 실온 대기 중에서 탄소강배관(STS370)의 피로시험을 행하였다. 배관에는 외부결함을 인공적으로 상정하여, 피로균열진전 및 관통의 거동, 균열형상, 누설 및 파단수명, 균열개구변위를 실험과 이론의 양면으로부터 비교·검토하였다. 특히, 배관의 벽두께 관통후에 있어서의 응력확대계수를 평가하기 위하여 새로운 식을 제안하였다. 피로균열이 관벽을 관통하기 전에 있어서는 판모델에 의한 Newman-Raju의 응력확대계수 평가식을 이용하므로서 aspect비와 누설수명 등 관통전의 피로균열성장거동을 평가할 수 있음을 나타내었다. 또한, 피로균열이 관벽을 관통한 후에 있어서는 본 논문에서 제안한 배관모델에 의한 응력확대계수의 평가식을 이용하여 관통후의 균열형상, 파단수명 및 균열개구변위 등 관통후의 피로균열성장거동을 평가하였다.

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