Application of L Integral to Interface Crack Problems

계면균열 문제에 대한 L적분의 응용

An interface of a circular arc formed by two isotropic, homogeneous elastic materials is investigated. It is shown that L integral satisfies the conservation law for the interface if it is perfectly bonded, in frictionless contact or separated such as in a crack with the origin of the coordinate system being located at the center of the circular arc. The property of path independence of the L integral is applied to an interfacial crack problem, to obtain the stress intensity factors, where the interfacial crack is located along the arc of the circular inclusion embedded in infinite matrix. It is assumed here that the contact zone exist as in the model proposed by Comninou, thus removing the overlapping of the materials along the interface. Another example is shown for case of a circular interfacial crack in the matrix of finite size, where the stress intensity factors are determined by computing a value of the L integral numerically along the path far from the crack tip.

본 논문에서는 균열면이 원호(circular arc)를 이루고, Comninou 모델과 같이 균열면의 일부가 접촉되어 있는 경우 L적분이 적분경로에 무관함을 증명하고 이를 이용하여 재료가 서로 다른 원형 개재물과 기재와의 경계면에 존재하는 계면 균열에서의 응력확대계수를 구하는 방법에 대해 살펴보았다. 기지가 무한 고체이고 접촉역이 작아 접촉역의 존재가 균열선단에서 멀리 떨어진 곳에서의 응력장에 거의 영향을 끼치지 아`는 경우에는 접촉역을 가정하지 않은 문제에 대한 해, 즉 진동특성을 나타내는 해로 부터, L적분의 성질을 이용하여, 접촉역을 가정하였을 때의 응력확대 계수를 간단한 꼴로 표시할 수 있었고, 유한의 기지에 원형 개재물이 존재하는 문제에 대해서는 F.E.M을 사용하여 L적분을 계산함으로써 응력확대계수를 구할 수 있었다.