Propagation Behavior of Inclined Surface Crack of Semi-Infinite Elastic Body under Hertzian Contact

반무한 탄성체의 헤르츠 접촉하의 경사진 표면균열의 전파거동

Analytical study based on linear fracture mechanics was conducted on propagation behavior of inclined surface crack in semi-infinite elastic body. The analytical model was assumed to be inclined surface crack under plane strain condition upon which Hertzian stress was superimposed. Supposing continuous distribution of dislocation and applying Erdogan-Gupta's method to this crack problem, the stress intensity factors $K_{I}$ and $K_{II}$) at the crack-tip were obtained for various Hertzian contact positions. Analytic results have shown that driving force for crack growth is $K_{I}$ for non-lubricated condition and $K_{II}$ for fluid and boundary lubricated condition. The coefficient of friction at the hertzian contact and crack surfaces plays an important role in predicting the direction of crack propagation. It is also found that the maximum effective stress intensity factor exists at cracks of a certain specific length depending on lubricated condition.ion.n.

본 연구에서는 마멸과정을 선형파괴역학적 관점에서 해석하여, 탄성체의 표면 에 산재되어 있는 표면균열의 전파거동을 마멸과정규명의 입장에서 살펴보고자 한다. 우선 마멸거동에 관한 파괴역학적 접근방식에 의한 마멸이론의 확립을 위해서, 표면균 열이 내부균열보다 그 전파 가능성이 높다고 한 Keer등의 주장에 착안하여 Hertz 접촉 압력하의 경사진 표면균열의 전파거동을 선형파괴역학적으로 해석하고자 한다. 이론 해석에 있어서는 표면균열을 인상전립의 연속분포로 치환하고, 전립밀도분포함수에 관 한 특이적분방정식을 유도해서 Erdogangupta의 방법을 이용하여 그 해를 구하였다.