적층계(積層係)를 통과하는 소성응력파(塑性應力波)의 전파(傳波)

A Wave Propagation Analysis in the Layered Systems

충돌이나 폭파시 발생하는 기계적 에너지나 화학적 에너지는 응력파의 형태로 매체를 통과하게 되며, 매체의 자유면과 절리면을 따라 반사와 굴절을 거듭하는 매우 복잡한 과정을 거치게 된다. 본 연구에서는 재료특성을 달리하는 층을 통과하는 소성응력파의 전파과정을 압력 부종속 모델인 Von-Mises 모델을 사용하여 연구하였다. 응력파의 전파과정을 연구하기 위한 지배 방정식(governing equation)으로서는 물체에 종속되어 있는 라그란지안 좌표계(lagrangian coordinate system)로 표현된 운동량과 질량보존(conservation of momentum and mass)법칙식을 사용하였으며 또한 충격전면(shock front)에 연속성을 부여하기 위해 인공점성(artificial viscosity)을 운동량 보존식에 첨가하였다. 주요 방정식을 풀기 위한 수치해석법으로는 시간과 공간 좌표계로 구성된 유한차분법(finite difference method)을 사용하였으며 소성변형률을 구하기 위한 소성이론으로서는 associated normality flow rule을 사용하였다.

The stress waves generated by the mechanical energies by impact or the chemical energies by the explosions are transmitted through medium. The wave propagation process through medium is a very complicated procedure due to the reflections and refractions of the waves at the free surfaces and interfaces. In this study the pressure independent Von-Mises model is employed for the wave propagation analysis in the layered systems. Governing equations of this study are conservation equations of momentum and mass in Lagrangian coordinate system which is fixed to the material. Due to the shock-front which violates the continuity assumptions inherent in the differential equations numerical artificial viscosity is used to spread the shock front over several computational zones. These equations are solved by Finite Difference Method with discretized time and space coordinates. The associate normality flow rule as a plastic theory is implemented to find the plastic strains.