전산구조공학 (Computational Structural Engineering)

한국전산구조공학회 (Computational Structural Engineering Institute of Korea)
권호 표지

선형탄성 파괴역학해석에서 J-적분법에 의한 p-Version 균열모델의 적용

Application of p-Version Crack Model Based on J-integral Method in LEFM Analysis

  • 이채규 (한국건설 품질관리 연구원 구조부) ;
  • 우광성 (영남대학교 토목공학과) ;
  • 김영인 (조선대학교 토목공학과)
  • 발행 : 1995.12.01
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초록

이차원 선형탄성파괴역학 문제에서 인장모우드 상태의 응력확대계수를 명료하게 산정할 수 있는 독립적 적분경로에 근거를 둔 새로운 J-적분 균열모델이 제안되었다. 이 방법은 p-수렴 개념에 기초를 두며 기존의 유한요소 컴퓨터코드에 쉽게 적용할 수 있다. 본 연구에서는 균열선단에서의 응력상태가 조사되었으며, 균열선단으로부터 떨어진 정규거리로 표현되는 서로 다른 적분경로에 따라 J-적분치가 유한요소해석시 Rice의 이론처럼 경로에 독립적인 해를 얻을 수 있는지 분석되었다. 세가지 수치예제인 중앙균열판, 일변균열판과 양변균열판과 양변균열판의 p-수렴 해석결과가 종래의 h-수렴법에 의한 해석결과와 비교되었으며, 또한 이 결과는 제안된 방법의 정확성과 수치적 안정성을 보여주고 있다.

A new path independent contour integral formulus for the distinct calculation of mode I stress intensity factors in two dimensional linear elastic fracture mechanics problems is presented. This method is based on p-convergence concepts and can be easily appended to existing finite element computer codes. In this study, the stress state at crack tip has been investigated and the path independence of J-integral values has been tested with respect to different contours expressed by normalized distance apart from the crack tip. Numerical results by p-convergence for the problems such as centrally cracked panels, single and double edged cracks in rectangular panels have been compared with those by the conventional h-convergence. The comparison demonstrates the accuracy and stability of the proposed method.

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