Abstract
In this paper, two different techniques for mixed-mode type engineering fracture mechanics are investigated to estimate the stress intensity factors by using p-version finite element model. These two techniques are displacement extrapolation with COD and CSD method and J-integral with decomposition method. By decomposing the displacement field obtained from p-version of finite element analysis into symmetric and antisymmetric displacement fields with respect to the crack line, Mode-I and Mode-II stress intensity factors can be determined using aforementioned techniques. The example problems for validating the proposed techniques are centrally and centrally oblique cracked panels under tension. The numerical results associated with the variation of oblique angle and the ratio of crack length and panel width (a /W ratio) are compared with those by theoretical values and empirical solutions in literatures. Very good agreements with the existing solutions are shown.
본 논문에서는 혼합모우드형의 공학적 파괴역학을 위한 두가지 방법의 p-version유한요소모델을 사용한 응력확대계수 산정을 목적으로 연구되었다. 두 가지 방법은 COD와 CSD방법에 의한 변위외삽법과 분해법에 기초한 J-적분법이다. 즉, p-version 유한요소해석을 통해 얻어지는 변위장을 균열선에 대해 대칭 및 역대칭 변위로 분리함으로써, 앞에서 언급된 두가지 방법에 의해 모우드-I과 모우드-II 응력확대계수를 결정할 수 있다. 제안된 방법들의 검증을 위한 예제는 인장력을 받는 중앙균열판과 중앙 경사균열판 문제이다. 균열판의 경사각의 변화와 균열길이와 평판 폭의 비에 따른 수치해석결과는 기존 문헌에 있는 이론값과 경험식에 의한 결과와 비교되어 높은 정도를 보여주고 있다 .