• 제목/요약/키워드: 동적균열전파 속도

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노치 선단(균열 주위)의 기하학적 형상이 동적 응력집중계수(동적균열전파)에 미치는 영향 (Effect of Notch Geometries on Dynamic Stress Concentration Factor)

  • 이억섭;전현선;변귀환
    • 대한조선학회논문집
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    • 제35권4호
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    • pp.46-54
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    • 1998
  • 노치의 기하학적 형상이 동적응력집중계수에 미치는 영향을 동적 광탄성 시험법을 이용하여 규명하였다. 동적 하중 장치로부터 발생하는 탄성파에 의하여 여러 종류의 노치의 기하학적 형상 주위에서 발생하는 동적응력장을 $10^6/sec$의 촬영 속도를 갖는 Cranz-Shardin형 카메라를 사용하여 12장면을 기록하였다. 다양한 노치 선단의 형상에 대한 동적응력특이지수를 간단한 모델링식으로 결정하는 방안을 제시하고, 여러 가지 노치의 기하학적 형상에 대응하여 발생하는 동적응력집중현상을 비교하는데 이용하였다. 동적 광탄성 시험법으로 얻어진 동적응력장을 면밀히 해석하여, 동적응력집중계수가 노치의 형상에 크게 의존함을 규명하였다.

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섬유강화 복합재의 동적 취성 파괴현상 규명을 위한 비국부 페리다이나믹스 해석법 개발: 비대칭 하중 연구 (Nonlocal Peridynamic Models for Dynamic Brittle Fracture in Fiber-Reinforced Composites: Study on Asymmetrically Loading State)

  • 하윤도;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.279-285
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    • 2012
  • 본 논문에서는 섬유강화 복합재에 대해 균질화법과 접목된 페리다이나믹 전산해석 방법론을 제시하였다. 복합재료에 대해 제시된 해석모델로 동적 취성 파괴 및 손상해석을 수행하였다. Coker 등(2001)에서 제시된 비대칭 하중 하의 섬유강화 복합재의 동적 파괴 실험결과와 비교하여 페리다이나믹 비국부 해석모델이 다양한 동적 파괴특성 및 극초음속으로 균열이 진전되는 것을 잘 모사할 수 있음을 검증하였다. 또한 대칭 하중조건에 대한 해석결과와 비교하여 비대칭 하중이 더 높은 균열전파 속도를 유발하는 것을 확인하였다. 수치해석 결과들이 실험 결과들에 부합함을 또한 확인하였다.

발파에서 가이드공의 균열제어 유효성에 관한 수치 해석적 연구 (A Numerical Study on the Effect of a Guide Hole on Crack Propagation Control in Blasting)

  • 이희광;김학만;김승곤;조상호
    • 터널과지하공간
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    • 제20권4호
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    • pp.299-307
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    • 2010
  • 무장약 가이드공의 균열제어 효과를 파악하기 위하여 무장약 가이드공을 적용한 콘크리트 블록 발파실험 결과를 바탕으로 동적파괴과정해석을 수행하였다. 장약공과 노치형 및 원형 무장약 가이드공을 가진 해석모델을 작성하고 공간격, 암반강도, 폭발하중속도에 따른 최종균열을 분석하였다. 모든 해석모델에서 무장약 가이드공이 설치되어 있는 방향으로 탁월균열이 형성되었으며, 이것은 무장약 가이드공이 균열제어에 효과가 있음을 입증하며 실험결과와도 일치한다.

이방성비가 큰 직교이방성체의 반 무한 균열에 대한 동적 에너지해방률에 관한 연구 (A Study on the Dynamic Energy Release Rate of an Orthotropic Strip with a Half Infinite Crack and Large Anistropic Ratio)

  • 백운철;황재석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권7호
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    • pp.1863-1870
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    • 2000
  • When an impact stress is applied on the external boundary of double cantilever beam of orthotropic material which crack length is greater than specimen hight and anistropic ratio is very high, dyna mic energy release rate is derived, and the relationship between dynamic energy release rate and crack propagating velocity is studied. Dynamic energy release rate to static energy release rate is decreased with increasment of crack propagating velocity. The relationships between dynamic energy release rate and vertical strain have a similar pattern with those between static energy release rate and vertical strain. When normalized time(Cstla) is greater than or equal to 2, dynamic energy release rate approaches to a constant value.

이종재료의 진전 계면 균열에 대한 동적 광탄성 실험법 (Dynamic Photoelastic Experimental Method for Propagating Interfacial Crack of Bimaterials)

  • 신동철;황재석
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.292-297
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    • 2000
  • In this research, the dynamic photoelastic experimental hybrid method for bimaterial is introduced. Dynamic biaxial loading device is developed, its strain rate is 31.637 s-1 and its maximum impact load is 20 ton. Manufactured methods for model of the dynamic photoelastic experiment for bimaterial are suggested. They are bonding method(bonding material: AW106, PC-1) and molding method. In the bonding method, residual stress is not occurred in the manufactured bimaterial. Crack is propagated along the interface or sometimes deviated from the interface. While in the molding method, residual stress is occurred in the manufactured bimaterial. Crack is always deviated from the interface and propagated in the epoxy region(softer materila). In order to propagate with constant velocity along the interface of bimaterial with arbitrary stiffer material, edge crack should be located along the interface of the acute angle side of the softer material in the bimaterial.

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MLS 차분법을 활용한 동적 균열전파해석의 Rayleigh 감쇠영향 분석 (A Study of Rayleigh Damping Effect on Dynamic Crack Propagation Analysis using MLS Difference Method)

  • 김경환;이상호;윤영철
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제29권6호
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    • pp.583-590
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    • 2016
  • 본 논문은 강형식 기반의 MLS 차분법에 Rayleigh 감쇠효과를 적용한 동적균열진전 해석기법을 제시한다. Rayleigh 감쇠 효과가 반영된 동적 평형방정식과 구성방정식을 도출하고, MLS 미분근사식을 이용하여 지배방정식들을 이산화하였다. 평형방정식뿐만 아니라 구성방정식에서도 감쇠효과를 적절하게 고려하여 기존의 무요소 강정식화 기법에서 고려하지 못했던 비례감쇠 알고리즘을 구현하였다. 시간관련 항을 포함한 동적 평형방정식은 중앙차분법(central difference method)을 이용하여 시간적분 하였고, 속도에 대한 차분식을 lagging시켜 이산화 방정식을 간소화시켰다. 균열의 기하학적 특성은 표면력 '0'인 자연경계 조건을 균열면에 놓인 절점들에 부과하여 묘사하였으며, 균열성장으로 인해 해석단계마다 변하는 절점의 생성 및 이동 효과를 계방정식 구성에 반영하였다. 단일균열과 다중균열을 갖는 수치예제를 통해서 제안된 수치기법의 정확성을 검증하였으며, 비례감쇠 효과의 고려가 동적균열진전 해석결과에 미치는 영향을 보였다.

길이방향의 전단응력을 받은 직교이방성 원판에 내재된 외부균열의 등속전파 응력확대계수 $K_{III}$ (Dynamic Stress Intensity Factor $K_{III}$ of Crack Propagating with Constant Velocity in Orthotropic Disk Plate Subjected to Longitudinal Shear Stress)

  • 최상인
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.69-79
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    • 1996
  • Dynamic stress intensity factors are derives when the crack is propagating with constant velocity under longitudinal shear stress in orthotropic disk plate. General stress fields of crack tip propagating with constant velocity and least square method are used to obtain the dynamic stress intensity factor. The dynamic stress intensity factors of GLV/GTV=1(=isotropic material or transversely isotropic material) which is obtained in out study nearly coincides with Chiang's results when mode Ⅲ stress is applied to boundary of isotropic disk. The D.S.I.F. of mode Ⅲ stress is greater when α(=angle of crack propagation direction with fiber direction) is 90° than that when α is 0°. In case of a/D(a:crack length, D:disk diameter)<0. 58, the faster crack propagation velocity, the less D.S.I.F. but when crack propagation velocity arrive on ghear stress wave velocity, the D.S.I.F. but when crack propagation velocity arrive on shear stress wave velocity, the D.S.I.F. unexpectedly increases and decreases to zero.

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WL-RDCB 시편의 동적 균열전파속도와 동적 응력확대계수 (Dynamic Stress Intensity Factors and Dynamic Crack Propagation Velocities in Polycarbonate WL-RDCB Specimen)

  • 정석주;한민구
    • 한국안전학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.3-9
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    • 1996
  • Dynamic fracture characteristics of Polycarbonate WL-RDCB specimen were investigated. The dynamic crack propagation velocities in these specimens were measured by using both high speed camera system and silver paint grid method developed and justified in the INHA Fracture Mechanics Laboratory. The measured crack propagation velocities were fed into the INSAMCR code(a dynamic finite element code which has been developed in the INBA Fracture Mechanics Laboratory) to extract the dynamic stress intensity factors. It has been confirmed that both dynamic crack arrest toughness and the static crack arrest toughness depend on both the geometry and the dynamic crack propagation velocity of specimens. The maximum dynamic crack propagation velocity of Polycarbonate WL-RDCB specimen was found to be dependent on the material property, geometry and the type of loading. The dynamic cracks in these Polycarbonate WL-RDCB specimens seemed to propagate in a successive manner, involving distinguished 'propagation-arrest-propagation-arrest' steps on the microsecond time scale. It was also found that the relat-ionship between dynamic stress intensity factor and dynamic crack propagation velocities might be represented by the typical '$\Gamma$'shape.

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고분자재료의 동적 파괴거동에 관한 연구 (Dynamic Fracture Behavior of Some Polymeric Materials)

  • 이억섭;한정우;한문식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권7호
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    • pp.1630-1641
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    • 1995
  • The dynamic stress intensity factors (DSIF ; $K_{I}$$^{dyn}$) were studied in some polymeric materials using caustics method with a high speed camera system. Also crack tip propagation speed was measured by dynamic crack propagation velocity measuring device. To calculate DSIF a finite element analysis program-INha Stress Analysis Moving CRack(INSAMCR) was utilized. Dynamic fracture characteristics were investigated to verify a relationship between DSIF and crack tip propagation speed and acceleration in PMMA, Homalite-100 and Polycarbonate. The relationship between dynamic stress intensity factor and crack tip velocity revealed typical shapes. Measured crack tip acceleration data envelope converges to the zero level with increasing DSIF. Equivalently crack tip velocities show a wide spread range at low values of DSIF, but become a constant with a higher DSIF. $1.2MPa{\sqrt{m}}$, $1.4MPa{\sqrt{m}}$ and $1.3 MPa{\sqrt{m}}$ were obtained as $K_{I}$$^{dyn}$ values to arrest the dynamic crack for PMMA, Homalite-100 and Polycarbonate, respectively. INSAMCR was run to verify experimental results in PMMA and shows good agreementment.

콘크리트 블록에서 인공절리에 따른 발파영향 평가 (Evaluation of Blast influence by Artificial Joint in Concrete Block)

  • 노유송;민경조;오세욱;박세웅;석철기;조상호;박훈
    • 화약ㆍ발파
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    • 제36권3호
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    • pp.1-9
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    • 2018
  • 본 연구는 인공절리의 경사, 인공절리와 발파공 간의 거리, 그리고 인공절리의 수가 압력파동의 전파, 균열의 전파, 그리고 발파파동의 속도에 미치는 영향을 평가할 목적으로 수행되었다. 이 평가작업은 동적 FEM 프로그램인 AUTODYN 상에서 지원되는 Euler-Lagrange solver를 사용하여 수행되었다. 주요 결과로서 발파파속은 인공절리와 발파공 간의 거리가 가깝거나 인공절리의 경사가 증가할수록 더 빠르게 감소하는 것으로 나타났다. 인공절리가 없는 경우에 비해 절리가 하나라도 존재하는 경우에는 발파파속의 감쇠가 상당히 크게 발생하였다. 하지만 인공절리의 수가 발파파속의 감쇠에 미치는 영향은 주어진 조건 하에서는 미미한 수준이었다.