• 대한기계학회논문집
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• 제16권12호
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• pp.2226-2240
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• 1992

본 연구에서는 이방성체에 대한 구체적인 코스틱스 실험법을 확립하기 위하여 다음과 같은 연구를 수행 하였다. 첫째, 이방성체에 대한 코스틱스상 및 초기곡선의 사상방정식을 기하광학 및 Sih의 응력장을 이용하여 구하고, 이 식에 의한 이론상을 여러가지 경계조건하에서 컴퓨터 그래픽 하여 유도한 사상방정식의 타당성을 검토 하 였다.둘째, 본 논문에서 개발한 두 가지 종류의 직교이방성체를 사용하여 실험을 수행하고 실험에 의한 코스틱스상을 이론상과 비교, 검토 하였다.셋째, 이방성체의 코스틱스상으로부터 응력확대계수를 구하는 방법을 제시하고 이 방법을 실제 시편에 적용하여 신뢰 할수 있는 결과를 얻는 초기곡선의 범위를 결정 하였다. 그리고 이 범위에서 구한 응력확대 계수 값을 경계요소법을 이용한 변위외삽법에 의한 결과와 비 교함으로써 본 논문에서 제시하는 방법이 이방성체의 응력확대계수를 구하는 한 방법 으로 유효하게 사용될 수 있음을 밝혔다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.944-953
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• 1991

본 연구에서는 일반적인 이방성재료에 대한 코스틱방법의 적용을 검토하는 일 환으로서, 직교이방성재료중 특성방정식의 근이 동일함으로 인하여 균열의 응력장이 특이성을 갖게 되고, 따라서 지금까지는 코스틱법의 적용이 어려웠던 재료(의사등방성 재료)에 대하여, 코스틱상 및 초기곡선의 식을 이론적으로 구하였고, 이 식을 예상되 는 여러가지 경계조건 하에서 컴퓨터 그래픽(computer graphic)으로 가시화하여, 시편 제작의 어려움으로 인하여 실험이 곤란한 의사등방성재료의 코스틱상을 예시하였으며, 또 이들 재료에 대한 응력확대계수 산출법을 제시함과 동시에 이 산출법이 등방성 재 료 및 일반적 직교이방성재료에도 사용가능함을 밝혀 다음 제2부에서 실험을 통하여 검증되도록 하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권9호
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• pp.2331-2338
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• 1994

Experimental conditions of the optical shadow methods of caustics for measurement of the stress intensity factor and the J-integral in various materials(polycarbonate, PMMA, Al 5586D) are investigated. The necessary experimental requirements toe determine accurate values of the stress intensity factors and the J-integrals are described. The ratio of $r_o$ (radius of initial curve) to $r_p$ (plastic zone size) is selected as a parameter to verify the experimental limitation of the method of caustics in determination of fracture parameters. In this study, transmission caustics method was used for compact tension specimens made of polycarbonate and PMMA. while reflection caustics method was applied to c-shaped tension specimen made of Al 5586D. The appropriate ranges of $r_o/r_p$ tp determine accurate values of stress intensity factors were found to be 1.5~1.8. Existing experimental results have been obtained mainly by changing $r_p$ with different loads in $r_o/r_p$. However, in this study we could obtain varying $K_{caus}/K_{th}$ over the wide range of $r_o/r_p$ at fixed load conditions with newly designed optical arrangement. Thus, we could find the range in which theoretical and experimental results agree well each other by changing $r_o$ values only. In Al 5586D specimen, experimental caustics were located inside of the plastic zone, and $K_{caus}/K_{th}$ were found to be not unity in this range. It is found that $J_{caus}/J_{th}=1{\;}with{\;}r_o/t{\geq}0.8$ and the experimental plastic zone includes the contours of caustics.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권10호
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• pp.2543-2553
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• 1994

Caustics method has been applied successfully to determine the fracture parameters such as stress intensity factor and the J-integral for elastic and/or elastic-plastic stress field around the crack tip. For stress fields at the vicinity of crack tip in the creep domain, no experimental report concerning fracture mechanics parameters by using the caustics method has been published up to date. This study investigated creep behavior at the vicinity of crack tips at high temperature($175^{\circ}C$) and attempted to determine of proper fracture parameters for A1 5086 H24 specimens by using the caustics method. The results obtained from the limited experimental investigation are as follows; $J_{th}/J_{caus}$ is found to approach to 1 more rapidly than $K_{th}/K_{caus}$ does during incipient period(within 80 minutes). It is confirmed that experimental $K_{caus}$ approached to theoretical $K_{th}$ after 80 minutes by analyzing the ratio of $K_{th}$ to $K_{caus}$. Unlike the case of room temperature, it is confirmed experimentally that caustics diameter enlarged gradually even the distance between specimen and screen keeps constant. It showed that initial curve of the caustics was initially located in the plastic zone, but it grew out rapidly into the elastic zone for Al 5086 H24 at $175^{\circ}C$. It is confirmed that caustics is a function of time, temperature and distance between specimen and screen at high temperature.