The meshfree method is extended by the local partition of unity method to model the cohesive cracks in two dimensional continuum The shape function of a particle whose domain of influence is completely cut by a crack is enriched by the step enrichment function. If the domain of influence contains a crack tip inside, it is enriched by the branch enrichment function without the stress singularity. It is found that this method is more accurate and converges faster than the meshless methods for LEFM cracks based on the visibility concept Several staic and dynamic examples are solved to verify the method.
Mode II interlaminar fracture toughness was measured and fractured surfaces were observed of carbon/epoxy and glass/epoxy woven fabric composites for carbody structure. Woven fabric carbon/epoxy and glass/epoxy composites that made with prepreg and epoxy resin(RS1222) are used in carbody structure of Korean tilting train(TTX) and low floor bus. ENF(End Notched Flexure) specimens having $120mm{\times}20m{\times}5mm$ shape and 35mm initial crack were made with each composites and three point bending tests according to ASTM D790 were conducted for these specimens. Crack lengths in tests were recorded using optical microscope and digital camcorder. NL(Non Linear), 5% offset and Max. load points in load -displacement curves were checked and mode II interlaminar fracture toughness of these points were calculated and compared. Fractured surfaces of specimens were observed using optical microscope and mode II delamination behavior of each composites was discussed.
한국지구물리탐사학회 2003년도 Proceedings of the international symposium on the fusion technology
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pp.150-155
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2003
Fractures in the form of micro cracks are commonly found in natural rocks. A rock behaves in a complex way due to fracture; in particular, the anisotropic strength of a rock material is significantly influenced by the presence of these fractures. Therefore, it is essential to understand the failure mechanism of a fractured rock. In this study, a fractured rock is formulated in terms of fabric tensor based on geometric and mechanical simplifications. In this way, position, density and shape of fractures can be determined by the fabric tensor so that rocks containing multi-fractures can successfully be modeled. Also an index to evaluate the degree of anisotropy of a fractured rock is proposed. Hence, anisotropic strength of a rock containing fractures under uniaxial compression condition is estimated through a series of numerical analyses for the multi-fractured model. Numerical investigations are carried out by varying the fracture angle from $0^{\circ}\;to\;90^{\circ}$ and relationship between uniaxial compression strength and the degree of anisotropy is investigated. By comparing anisotropic strength of numerical analysis with analytic solution, this study attempts to understand the failure mechanism of rock containing fractures.
To manufacture alumina products, sintering and grinding process are needed. In Al2O3 grinding, macro/micro surface fracture and cracks are easily occurred on the ground surface because of its high brittleness. In view point of fatigue fracture, surface profile produced by grinding is considered as notches. Therefore, it was reasonable that magnitudes and shapes of surface profiles effects on fatigue strength and life. Particularly, surface finish of Al2O3 which have high hardness and brittleness have an effect on fatigue strength. In this paper, some experiments are carried out to examine influence of grinding conditions to magnitude and shape of surface profile as well as the relationships of Ra, Rmax, Rmax/Ra, and Ku. Through the experimental results, It is found that Ra and Rmax was affected by grinding conditions, but Rmax/Ra and Ku was not. There are linear relations between Ra and Rmax, and between Rmax/Ra and Ku.
Effect of transverse electric fields on fracture behavior in ferroelectric ceramics under purely electrical loading is investigated. It is shown that the shape and size of the domain switching zone depend strongly on the ratio of the transverse electric field to the coercive electric field as well as the direction of the applied electric field. Under small-scale conditions, the crack-tip mode I and II stress intensity factors induced by ferroelectric domain switching are numerically obtained. The crack kinking in ferroelectric ceramics is also discussed.
Microstructural analysis was conducted to observe the effect of aging treatments in a Cr-Mn austenitic stainless steel containing nitrogen, and the amount, size, shape and distribution of precipitates were investigated. It was found that on water quenching from $1000^{\circ}C$ after holding 3 h at that temperature, the steel contained no precipitates observable by optical microscopy. Precipitation of phases begins at places most favorable for the formation of nuclei-in the boundaries of grains and twins. Precipitates were studied in detail by means of scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). Chemical compositions of precipitates were examined by the use of scanning transmission electron microscopy (STEM) together with an energy dispersive X-ray (EDX) microanalysis. Also chromium depletion adjacent to grain boundary precipitates was investigated by the use of Auger electron spectroscopy (AES) for a direct examination of the fracture surface chemistry.
This paper is concerned with a fracture strength study of composite adhesive lap joints. The tensile and peel tests were carried out on specimen manufactured hybrid stacked composites such as the polyester and bamboo natural fiber layer. The main objective of the work was to test the failure strength of adhesive bonded joints using hybrid stacked composites with a polyester and bamboo natural fiber layer adjacent to the fiber orientation. From results, the load directional orientation, small amount and low thickness of bamboo natural fiber layer have a good effect on the tensile and peel strength of natural fiber reinforced composites. and these characters are have a great influence on fracture strength and failure shape of adhesive bonded joints using hybrid stacked composites in the difference of fiber orientation.
Weibull distribution function is applied very successfully to the strength of brittle materials such as ceramics and the weakest link model is applied to explain the ovents. This paper deals with the effect of specimen size on the strength of ceramics. The values of tensile strength were calculated by the Monte-Calro simuation. The tensile strength obtained was plotted on Weibull probabillity papers and represented by the 3-parameter Weibull distribution. The strength distribution function was compared with the theoretical weibull distribution. As a result, it was found that the Weibull shape parameter was changed due to the size and there was a possibility of a false indication as if the weakest link model holds good. We should be very careful when we apply the Weibull statistics to estimate the strength of products.
This is a study for the improvement of the fractured lug structure that connects the landing gear to the fuselage of the aircraft using the composite leaf spring landing gear. The lug surface was analyzed to find out the cause of fracture. The lug was destroyed by the crack initiation and propagation under the repeated stresses. The frictional wears of the lug structure were proceeded and that affected adversely to the crack. Also, the square protrusion of the lug has a weak shape to bring about stress concentration. The design changes were conducted and the test was performed to verify changed design results.
In this study, the method of process design for side forming of a tooth part used for a component of automobile transmission was suggested using FE-simulations. To develop the side forming for the tooth part, in this paper, the shape factors of B.T.Pin was considered as design parameters. The shape factors of B.T.Pin were selected to be the round of pin, reinforced angle and reinforced length. Based on FE simulation results, appropriate shape factor without causing any defects was selected. In addition, to increase the strength of pin, the combination of shape factor having minimum stress after side forming was selected using FE-simulation. In addition, with design of a die set, cold side forming of the tooth part was experimented to estimate effectiveness of the designed B.T.Pin. From experiments, it was found that the tooth part with complete formation of the tooth was obtained without making any forming defects and punch fracture.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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