The stress intensity factors have been widely used in numerical studies of crack growth direction. However in many cases, omissive terms of the series expansion are quantitatively significant, so we consider the computation of such terms. For this purpose, we used the finite element method with isometric quadratic quarter-point elements. For examples, infinite square plate with a slant crack subjected to a uniaxial load is analyzed. The numerical analysis were performed for the wide range of crack tip element lengths and inclined angles. The numerical results obtained are compared with the theoretical solutions. Also they were accurate and efficient.
The inclined subsurface cracks in a homogeneous body subjected to a moving compressive load is analyzed with the finite element method (FEM) considering friction on the crack surface. The stress intensity factors for the inclined subsurface cracks are evaluated numerically for various cases such as different inclined angles and changes in the coefficient of friction. The effects of the inclined angle and the coefficient of friction on the stress intensity factor are discussed. The difference between the behaviors of the parallel subsurface crack and those of the inclined subsurface crack is also examined.
Zagane Mohammed El Sallah;Moulgada Abdelmadjid;Sahli Abderahmane;Baltach Abdelghani;Benouis Ali
Advances in materials Research
/
제12권4호
/
pp.273-286
/
2023
The fracture mechanics make it possible to characterize the behavior with cracking of structures using parameters quantifiable in the sense of the engineer, in particular the stress field, the size of the crack, and the resistance to cracking of the material. Any structure contains defects, whether they were introduced during the production of the part (machining or molding defects for example). The aim of this work is to determine numerically by the finite element method the stress concentration factor Kt of a plate subjected to a tensile loading containing a lateral form defect with different sizes: a semicircle of different radii, a notch with different opening angles and a crack of different lengths. The crack propagation is then determined using the extended finite element technique (X-FEM). The modeling was carried out using the ABAQUS calculation code.
본 연구에서는 경계요소법에 의해 천이상태 열전도문제를 해석하는 프로그램 과 Sladek등이 제안한 열탄성 경계적분방정식을 기초로 하여 열탄성문제를 해석하는 프로그램을 개발하여, 유한체 내에 존재하는 Griffith 균열에 대해 정상 및 천이상태 에서 계산한 열응력세기계수와 유한체 내에 존재하는 대칭 입술형 커스프균열(symme- tric lip cusp crack)에 대해 정상상태에서 열응력세기계수를 계산한다. 그 결과를 기존의 해와 비교하여 프로그램의 타당성을 입증한다. 그후 대칭 입술형 커스프균열 에 대한 천이상태에서의 열응력세기계수를 계산하고자 한다.
In this study, the strength and failure mechanism of red sandstones with combined defects were investigated by uniaxial compression tests on red sandstones with different crack angles using two-dimensional particle flow code numerical software, and their mechanical parameters and failure process were studied and analyzed. The results showed that the mechanical characteristics such as peak strength, peak strain, and elastic modulus of the samples with prefabricated combined defects were significantly inferior than those of the intact samples. With increasing crack angle from 15° to 60°, the weakening area of cracks increased, elastic modulus, peak strength, and peak strain gradually reduced, the total number of cracks increased, and more strain energy was released. In addition, the samples underwent initial brittle failure to plastic failure stage, and the failure form was more significant, leading to peeling phenomenon. However, with increasing crack angle from 75° to 90°, the crack-hole combination shared the stress concentration at the tip of the crack-crack combination, resulted in a gradual increase in elastic modulus, peak strain and peak strength, but a decrease in the number of total cracks, the release of strain energy reduced, the plastic failure state weakened, and the spalling phenomenon slowed down. On this basis, the samples with 30° and 45° crack-crack combination were selected for further experimental investigation. Through comparative analysis between the experimental and simulation results, the failure strength and final failure mode with cracks propagation of samples were found to be relatively similar.
본 논문에서는 다중영역법과 이중절점법을 이용하여 응력세기 계수를 산정할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하고, 개발된 프로그램을 기존결과가 있는 직선균열 및 곡선균열에 적용하여 그 타당성을 검토한 후 엄밀해가 존재하지 않는 Z형상 균열에 대한 응력세기계수 값을 제시하고자 한다.
Bonded dissimilar materials are being increasingly used in automobiles, aircraft, rolling stocks, electronic devices and engineering structures. Bonded dissimilar materials have several material advantages over homogeneous materials such as high strength, high reliability, light weight and vibration reduction. Due to their increased use it is necessary to understand how these materials behave under stress conditions. One important area is the analysis of the stress intensity factors for interface cracks emanating from circular holes in bonded dissimilar materials. In this study, the bonded scarf joint is selected for analysis using a model which has comprehensive mixed-mode components. The stress intensity factors were determined by using the boundary element method (BEM) on the interface cracks. Variations of scarf angles and crack lengths emanating from a centered circular hole and an edged semicircular hole in the Al/Epoxy bonded scarf joints of dissimilar materials are computed. From these results, the stress intensity factor calculations are verified. In addition, the relationship between scarf angle variation and the effect by crack length and holes are discussed.
Three-point bending specimens have been used to investigate the mixed mode fracture of green sandstone. Dimensionless stress intensity factors and T-stresses were calculated first by using the finite element method for various crack lengths, crack angles and span to length ratios. It is shown that three-point bending specimens can provide the whole range of mode mixities from pure mode I to pure mode II, provided suitable values are chosen for the crack angle and span to length ratio. The fracture test results were also used to compare with predictions of different criteria. These comparisons show that modified criteria including the influence of the T-stress agree better with experiment than the conventional criteria but that no one criterion matches perfectly the test results.
This paper presents geometrically nonlinear behavior of cracked fiber reinforced composite beams by using finite element method with and the first shear beam theory. Total Lagrangian approach is used in the nonlinear kinematic relations. The crack model is considered as the rotational spring which separate into two parts of beams. In the nonlinear solution, the Newton-Raphson is used with incremental displacement. The effects of fibre orientation angles, the volume fraction, the crack depth and locations of the cracks on the geometrically nonlinear deflections of fiber reinforced composite are examined and discussed in numerical results. Also, the difference between geometrically linear and nonlinear solutions for the cracked fiber reinforced composite beams.
In recent years, considerable attention has been paid to the research and development of high-strength steel plates, with particular emphasis on the enhancement of the seismic resistance of buildings and bridges. Many efforts have also been undertaken to improve the properties of high-strength bolts and weld materials. However, there are still different opinions on steel joints that combine high-strength bolts and fillet welds. Therefore, it is necessary to verify the design specifications and guidelines, especially for newly developed 1,400-MPa high-strength bolts, 570-MPa steel plates, and weld materials. This paper presents the results of literature reviews and experimental investigations. Test parameters include bolt strengths, weld orientations, and their combinations. The results show that advances in steel materials have increased the plastic deformation capacities of steel welds. That allows combination joints to gain their maximum strength before the welds have fracture failures. When in combination with longitudinal welds, high-strength bolts slip, come in contact with cover plates, and develop greater bearing strength before the joints reach their maximum strength. However, in the case of combinations with transverse welds, changes in crack angles cause the welds to provide additional strength. The combination joints can therefore develop strength greater than estimated by adding the strength of bolted joints in proportion to those of welded joints. Consequently, using the slip resistance as the available strength of high-strength bolts is recommended. That ensures a margin of safety in the strength design of combination joints.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.