유한요소법에 의한 소규모 항복 조건하에서의 균열 성장에 관한 연구

Abstract

유한요소법을 사용하여 탄성- 완전소성, 혹은 선형가공경화를 갖는 물질의 소규모 항복 조건하에 있는 평면변형상태의 균열 성장을 고찰했다. 특성길이를 달리하면서 정의된 CTOA를 파괴변수로 하여 이 변수의 타당성을 조사하고 CTOA 를 기초로 하여 crack tip nodal force 파괴변수의 변화를 조사했다. 균열이 진행할 때의 응력 및 균열선단부 변위의 변화는 Rice 의 해석적 해에 잘 일치하는 것을 확인하였고, 균열 성장시의 J 값의 변화를 계산하였다. 또한 취성물질의 경우 균열이 전파되기 위하여는 균열선단에서 특성길이 (1-2 grain diameter) 만큼 떨어진곳의 인장응력이 임계값에 도달해야 한다는 Ritchie 등의 fracture stress 이론을 검토하여 이 특성길이를 K 값에 따라 변화시켜 줌으로써, 연성 물질의 균열성장에도 적용될 수 있는 가능성을 얻었다.