응집 영역 모델을 이용한 굴곡 계면을 따르는 균열 진전 거동에 관한 연구
A Study on Crack Propagation Along a Sinusoidal Interface using Cohesive Zone Models
1
조회
0
다운로드
0
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구에서는 굴곡 계면을 따른 균열 진전을 응집 요소를 사용하여 유한요소 해석을 수행하였고 균열 선단에서 복합 모드 하중을 고려하기 위하여 BK 법칙을 적용하였다. 정현파 굴곡 계면을 갖는 이중 외팔보에 하중을 부여하고 복합 모드 응집 법칙에서 응집 강도와 응집 에너지에 따른 하중-변위 선도의 변화를 알아 보았다. 응집 강도가 커지면 응집 영역 크기가 상대적으로 작아지고 균열 진전에 따른 하중-변위 선도에 굴곡이 나타나는 것을 보여 주었으며 인장과 전단 응집에너지 비율에 따라 하중의 증가와 하중-변위 선도에 굴곡이 나타나는 것을 보여 주었다. 또한 굴곡 계면의 형상에 따른 균열 진전 거동의 영향을 분석하였는데 균열의 형상비가 커지면 균열 진전을 위한 더 큰 균열 분리 에너지가 요구되는 것을 보여 주었다. 굴곡 계면의 형상과 응집 법칙을 변화시켜 파괴 인성을 크게 향상시킬 수 있으며 균열 진전 거동을 변화시킬 수 있게 된다.
Abstract
In this study, finite element analyses of crack propagation along a sinusoidal interface are performed by using cohesive elements. BK law is used for cohesive zone to consider mixed mode traction-separation relation at the crack tip on a sinusoidal interface of a double cantilever beam specimen. The shape of a sinusoidal interface crack and the cohesive strength and the cohesive energies in mixed mode cohesive laws are varied in numerical experiments, and load-displacement curves at the ends of a double cantilever beam specimen are obtained to investigate the crack propagation behavior along a sinusoidal interface.
참고문헌 (13)
- Alfano, M., "Study on the Role of Laser Surface Irradiation on Damage and Decohesion of Al", epoxy Joints, 2012, pp.39, 33~41
- Ballaribi, R., "The Effects of Crack Surface Friction and Roughness on Crack Tip Stress Fields", Int. J. Fracture, 34(3), pp.195~207 (1987)[DOI]
- Benzeggagh, M.L., "Measurement of Mixed-mode Delamination Fracture Toughness of Unidirectional Glass", Epoxy Composites with Mixed-Mode Bending Apparatus, 1996, pp.56(4), 439~449
- Carlson, B.E., "Mode I Fracture Along Adhesively Bonded Sinusoidal Interfaces", Int. J. Solids Struct., 83, pp.45~64 (2016)[DOI]
- Chan, E.P., "Surface Wrinkles for Smart Adhesion, Adv. Mater", Adv. Mater., 20, pp.711~716 (2008)[DOI]
- Cordisco, F.A., "Toughness of a Patterned Interface between Two Elastically Dissimilar Solids", Eng. Fracture Mech., 96, pp.192~208 (2012)[DOI]
- Cordisco, F.A., "On the Mechanics of Sinusoidal Interfaces between Dissimilar Elastic-Plastic Solids Subject to Dominant Mode I", Eng. Fracture Mech., 131, pp.38~57 (2014)[DOI]
- Dugdale, D.S., "Yielding of Stress Sheets Containing Slits, J. Mech. Phys", J. Mech. Phys. Solids, 8, pp.100~104 (1960)[DOI]
- Harper, P.W., "A Study on the Influence of Cohesive Zone Interface Element Strength Parameters on Mixed Mode Behaviour", Composites Part A: Appl. Sci. Manufacture., 43(4), pp.722~734 (2012)[DOI]
- Kim, W.S., "Evaluation of Mechanical Interlock Effect on Adhesion Strength of Polymer-Metal Interfaces using Micro-Patterned Surface Topography", Int. J. Adhesion & Adhesives, 30, pp.408~417 (2010)[DOI]
- Oh, T.S., "Ceramic", metal Interfacial Crack Growth: Toughening by Controlled Microcracks and Interfacial Geometries, 1988, pp.36, 2083~2093
- 서형석, "응집 요소를 사용한 균열 진전 유한요소 해석에서 응집 법칙의 영향에 대한 연구", 대한기계학회논문집 A, 38(4), pp.401~407 (2014), 대한기계학회
- Zavattieri, P.D., "Determination of the Effective Mode-I toughness of a Sinusoidal Interface between Two Elastic Solids", Int. J. Fracture, 145(3), pp.167~180 (2007)[DOI]