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경사진 균열을 가진 직사각형 시편의 균열진전 거동 연구
우경식 ( Kyeong Sik Woo ),김영아 ( Young Ah Kim ),왕위 ( Wei Wang ) 충북대학교 건설기술연구소 2012 建設技術論文集 Vol.31 No.1
본 논문에서는 경사진 균열을 가진 사각형 인장시험 시편형상에 대해 반복계산에 의한 가상균열진전법과 CZM (Cohesive Zone Modeling) 방법을 사용하여 균열전파거동을 연구하였다. 사각형 시편형상은 2차원 평면요소를 사용* 하여 이산화 하였으며 경사진 균열을 외연적으로 나타내도록 모델링 하였다. 가상균열진전해석에서는 반복적으로 선형탄성파괴역학적 방법으로 균열전파 방향을 계산한 후 작은 크기의 斗상균열 크기만큼 균열크기를 증가시키도록 하였고, CZM 방법에서는 균열이 전파될 것으로 예측되는 지역에 위치한 모든 요소들 사이에 코히시브 요소를 삽입한 후 해석을 수행하여 해석형상의 응력상태에 따라서 균열의 전파경로가 결정되도록 하였다. 코히시브 트랙션-분리 관계식의 초기강성 및 요소의 형상 둥이 균열전파가 거동 에 미치는 영향을 체계적으로 조사하였다. In this paper, the crack propagation behavior of rectangular tensile specimen with slanted center crack was studied by an iterative virtual crack propagation method (IVCP) and cohesive zone modeling (CZM), The rectangular specimen configuration was discretized using 2-dimensional plane elements with the slanted center crack modeled explicitly. In the IVCP method, first the crack propagation direction was calculated by LEFM based methods and then a small sized virtual crack was extended successively. In the CZM method, the cohesive elements were inserted between the sides of every bulk element in the region where the crack was thought to propagate. The effect of the initial stiffness of the traction-separation relation and element shapes on the crack propagation behavior was systematically investigated.
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문형일(Hyung-il Moon),김헌영(Heon Young Kim),김민건(Min Gun Kim),김호(Ho Kim) 대한기계학회 2012 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2012 No.5-2
일반적인 고무 부품의 해석적 피로 수명 예측은 다양한 피로시험 결과를 바탕으로 정의되는 피로수명식이 사용된다. 그러나, 이와 같은 방식은 피로 시험에 사용되는 비용적, 시간적인 문제로 인해 설계과정에서 매우 제한적으로 사용된다. 더욱이, 고무재료의 비규격화 및 임의적인 특성변화가 피로시험 결과의 데이터베이스화를 어렵게 만든다. 본 논문에서는 찢김에너지를 이용한 또다른 피로수명 예측 방식을 제안하였다. 자동차용 방진고무들에 대한 동적, 정적 찢김시험 및 복잡한 형상을 갖는 고무 부품의 찢김에너지를 계산하기 위하여 가상 결함을 고려한 유한요소 정식화를 수행하였다. 제안된 방법을 사용하여, 자동차용 모터 마운트의 피로 수명을 예측해 보았고, 실제 수명과 예측된 수명을 비교하여 신뢰성을 검증해 보았다. A commonly analytical estimation of fatigue life on rubber components is using fatigue life equation based on various fatigue test results. However, such method has very restricted applicability in actual designing processes because performing fatigue tests requires a lot of time and money. In addition, non-standard rubber materials and their randomness make it hard to make databases. In this paper, the other fatigue life estimation method using tearing energy was suggested. We performed static and dynamic tearing test about automotive vibration rubber materials and a finite element formulation using a virtual crack to calculate the tearing energy of rubber components whit complicated shapes. To using the suggested method, fatigue life of an automotive motor mount has been estimated and verified the reliability of this method by using comparison between the estimated values ad the actual fatigue life.
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문형일(Hyung-il Moon),김헌영(Heon Young Kim),김민건(Min Gun Kim),김호(Ho Kim) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.12
일반적인 고무 부품의 해석적 피로 수명 예측은 다양한 피로시험 결과를 바탕으로 정의되는 피로 수명식이 사용된다. 그러나, 이와 같은 방식은 피로 시험에 사용되는 비용적, 시간적인 문제로 인해 설계과정에서 매우 제한적으로 사용된다. 더욱이, 고무재료의 비규격화 및 임의적인 특성변화가 피로시험 결과의 데이터베이스화를 어렵게 만든다. 본 논문에서는 찢김에너지를 이용한 또다른 피로수명 예측 방식을 제안하였다. 자동차용 방진고무들에 대한 동적, 정적 찢김시험 및 복잡한 형상을 갖는 고무 부품의 찢김에너지를 계산하기 위하여 가상 결함을 고려한 유한요소 정식화를 수행하였다. 제안된 방법을 사용하여, 자동차용 모터 마운트의 피로 수명을 예측해 보았고, 실제 수명과 예측된 수명을 비교하여신뢰성을 검증해 보았다. A commonly analytical estimation of fatigue life on rubber components is using fatigue life equation based on various fatigue test results. However, such method has very restricted applicability in actual designing processes because performing fatigue tests requires a lot of time and money. In addition, non-standard rubber materials and their randomness make it hard to make databases. In this paper, the other fatigue life estimation method using tearing energy was suggested. We performed static and dynamic tearing test about automotive vibration rubber materials and a finite element formulation using a virtual crack to calculate the tearing energy of rubber components with complicated shapes. To using the suggested method, fatigue life of an automotive motor mount has been estimated and verified the reliability of this method by using comparison between the estimated values and the actual fatigue life.
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