J 적분 수치계산법에 의한 응력확대계수 결정

초록/해제: 요약 :응력확대계수는 J적분에 의해서도 계산할 수 있음이 잘 알려져 있다. 이 방법의 장점은 이론적 정식화에서 알 수 있듯이 균열 선단을 포함하는 영역의 정보가 배제됨에도 불구하고 응력확대계수를 간접적으로 계산할 수 있다는 점이다. 따라서 균열 선단 주위의 모델링 상세 여부에 영향을 덜 받을 수도 있다는 관점에서 연구의 관심을 끈다. 본 연구에서는 균열특이요소를 채용한 경계요소법을 기반으로 균열특이요소에서 직접적으로 얻어지는 응력확대계수를 계산하고 아울러 비교를 위해서 J 적분법에 의해 간접적으로 응력확대계수를 계산 비교하였다. 특이균열요소의 길이(L) 대비 균열 크기의 반(a) 즉 (L/a)를 파라메터로 하여 0.05에서 0.9까지의 수치 연구를 수행하였다. 연구 결과 균열 크기에 비해 대단히 작은 균열특이요소를 사용한 직접적인 계산법에서 큰 오차를 보여주는 (L/a)?0.1인 영역에서도 J 적분법이 상대적으로 괄목할만한 적은 오차를 보여주었다. 0.1?(L/a)?0.9 영역에서도 J 적분법은 바람직스러운 정밀도와 더불어 파라메터 (L/a)의 값에 별 영향 없이 균일한 오차를 보여주었다.