다절점 유한요소를 이용한 불균질 재료의 다중스케일 균열진전 해석 = Multiscale simulation of crack propagation in inhomogeneous media using variable-node elements

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공동이나 개재물과 같은 마이크로 구조를 포함하는 불균질 재료에 대한 균열진전을 효율적으로 해석하기 위하여 이동최소제곱 기반 다절점 유한요소를 이용하였다. 전체 자유도를 감소시키기 위해 균열선단과 상대적으로 멀리 떨어진 부분은 균질화 기법을 적용하여 등가물성을 구하고, 성긴 균질화 요소망으로 구성하여 해석하였다. 반면에 균열선단과 상대적으로 가까운 부분은 마이크로 구조의 미시적인 특성을 반영하기 위하여 조밀한 요소망으로 구성하였다. 여기에 이동최소제곱 기반 다절점 유한요소를 이용하여 성긴 균질화 요소와 조밀한 요소 사이의 절점연결 조건을 만족시킴으로써, 분해능이 서로 다른 두 스케일의 요소망을 결합한 다중스케일 해석이 가능하도록 하였다. 또한 균열의 진전에 따른 균열선단 주변의 요소는 균열선단에서의 응력 특이성을 보다 정확하게 표현하기 위하여, 중앙 절점을 균열선단으로부터 요소 길이의 1/4에 해당하는 지점으로 이동시킨 이차 특이요소를 사용하였다. 본 연구를 통하여 준정적 상태의 불균질 재료에 대하여 균열의 진전 경로를 효율적이고 정확하게 예측할 수 있는 기법을 제시하였다. 이러한 기법은 마이크로 구조가 균열진전에 미치는 영향을 파악하는 데에 효과적으로 사용될 수 있다.
Advisors
Im, Se-youngresearcher임세영researcher
Description
한국과학기술원 : 기계공학전공,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2008
Identifier
296084/325007  / 020063260
Language
kor
Description

학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공, 2008.2, [ vii, 83 p. ]

Keywords

crack propagation; multiscale analysis; variable-node element; homogenization; 균열진전; 다중스케일 해석; 다절점 요소; 균질화; crack propagation; multiscale analysis; variable-node element; homogenization; 균열진전; 다중스케일 해석; 다절점 요소; 균질화

URI
http://hdl.handle.net/10203/45604
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=296084&flag=dissertation
Appears in Collection
ME-Theses_Master(석사논문)
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