Plane strain crack growth under small scale yielding conditions in elasto-perfectly plastic and linear hardening material respectively is investigated by finite element method.
Taking CTOA (crack tip opening angle) as a fracture parameter, its validity is examined by defining CTOA with different characteristic length, and J-Δa curve is obtained. The results show that the stress and crack opening displacement appeared to be in good agreement with those predicted by Rice. Also, fracture stress concept is investigated. The results suggest that in order to apply the concept of "fracture stress" to ductile material, the characteristic distance over which the fracture stress exceeds a critical value in order to propagate the crack should change as a function of K, contrary to the constant characteristic length (approximately equal to 1-2 grain diameter) as proposed by Ritchie et al for brittle material.
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.
