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[국내논문] 평면변형률상태에서의 von Mises 항복기준의 특성에 관한 이론적 연구
Analytical Study on Characteristics of von Mises Yield Criterion under Plane Strain Condition 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.16 no.9, 2015년, pp.6391 - 6396  

이승현 (선문대학교 건축사회환경학부) ,  김병일 (명지대학교 토목환경공학과)

초록
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2차원 응력조건에 대한 von Mises 항복기준의 특징을 살펴보기 위해 탄성변형률이 0이 되는 평면변형률 조건과 소성변형률증분이 0이 되는 평면변형률 조건을 고려해 보았다. 탄성변형률이 0인 평면변형률조건을 통해 얻은 항복함수와 평면응력조건에서의 항복함수는 기하학적으로 타원을 나타내는데 두 경우에 대한 기하하적 비교를 타원의 장, 단축의 길이비와 이심률의 비로 나타낼 때 단축비는 같았으나 장축비 및 이심률의 비는 포아송비의 함수로 표현되었다. 탄성변형률이 0인 평면변형률조건을 통해 얻은 von Mises 항복기준에 대하여 탄성거동을 보이는 영역은 포아송비가 커짐에 따라 넓어짐을 알 수 있었다. 소성변형률증분이 0인 평면변형률조건을 통해 관련유동법칙을 써서 항복함수를 구하였는데 기하하적으로 볼 때 평면응력조건에서의 항복함수가 타원임과는 달리 직선을 나타내었으며 평면응력조건일 때보다 탄성거동영역이 컸다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In order to investigate characteristics of the von Mises yield criterion under 2 dimensional stress condition, two cases of plane strain were studied. One of which was for zero elastic strain and the other was for zero plastic strain increment. Yield functions for the plane strain condition for zero...

주제어

#von Mises yield criterion   #Plane strain   #Zero elatic strain   #Zero plastic strain increment  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 파괴이론의 목적은 일축시험(uniaxial tests)으로부터 구한 강도값을 실제적 구조물에 작용하게 되는 다축응력상태 (multi-axial states of stress)로 연장하는 것이라 할 수있는데 그 이유는 현실적으로 재료에 작용하는 모든 응력상태를 조합한 상태에서의 강도를 구하기 어렵기 때문 이다. 본 연구에서는 2차원 응력상태에 대한 von Mises 항복함수를 유도해보았는데 평면변형률 조건에 대한 항복함수를 유도하고 이를 널리 알려진 평면응력조건에 대한 항복함수와 비교해 보았다.

가설 설정

  • 그러나 대부분의 재료는 이론강도의 수백분의 1 또는 수천분의 1에 해당하는 응력 하에서 파괴된다. 연성재료에 있어서의 항복은 원자의 분리에 의해 생기는 것이 아니라 원자 간의 미끄러짐에 의해 생긴다. 따라서 연성재료에 있어서는 최대 전단응력에 의해 재료의 항복이 발생한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
공학재료의 파괴는 어떻게 나눌 수 있는가? 공학재료의 파괴는 크게 연성파괴와 취성파괴로 나눌수 있다. 대부분의 금속은 연성을 띄게 되며 항복에 의해 파괴된다.
연성재료에 있어서는 최대 전단응력에 의해 재료의 항복이 발생하는 이유는? 그러나 대부분의 재료는 이론강도의 수백분의 1 또는 수천분의 1에 해당하는 응력 하에서 파괴된다. 연성재료에 있어서의 항복은 원자의 분리에 의해 생기는 것이 아니라 원자 간의 미끄러짐에 의해 생긴다. 따라서 연성재료에 있어서는 최대 전단응력에 의해 재료의 항복이 발생한다.
세라믹과 몇몇 중합체의 특징은? 대부분의 금속은 연성을 띄게 되며 항복에 의해 파괴된다. 세라믹과 몇몇 중합체는 취성을 띄고 응력이 특정한 최대값을 초과하는 경우 파괴가 발생하게 된다. 이때 응력-변형률 거동은 파괴에 이르기까지 선형을 띄게 되며 갑작스런 파괴가 발생한다.
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참고문헌 (5)

  1. T. L. Anderson, Fracture Mechanics - Fundamentals and Applications, Third Edition, CRC Press, Boca Raton, FL, 2006. 

  2. A. C. Ugural and S. K. Fenster, Advanced strength and applied elasticity, Elsevier Science Publishing Co., Inc., pp.52-57, 1987. 

  3. C. S. Desai and H. J. Siriwardane, Constitutive laws for engineering materials, Prentice-Hall, Inc., pp.36-38, 1984. 

  4. R. von Mises, Mechanik der festen Korper im plastisch deformablen Zustand. Gottin. Nachr. Math. Phys., vol. 1, pp.582-592, 1913. 

  5. J. Lubliner, Plasticity Theory, Courier Dover Publications, 2008. 

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