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문제 정의
- XFEM 적용 시 균열 발생 여부는 개별 유한 요소에서의 응력 또는 변형률 값을 기반으로 하여 판별을 하게 되므로 균열 진전 해석 시 유한 요소의 크기와 요소의 배치 형태에 따라서 해석 결과가 달라질 가능성에 대해서도 확인을 하여 보았다. 이를 위하여 Fig.
- 파괴역학에서 제공하는 기본 파괴 모드의 형상을 reference 모델로 하여 수치해석을 수행하였다. 본론에서는 수치해석 결과 비교에 앞서 확장유한요소법에 대한 간단한 정리로 확장유한요소법의 기본적인 메카니즘을 소개하고 수치해석 결과를 분석할 수 있도록 기술하였다.
가설 설정
- 균열이 발생한 영역을 표현하기 위한 변위장은 불연속 점프가 일어나는 요소에서의 확장변위와 균열 선단을 포함하는 요소에서의 확장변위를 포함하여 다음과 같은 형태를 가정한다.
- 이 기준은 균열이 처음에 발생된 방향으로 진전된다고 가정한다. Fig.
- 최대 에너지 방출 속도 기준은 균열이 초기에 Gk를 최대화하는 방향으로 진전한다고 가정한다.
- 해석 모델 상에 초기 균열은 존재하지 않는다고 가정하였으며 해석 편의 상 해석 모델 전체를 균열 진전이 가능한 영역으로 지정하였다.
- 해석 모델은 앞서 Fig. 5, 6의 인장 시편을 변형하여 수평 으로 2개의 구멍이 있는 것으로 가정하였으며 Fig. 12에 그 형상을 나타내었다. 시편 형상 외 다른 조건들은 모두 이전과 동일하게 설정을 하였으며 균열 발생 가능 영역은 전과 동일하게 전체 영역을 설정하였다.
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