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NTIS 바로가기한국전산구조공학회논문집 = Journal of the computational structural engineering institute of Korea, v.32 no.1, 2019년, pp.37 - 44
A bond-based peridynamic model has been reported dynamic fracture characteristic of brittle materials through a simple constitutive model. In the model, each bond is assumed to be a simple spring operating independently. As a result, this simple bond interaction modeling restricts the material behav...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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페리다이나믹 모델이란? | 페리다이나믹 모델(peridynamics)은 유한요소법 등과 달리 응력 함수의 미분을 대신하여 유한한 범위(horizon) 내에 분포된 절점 간에 상호 작용력들을 적분하여 운동방정식을 구성하는 연속체 기반의 비국부(nonlocal) 해석법으로서 재료의 균열과 같은 불연속적인 거동을 효과적으로 해석할 수 있다 (Silling, 2000). 초기 모델인 결합 기반 페리다이나믹 모델 (bond-based peridynamics)은 pair-wise 분자동역학 모델과 유사하게 각 결합 간 미소포텐셜(micropotential) 함수를 정의하여 비교적 간단한 모델링으로 다양한 취성 재료 및 복합 적층 재료 등의 복잡한 동적 파괴 특성을 엄밀하게 모사할 수있었다(Ha and Cho, 2011; Ha and Bobaru, 2011; Hu et al. | |
결합 기반 페리다이나믹 모델은 탄성 재료에서 어떠한 문제점이 발생하였는가? | 그러나 결합 기반 페리다이나믹 모델은 비국부 영역 내에서 각각의 결합들의 상호 관계를 일반적으로 사용되는 구성 모델 (constitutive model)을 사용하지 않기 때문에 다양한 재료 모델 구성이 어렵다. 특히 탄성 재료에서 포아송 비(poisson’s ratio)가 1/4(3차원)로 고정되고, 전단 변형을 구성 모델 상에서 표현하지 못하는 문제가 있었다. 이를 보완하기 위해 연속체 기반 구성모델을 적용하여 다양한 모델을 구성하고 해석할 수 있는 상태 기반 페리다이나믹 모델(state-based peridynamics)이 개발되었다(Silling et al. | |
취성(brittle) 재료의 특징은 무엇인가? | 유리와 세라믹과 같은 취성(brittle) 재료는 탄성 거동이 지배적이며, 재료가 파단되기 전까지 항복 현상이 거의 발생하지 않는다. 반면에 강철과 같은 연성(ductile) 재료는 일정 이상의 힘을 받으면 취성 재료와 달리 균열이나 파괴 없이 큰 변형으로 하중에 의한 많은 에너지를 흡수할 수 있다. |
Bobaru, Florin, Ha, Youn, Hu, Wenke. Damage progression from impact in layered glass modeled with peridynamics. Central European journal of engineering, vol.2, no.4, 551-561.
Ha, Youn Doh, Bobaru, Florin. Studies of dynamic crack propagation and crack branching with peridynamics. International journal of fracture, vol.162, no.1, 229-244.
Ha, Y.D., Bobaru, F.. Characteristics of dynamic brittle fracture captured with peridynamics. Engineering fracture mechanics, vol.78, no.6, 1156-1168.
Hu, W., Wang, Y., Yu, J., Yen, C.F., Bobaru, F.. Impact damage on a thin glass plate with a thin polycarbonate backing. International journal of impact engineering, vol.62, 152-165.
Madenci, E., Oterkus, S.. Ordinary state-based peridynamics for plastic deformation according to von Mises yield criteria with isotropic hardening. Journal of the mechanics and physics of solids, vol.86, 192-219.
Silling, S.A.. Reformulation of elasticity theory for discontinuities and long-range forces. Journal of the mechanics and physics of solids, vol.48, no.1, 175-209.
Silling, S.A., Askari, E.. A meshfree method based on the peridynamic model of solid mechanics. Computers & structures, vol.83, no.17, 1526-1535.
Silling, S. A., Epton, M., Weckner, O., Xu, J., Askari, E.. Peridynamic States and Constitutive Modeling. Journal of elasticity. : the physical and mathematical science of solids, vol.88, no.2, 151-184.
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오픈액세스 학술지에 출판된 논문
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