위상이동 광탄성법과 멱급수형 응력함수를 이용한 인장시편 중앙 균열선단 주위 응력장 해석 (Analysis of Stress Distribution around a Central Crack Tip in a Tensile Plate Using Phase-Shifting Photoelasticity and a Power Series Stress Function)

서지정보

· 발행기관 : 한국비파괴검사학회
· 수록지 정보 : 비파괴검사학회지 / 29권 / 1호 / 1 ~ 9페이지
· 저자명 : 백태현

초록

본 연구에서는 균열선단 주위의 응력장을 균열선단으로부터 멀리 떨어진 직선상에서 위상이동 광탄성법과 멱급수형 등각사상 맵핑함수를 이용하여 해석하였다. 해석된 광탄성 응력장을 실제의 광탄성프린지와 비교하였다. 정성적인 비교가 용이하도록 디지털 영상처리에 의해 등색프린지 패턴을 2배로 증식시키고, 증식된 프린지를 다시 세선 처리하여 서로 비교하였다. 정량적인 분석을 위하여 각각의 광탄성 측정 데이터와 계산된 프린지에 대한 퍼센트 오차와 멱급수형 응력함수의 항의 수에 따른 퍼센트 오차에 대한 표준편차를 비교하였다.  응력함수의 항의 수를 변화시켰을 때 표준편차를 계산하였다. 해석 결과 모드I 응력확대계수는 유한요소법과 경험식으로 계산한 값과 2% 이내로 근접하였다.

영어초록

This paper presents stress distribution around a central crack tip in a tensile plate using phase-shifting photoelasticity and a power series stress function. Isochromatic data along the straight lines far from the crack tip were obtained by phase shifting photoelasticity and were used as input data of the hybrid experimental analysis. By using the complex-type power series stress equations, the photoelastic stress distribution fields in the vicinity of the crack and the mode I stress intensity factor were obtained. With the help of image processing software, accuracy and reliability was enhanced by twice multiplying and sharpening the measured isochromatics. Actual and reconstructed fringes were compared qualitatively. For quantitative comparison, percentage errors and standard deviations of the percentage errors were calculated for all measured input data by varying the number of terms in the stress function. The experimental results agreed with those predicted by finite element analysis and empirical equation within 2 percent error.

참고자료

· 없음