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### 강체와 접합된 고무의 균열에 대한 유한요소해석 Finite Element Analysis for Cracks in Rubber Bonded to a Rigid Material

김창식    (한국타이어   ); 임세영    (한국과학기술원  );
• #### 초록

혼합 유한 요소 기법을 이용하여 STEEL과 같은 강체와 접합된 RUBBER에서의 계면 균열을 해석한다. 먼저 비압축성 물질의 유한 요서 해석을 위해 혼합 유한요소(Mixed Finite Element) 정식화를 한다. 이때 RUBER를 Mooney-Rivlin Material로 가정한다. 다음으로 대변형에 있어서 J-적분이 포텐셜 에너지 방출률로서의 의미를 갖는가를 확인하고 유한 요소 해석 결과를 검증한 후 여러 균열 길이에 대해서 에너지 방출률을 계산하고 균열 성장 안정성을 검토한다.

Cracks in rubber bonded to a rigid material such as steel are analyzed with the aid of a mixed finite element technique. Firstly the weak form is derived for finite element analysis of an incompressible material, and the Mooney-Rivlin form is assumed for the constitutive modeling of rubber. The numerical results from finite element analysis is examined to confirm the accuracy and convergence of solution by way of comparison to other numerical results. The interpretation of the J-integral for large elastic deformation as the energy release rate is confirmed, and the J-integral is calculated for varing crack length. The crack growth stability is discussed using the result of finite element analysis.

• #### 참고문헌 (11)

1. Application of Conservation Integrals to Interfacial Crack Problems , J.H.Park & Y.Y.Earmme , Mech. Mat'l / v.5,pp.261-276,
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3. J.tinsley Oden & Graham F. Carey , Finite Elements : Special Problems in Solid Mechanics / v.V,pp.,
4. A Finite Element Code Developed by Hibbitt / v.,pp.,
5. On a Class of Conservation Lasws in Linearized and Finite Elastostatics , J.K.Knowles & E.Sternberg , Archive for Rational Mechanics and Analysis / v.44,pp.187-211,
6. The Solution of Nonlinear Finite Element Equations , H.Matthies & G.Strang , Inter national Journal for Numerical Methods in Engineering / v.14,pp.1613-1626,
7. A Path Independent Integral and the Approximate Analysis of Strain Concentration by Notches and Cracks , J.R.Rice , ASME Trans, J. Appl. Mech / v.35,pp.379-386,
8. Conservation Laws in Finite Elasticety , R.T.Shield , Finite Elasticity-AMD / v.27,pp.,
9. D. R. J. Owen & A. J. Fawkes , Engineering Fracture Mechanics : Numerical Methods and Applications / v.,pp.,
10. Thomas J. R. Hughes , The Finite Element Mechod : Linear Static and Dynamic Finite Element Analysis / v.,pp.,
11. Finite Element Analysis in Design with Rubber , David W. Nicholson & Norman W. Nelson , Rubber Chemistry and technology / v.63,pp.368-406,

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