본 논문에서는 휜 광폭평판의 두께와 폭, 균열길이 그리고 가공경화지수의 변화가 휜 광폭평판의 균열부 구속상태에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위해 5가지의 휜 광폭평판 두께, 3가지의 균열길이, 3가지의 휜 광폭평판 폭 그리고 3가지의 가공경화지수를 고려한 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. Ramberg-Osgood 관계식을 만족하는 비선형 재료로 가정하였으며 균열부 구속상태를 정량화하기 위해서 Q-응력을 이용하였다. 3차원 유한요소해석 결과를 바탕으로 기하학적 형상 및 재료특성에 따른 휜 광폭평판의 Q-응력 변화를 평가하였다. 평가 결과 면외 구속조건에 의한 영향은 면내 구속조건과 밀접한 관계가 있었으며, 면외 구속조건이 면내 구속조건 보다 균열부 구속상태에 더 큰 영향을 미쳤다.
In the present paper, the effects of the thickness and width of a curved wide-plate, the crack length, and the strain hardening exponent on the crack-tip constraint of the curved wide-plate were investigated. To accomplish this, detailed three-dimensional elastic-plastic finite element (FE) analyses were performed considering various geometric and material variables. The material was characterized by the Ramberg-Osgood relationship, and the Q-stress was employed as a crack-tip constraint parameter. Based on the present FE results, the variations in the Q-stress of the curved wide-plate with the geometric variables and material properties were evaluated. This revealed that the effect of out-of-plane constraint conditions on the crack-tip constraint was closely related to the in-plane constraint conditions, and out-of-plane constraint conditions affected the crack-tip constraint more than in-plane constraint conditions.
