• Title/Summary/Keyword: 국부손상

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Convergence of Nonlocal Integral Operator in Peridynamics (비국부 적분 연산기로 표현되는 페리다이나믹 방정식의 수렴성)

  • Jo, Gwanghyun;Ha, Youn Doh
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.34 no.3
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    • pp.151-157
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    • 2021
  • This paper is devoted to a convergence study of the nonlocal integral operator in peridynamics. The implicit formulation can be an efficient approach to obtain the static/quasi-static solution of crack propagation problems. Implicit methods require constly large-matrix operations. Therefore, convergence is important for improving computational efficiency. When the radial influence function is utilized in the nonlocal integral equation, the fractional Laplacian integral equation is obtained. It has been mathematically proved that the condition number of the system matrix is affected by the order of the radial influence function and nonlocal horizon size. We formulate the static crack problem with peridynamics and utilize Newton-Raphson methods with a preconditioned conjugate gradient scheme to solve this nonlinear stationary system. The convergence behavior and the computational time for solving the implicit algebraic system have been studied with respect to the order of the radial influence function and nonlocal horizon size.

Damage Monitoring of PSC Girder Bridges based on Acceleration -Impedance Signals under Uncertain Temperature Conditions (불확실한 온도 조건하의 PSC 거더 교량의 가속도-임피던스기반 손상 모니터링)

  • Hong, Dong-Soo;Kim, Jeong-Tae
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.24 no.1
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    • pp.107-117
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    • 2011
  • In this study, the effect of temperature-induced uncertainty to damage monitoring using acceleration-impedance response features is analyzed for presterssed concrete(PSC) girder bridges. Firstly, a damage monitoring algorithm using global and local vibration features is designed. As global and local features, acceleration and electro-mechanical impedance features are selected respectively. Secondly, the temperature effect on the acceleration and impedance features for a lab-scaled PSC girder is experimentally analyzed. From the experimental results, compensation models for temperature-acceleration features and temperature-impedance features are estimated. Finally, the feasibility of the acceleration-impedance-based damage monitoring technique using the compensation model is evaluated in the PSC girder for which a set of prestress-loss and flexural stiffness loss cases were dynamically tested.

Evaluating Local Damages and Blast Resistance of RC Slabs Subjected to Contact Detonation (접촉 폭발 하중을 받는 RC 슬래브의 국부 손상 및 내폭 성능 평가)

  • Li, Ling;Lee, Jin Young;Min, Kyung Hwan;Yoon, Young Soo
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.17 no.1
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    • pp.37-45
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    • 2013
  • In this study, the resistance of various reinforced concrete (RC) slabs subjected to contact detonation was assessed. In order to enhance the blast resistance, fibers and external FRP sheets were reinforced to RC slabs. In the experiment, the $2,000{\times}1,000{\times}100mm$ sized RC slabs were fabricated using normal concrete (NC), steel fiber reinforced concrete (SFRC), polyvinyl alcohol fiber reinforced cementitious composite (PVA FRCC), and ultra-high performance cementitious composites (UHPCC). The damage levels of RC slabs subjected to contact detonation were evaluated by measuring the diameter and depth of crater, spall and breach. The experimental results were compared to the analyzed data using LS-DYNA program and three different prediction equations. The diameter and depth of crater, spall and breach were able to be predicted using LS-DYNA program approximately. The damage process of RC slabs under blast load was also well expressed. Three prediction equations suggested by other researchers had limitations to apply in terms of empirical approaches, therefore it needs further research to set more analytical considerations.

Development of Local Failure Criteria for Well Thinning Defect by Simulated Specimen Tests (모사시편 시험을 통한 감육결함 국부손상기준 개발)

  • Kim, Jin-Weon;Kim, Do-Hyung;Park, Chi-Yong;Lee, Sung-Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.31 no.3 s.258
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    • pp.304-312
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    • 2007
  • The objective of this study is to develop a local failure criterion for a wall thinning defect of piping components. For this purpose, a series of tensile tests was performed using several types of simulated specimens with different stress states, including smooth round bar, notched round bar (five different notch radii), and grooved plate (three different groove radii). In addition, finite element (FE) simulations were performed on the simulated specimen tests and the results were compared with the test results. From the comparisons, the equivalent stress and strain corresponding to maximum load and final failure of notched specimens were proposed as failure criteria under tensile load. The criteria were verified by employing them to the estimation of failure of grooved plate specimens that simulate the wall thinning defect. It showed that the proposed criteria accurately estimate the maximum load and final failure of grooved plate specimen tests.

Impact Behavior Analysis on Composite Laminate with Damages (손상이 있는 복합적층판의 충격거동 해석)

  • Kim, Sung-Joon;Hong, Chang-Ho
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.38 no.1
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    • pp.22-28
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    • 2010
  • To detect the damage in composite structure, nondestructive evaluation techniques are widely used. Tapping test is perhaps the most common technique used for the detection of damage in composite laminates. The method is accomplished by tapping the inspection area with light hammer-like device. The tapping test has the ability that indicates damages in a structure due to a localized change of stiffness. The change in vibration signature may be detected by measurement of the dynamic contact force during impact. In this study, it has been shown that the characteristics of impact force histories from a structure during tapping are changed by the presence of damage such as surface crack and delamination. And impact response analysis has been performed on composite rotor blade with crack to investigate the effect of damage.

Delamination Detection at a Bolt Hole Using a Built-in Piezoelectric Active Sensor Array (배열 압전 능동 센서를 이용한 볼트 구멍의 층간분리 탐지)

  • Park, Chan-Yik;Kim, Min-Sung
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.36 no.6
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    • pp.550-557
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    • 2008
  • Delamination damage at a bolt hole in a composite stiffened panel was detected using a built-in piezoelectric active sensor array. Various signal processing techniques were used to detect an invisible small scale delamination around a fastener hole due to localized transverse loading. A built-in piezoelectric sensor array was used to generate diagnostic signals and to measure response signals. Then, the response signals were processed to extract damage-sensitive features. Damage indexes were calculated to estimate the severity and location of the damage from the features.

Damage Estimation for Offshore Tubular Members Under Quasi-Static Loading (준정적하중(準靜的荷重)을 받는 해양구조물(海洋構造物)의 원통부재(圓筒部材)에 대한 손상예측(損傷豫測))

  • Paik, Jeom-K.;Shin, Byung-C.;Kim, Chang-Y.
    • Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.26 no.4
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    • pp.81-93
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    • 1989
  • The present study attempts to develop the theoretical model for the damage estimation of offshore tubular members which are subjected to the accidental impact loads due to collision, falling objects and so on. For the reasons of the simplicity of the problem being considered, however, this paper postulates that the accidental load can be approximated to be the quasi-static one, in which dynamic effects are negelcted. Based upon the theoretical and experimental results which are obtained from the present study as well as the existing literature, the load-displacement relations taking the interaction effect between the local denting and the global bending deformation into account are presented in the explicit form when the concentrated lateral load acts on the tubular member whose end condition is supposed to be rotation ally free and axially restrained, in which membrane forces develop. Thus, the practical estimation of damage deformation for the local denting and the global bending damage of tubular members against the accidental loads is possible and also the collision absorption capability of the member can be calculated by performing the integration of the area below the given load-displacement curves, provided that all the energy is dissipated to the deforming the member itself.

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부식이 강트러스 철도교의 응력특성에 미치는 영향

  • 채원규;경갑수;이명구;홍성욱
    • Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.351-358
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    • 2002
  • 현재 우리나라에서 공용중인 강철도교의 50% 이상이 공용기간 50년 이상 경과된 교량으로 구성되어 있는데, 이와 같이 공용기간이 오래된 강교량의 내구성에 영향을 미치는 주된 열화손상으로 피로와 부식이 보고되고 있다. 이 가운데 부식열화현상에 관한 조사에 의하면 부식손상의 대부분은 국부적인 것으로 분류할 수 있으나 부식면적이 대상부재의 25%를 넘는 경우도 부재의 특성에 따라서는 l∼6%에 이르는 것으로 보고되고 있다. 그러나 부식으로 인한 단면감소에 따른 응력 발생 특성에 대한 연구나 실교량에서의 각 부재별 부식손상 정도에 따른 실측자료의 축적이 미흡한 실정이어서 유지관리에서의 부식에 대한 정량적인 평가가 체계적으로 이루어지고 있지 않다.(중략)

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Temperature Compensation Using Principal Component Analysis for Impedance-based Structural Health Monitoring (주성분 분석을 이용한 임피던스 기반 구조물 건전성 모니터링의 온도보상기법)

  • Shim, Hyo-Jin;Min, Ji-Young;Yun, Chung-Bang
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.32-35
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    • 2011
  • 전기역학적 임피던스(electromechanical impedance)를 이용한 구조물 건전성 모니터링(structural health monitoring; SHM) 기술은 구조물의 주요 부재에 압전센서를 부착하여 이로부터 획득한 임피던스 신호의 변화를 관찰함으로써 구조물의 국부적 상태를 실시간으로 진단하는 것이다. 임피던스는 손상뿐만 아니라 외부 온도에도 민감하게 반응하기 때문에 구조물 진단 결과에 상당한 오차를 유발할 수 있으므로 이에 대한 보상을 수행해야 한다. 따라서 본 논문에서는 온도변화가 임피던스 기반 진단 결과에 미치는 영향을 PZT 센서를 사용하여 실험적으로 연구하였다. 리액턴스(reactance)의 주성분 분석(Principal Component Analysis; PCA)을 통해 도출된 첫번째 주성분과 저항(resistance)으로부터 계산된 손상지수 사이의 관계를 분석함으로써, 온도변화에 의해 구별되지 않았던 손상을 보다 확연하게 구별 할 수 있음을 확인하였다.

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A Study on the Corrosion Inhibitor Test Method in Acqueous Solutions (부식억제제의 부식억제능 측정법에 대한 연구)

  • 원덕수;김영근;이성민;고영태;박용수
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1999.05a
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    • pp.45-45
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    • 1999
  • 일반 구조용 탄소강은 수용액 중에 노출될 때 부식에 의한 손상을 받기 쉽다. 부식의 양지를 위한 방법으로 사용 매체 중에 부식억제제를 첨가하여 탄소강의 부식속도를 낮추는 방법은 흔히 사용되는 방법이다. 부식억제제는 부식억제의 원리에 따라 양극부식억제제, 음극부식억제제 그리 고 이들의 혼합부삭억 세제 둥 여러 종류가 목적에 따라 사용되고 있다. 일반적으로 부식억제제의 성능 평가에는 무게감량볍, 표면분석법, 분극거동측정, 부석전위, 선 형분극법에 의한 부식속도 측정 등 다양한 방법이 시도되고 있다. 이 중에서 전기화학적 평가볍 은 부삭억제제의 작용 기구 규명 등을 위하여 많이 사용되고 있다. 한편 제품의 개발 단계에서 실질적인 평가법으로 갈리 사용하고 있는 방법은 무게 감량법인데 이 방법은 전면부식에 의한 금 속 손실량을 측정하여 부식억제능을 측정하는 방법이다. 그러냐 실제로 부삭억제제가 사용되고 있는 환경에서의 부식양상을 판찰하여보면 전면부식에 의한 손상보다는 국부부식에 의한 손상이 보다 치명적언 경우를 종종 목격할 수 있다. 이러한 관점에서 가존의 무게감량법은 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 국부부식을 보다 효과적으로 평가하기 위해 새로운 시험법을 도 입 상용 부식억제제의 종류별로 비교하였다. 부식억제제로는 수용액 중의 부식억제제로 널리 사용되고 있는 Nalco 39L과 본 연구실에서 SK해미칼과 공동 개발한 GH-110 등에 대하여 MCA(Multiple Crevice Assembly)를 이용 틈부식 저항성을 평가하였다. 또한 박막화된 전기저항형 부석속도 측정 센서를 틈부식 형태의 부식측정 에 적용하는 연구를 행하였다. 시험에 사용한 재갚는 천연가스의 감압 온도보상용으로 운전하는 가스히터의 주 구성 재료인 저탄소강을 사용하였으며 열화된 부식억제제 용액으로 사용기간이 서로 다른 수용액들에 대하여 평가 방법을 적용하여 비교하였다 다양한 부식억 제 제 수용액을 비교한 결과 MCA(Multiple Crevice Assembly)를 이용한 틈부식 억제능 시험은 실제 현장 사험 결과와 어느 정도 일치하는 결과를 보였다. 새로운 틈부식 저항성 측정법으로 시도한 철박막을 이용 틈부식 측정법은 육안 검사를 실시하지 않고도 틈부식의 전행 여부를 확인할 수 있는 가능성을 확인하였다.

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