• Journal of the KSME
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• v.37 no.10
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• pp.41-46
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• 1997

철강구조물 부재 내에 노치나 균열이 존재할 수 있고, 외부의 피로하중에 의하여 취약부에서 발생한 균열이 진전하여 전구조물의 최종파손을 야기시킬 수 있다. 부재를 보다 안전하게 사용하고 또한 신뢰성을 확보하기 위해서는 이미 손상된 부재에서 균열의 진전상태를 계측할 수 있는 방법이 확립되어져야 하고, 파괴역학적 파라미터를 이용한 사용재의 균열진전거동특성이 평가되어야 한다. 균열길이의 측정방법은 지금까지 많은 연구자들에 의하여 개발되어져 왔는데 크게 광학현미경을 이용하여 육안으로 직접 균열길이를 측정하는 방법과 컴플라이언스, 초음파, AE 또는 전기적 신호를 통하여 얻어진 결괄부터 균열길이로 환산하는 간접적인 방법으로 대별된다. 대부분의 균열길이의 측정방법은 많은 수작업이 요구되고, 특히 하한계응력확대계수영역의 미세한 균열진전량을 측정하기에는 어려움이 따르고 있다. 이에 대하여 전도체 시험편에 일정전류를 흐르게 하고 균열길이의 증가에 따라 변화하는 전위차로 이를 균열길이로 평가하는 전기적인 측정방법이 있다. 이 방법은 실험장치가 비교적 간단하고 미세한 균열길이의 측정이 용이하여 균열길이의 직접적인 측정이 곤란한 고온역 그리고 충격하중하에서의 균열길이 측정에 이용이 확대되고 있다. 이 글에서는 여러 균열길이 측정방법의 장.단점에 대하여 고찰하고, 그 중 많은 장점을 갖고 있는 직류전위차법의 실험방법을 소개한다.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.27 no.1
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• pp.38-47
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• 2007

The initiation of fatigue cracks in a simulated aircraft structure with a series of rivet holes was detected by acoustic emission(AE), then the crack length was determined by surface acoustic wave(SAW) technique. With the initiation and growth of fatigue cracks, AE events increased intermittently to form a stepwise incremental curve of cumulative AE events whereas the crack length increased more or less monotonically. With the SAW technique employed, the crack sizing for 13 different cracks including some short cracks was performed. With the reference to the measurement by traveling microscope, cracks in the range of $1{\sim}8mm$ long were reliably sized by the SAW technique. Although it was impossible to size the short fatigue cracks in the range shorter than 1 mm, the SAW technique still appeared practically useful for a range of crack lengths often found in aircraft structures.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.6
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• pp.1115-1120
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• 1992

The apparent negative crack growth phenomenon which usually arises in partial unloading compliance test is well known. The reason for apparent negative crack growth is the compressive residual stress caused by the plastic zone around the crack tip. The phenomenon as a possible source of error in determining $J_{JC}$ or J-R curve from partial unloading compliance experiments may be eliminated by the correction of compliance. A compliance correction equation is derived from a stress field analysis near the crack tip.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2004.05a
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• pp.263-266
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• 2004

본 논문에서는 터널 구조물에서 발생하는 균열의 인식과 이에 대한 정보를 획득하기 위한 방법에 대한 연구를 수행하였다. 터널 구조물에서 발생하는 균열의 경우, 건설 분야의 특수성 때문에 기존의 경계점 인식(edge detection) 알고리즘을 적용하는 경우 정밀도 저하의 문제가 발생한다. 이러한 문제점을 해결하고 더불어 정밀도를 향상시킬 수 있는 방법으로 영상에서 균열을 인식하는 균열 인식 단계와 인식된 균열의 길이, 두께 등을 측정하는 균열 정보 획득 단계로 구분하였다. 균열 인식 단계에서는 균열의 시작점과 끝점을 기준으로 휴리스틱(Heuristic) 알고리즘을 사용하여 픽셀 값의 분포에 따라 균열의 중심선을 계산하여 균열을 인식한다. 균열 정보 획득 단계에서는 균열 인식 단계에서 얻은 정보를 통해 균열의 길이, 진행 방향 정보, 그리고 균열의 두께를 계산한다. 균열의 길이 및 진행 방향 정보는 균열 인식 단계에서 얻어진 정보를 통하여 계산하며, 균열 두께 측정은 각 픽셀의 누적 값을 이용하여 계산하는 원형 검출기(Daugman 알고리즘)를 변형하여 사용하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.7 no.2
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• pp.143-149
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• 1997

암석의 파괴인성계수(fracture toughness)는 균열의 성장에 대한 암석의 저항을 나타낸다. 실험실에서 측정한 파괴인성계수는 일반적인 암석의 불균질성이나 이방성 외에도 시험편의 형상이나 하중조건에 의하여 크게 영향을 받는다. 따라서, 제한된 수의 시험편을 사용하여 측정된 파괴인성계수는 자료의 분산이 심하므로 실제 적용에 있어서 문제가 된다. 균열감응도란 파괴인성계수의 측정에 사용되는 시험편의 형상에 따라 결정되는 지수로서, 시험편의 파괴가 균열의 성장에 의한 것인지, 혹은 인장강도에 의한 것인지를 판별하는 기준이 된다. 이러한 균열감응도를 파악하여 암석의 파괴인성계수 측정에 유효한 시험편의 크기나 초기균열 길이의 범위를 설정할 수 있다. 이는 또한 실험실에서 측정된 차괴인성계수의 유효성 여부를 판별하는 기준으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 암석의 파괴인성계수의 측정에 흔히 사용되는 몇 가지 형태의 시험편들에 대하여 균열감응도를 계산하고 이에 따른 초기균열 길이의 범위를 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1997.05b
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• pp.153-158
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• 1997

Zr-2.5%Nb 합금에서 응력방향에 따른 DHC특성의 차이를 알아보고자 하였다. 판상의 CT시편을 이용하여 수소를 200 ppm 주입하고 응력을 압력관의 길이 방향으로 가하고 notch를 윈주방향으로 한 경우와 원주방향으로 응력을 가하고 notch를 길이 방향으로 한 경우의 균열전파속도를 측정하여 본 결과 길이 방향으로 응력을 가하였을 때 균열전파속도가 1/100 정도 감소하였으며, 균열발생을 위한 임계응력확대계수도 커짐을 알 수 있었다. 그리고 균열전파 방향도 원주방향으로 응력을 가하였을 때는 균열이 precrack을 따라 그대로 진행되었으나, 응력을 길이 방향으로 가하였을 때는 precrack을 따라 균열이 전파되지 못하고 균열분리 현상을 보였다 이것은 원래 모재가 보유하고 있는 집합조직과, 응력에의하여 수소화물이 재배열할 때 기존의 a상에서의 특정 방향 관계를 유지하여 석출함으로써 균열이 수소화물을 따라 전파됨이 원인인 것으로 생각된다. 응력을 원주방향으로 가하였을 때 균열주위에 수소화물이 길게 석출하지만, 응력을 길이 방향으로 기하였을 때는 수소화물이 20$\mu\textrm{m}$ 정도의 작은 크기로 분리된 균열과 같은 방향으로 분포하고 있음을 관찰하였다. 이로부터 집합조직을 개량함으로써 DHC저항성에 대한 효과를 얻을 수 있음을 확인 할 수 있었고 DHCV model에서 방향성을 수소화물의 재배열인자로부터 고려할 필요성이 있음을 알게 되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.9
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• pp.1627-1631
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• 1992

It often occurs in J-R testing that some initial crack extension (.DELTA.a) data points have anomalous negative values. The reason for the apparent negative crack growth is due to the analysis method. The phenomenon as a possible source of error in determining $J_{IC}$ or J-R curve from partial unloading compliance experiments may be eliminated by the compliance correction equation or the offset technique. In this study, the correction methods are suggested and examined by the measurement of the actual crack length and $J_{JC}$ analysis.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2006.05a
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• pp.346-351
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• 2006

본 논문은 콘크리트 표면 균열 영상에서 균열의 특징을 추출하기 위해, 영상 처리 기법을 적용하여 균열의 특징(길이, 폭, 방향)을 자동으로 추출 및 처리 할 수 있는 기법을 제안한다. 본 논문에서 적용된 영상 처리 기법으로는 균열 영상의 빛을 보정하기 위하여 모폴로지 기법인 채움(Closing)기법을 적용한다. 균열의 경계를 명확히 추출하기 위하여 고주파 강화 필터링을 적용한 후, 8가지 색상(검정, 빨강, 파랑, 초록, 노랑, 자주, 주황, 하늘)으로 명암 값을 분류하고 그 중 빈도수가 가장 높은 색상을 가진 명암 값을 제거한 후에 추출한 영상을 이진화한다. 이진화된 영상에서 콘크리트 표면 균열의 실거리 측정을 위한 임의의 선을 제거하기 위하여 위치 히스토그램을 적용하여 임의의 선을 제거한다. 임의의 선이 제거된 균열 영상에서 $5\times5$ 마스크를 적용하여 균열을 확대시키고, 3차례에 걸쳐 잡음 제거연산을 수행하여 균열의 후보 영역을 선택한 후, 후보 영역으로부터 특정 균열들을 추출한다. 추출된 특정 균열을 모폴로지 기법인 제거(Opening) 연산을 수행하여 균열의 특징이 일정하게 유지되게 하고 미세하게 끊어진 부분을 보정하여 균열의 특징(길이, 방향, 폭)을 측정한다. 실제 콘크리트 표면 균열영상을 대상으로 실험한 결과, 특정 균열이 효율적으로 추출되었고, 특정 균열의 길이, 방향, 폭의 등이 정확히 추출 및 계산되었다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.14 no.6
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• pp.805-812
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• 2002

The number of old concrete structure which needs to be strengthened has been increased. The repair and strengthening methods have to be determined based on the current status of the structure. Consequently the estimation method for the damage status of the structure has been desperately needed, but no studies have been tried to use the crack and deflection characteristics to estimate the damage status. In this study, the crack characteristics depending on load level were measured and analysed. The crack characteristics observed from 11 samples were compared with damage status, and load level, The crack characteristics examined in this study include crack number, crack length, crack range, crack interval, maximum crack length, crack area, and average crack length. The deflections were normalized based on yield deflection, and the relationship between the relative deflection and the standardized crack characteristics were compared. Among the crack characteristics, crack interval, crack area, crack range, and maximum crack length, have been showed a close relationship to the relative deflection. Therefore, if such crack characteristics are evaluated, the maximum load applied to the structure is believed to be estimated. if additional parameters such as size of specimen, strength of concrete and steel, and steel ratio are studied, the damage status of structure can be estimated more accurately.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.13 no.6
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• pp.568-574
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• 2001

From measured responses of concrete three-point bend tests, the average values of the responses have been calculated. The fracture behavior of continuously propagating concrete crack has been analyzed from the average responses. The experimental parameters of this study were the initial notch sizes of 25.4㎜ and 6.4 ㎜ and the processing times of 2,000 sec. and 20 sec . The different notch sizes were used for the effects of the size of fracture process zone and specimen geometry, and the processing times for those of initial creep. However the load-point displacement rate in this study did not affect the experimental responses seriously. The average loads were calculated from the average external work of a series of tests, and average crack lengths were determined by using strain gages. Before the peak load, the resistance curve could be determined from the size of fracture process zone, but unstable crack propagation of 88㎜ occurred at the load-point displacement of 0.088∼0.154㎜ after the peak load. The average fracture energy density G$\_$F/$\^$ave/ = 115 N/m occurred during the unstable crack propagation. The fracture process zones were fully developed at the crack length of 111㎜, and the sizes of fracture process zone for initial notches of 25.4㎜ and 6.4㎜ were 86㎜ and 105㎜, respectively. Average fracture energy densities of the resistance curves after full development of fracture process zone were 229 N/m for the initial notch of 25.4㎜ and 284 N/m for 6.4㎜. The values were more than twice of G$\_$F/$\^$ave/.