• 제목/요약/키워드: 균열선단 개구변위

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동적하중(動的荷重)을 받는 콘크리트의 구열(龜裂)성장 (Propagation of Crack in Concrete Subjected to Dynamic Loading)

  • 강성후;김우
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.135-145
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    • 1988
  • 본(本) 연구(硏究)는 재료(材料)의 배합(配合)이 단순한 mortar를 제작 그 균열발생을 관찰, 측정하여 정적하중(靜的荷重)에 의한 균열 및 일정진폭을 갖는 동적하중(動的荷重)에 의한 균열성장영역 예측을 시도한 것이다. 사용시편은 mortar의 배합비(配合比)와 물-시멘트비(比)를 달리하여 ASTM E 561-80에서 제안한 CLWL-DCB(crack-line-loaded-double-cantilever-beam)의 제1방법인 벽개형(劈開型)모드(opening mode)에 의거 균열성장거동을 측정하였다. 본(本) 실험(實驗)에서는 X-Y recorder에 나타난 하중(荷重)(P)-균열개구변위($2V_1$), 균열개구변위($2V_1$)-균열선단개구변위($2V_2$)의 diagram을 해석하여 정적하중(靜的荷重)에 의한 균열선단의 비선형적인 미소균열을 포함하는 유효균열길이(effective crack length; $a_e$)와 균열선단의 미소균열을 제외한 물리적균열길이(physical crack length; $a_m$) 및 replica 필름으로 구한 균열길이(replica crack length; $a_t$)의 상관관계와 일정진폭을 갖는 반복하중에 의한 $a_e$, $a_m$, $a_t$를 구하여 정적하중(靜的荷重)에 의한 균열특성과 동적하중(動的荷重)에 의한 균열특성을 조사한 것이다.

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피로균열성장의 유한요소 시뮬레이션: Paris 법칙의 지수 m의 결정 (Finite Element Simulation of Fatigue Crack Growth: Determination of Exponent m in Paris Law)

  • 주석재;유총호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권7호
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    • pp.713-721
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    • 2012
  • 피로균열성장을 유한요소 시뮬레이션하였다. 인장시험으로 얻는 기계적 성질만을 사용하여 피로균열성장거동을 예측하려고 하였다. 유한요소해석 결과 균열선단 부근 절점의 변위의 변화를 살펴 임계균열개구변위를 결정하였다. 균열선단 절점을 분리하여 균열성장을 시뮬레이션하였다. Paris 법칙의 지수를 결정하여 이미 발표된 값과 비교하였다. 균열닫힘을 고려한 유효 응력확대계수에 관하여 그렸을 때 더 일관성이 있는 결과를 얻었다.

균열선단 변위측정위치에 따른 STS 316L의 구속효과 A2 거동 (Experimental Behaviors of the Constraint Effects A2 Depending on Displacement at Various Measuring Positions near Crack Front for STS 316L CT Specimen)

  • 한민수;장석기
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권4호
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    • pp.533-538
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    • 2009
  • The magnitude of constraint effect $A_2$ values on the non-linear elastic plastic fracture toughness was experimentally estimated by using displacement at various measuring positions near crack tip. Constraint effect $A_2$ value was dependent on specimen configuration and on the measured displacement near crack front. The crack tip opening displacement in the vicinity of the crack tip front should be estimated within plastic region when appropriately constraint effect was calculated. It was found that the magnitude of constrain effect |$A_2$| is below 8.0 at the crack tip. But an appropriate location to measure the effective constraint effects $A_2$ at the critical value of J that crack initiation is characterizable by is r = 2mm and ${\theta}=90^{\circ}$ away from original crack tip, and the constraint effect |$A_2$| estimated is 5.3.

J적분에 의한 SB41강의 피로균열 진전 특성 평가 (Description of crack growth behavior of SB41 steel in terms of J integral)

  • 배원호;김상태;이택순
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1568-1575
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    • 1990
  • 본 연구에서는 중앙균열을 가진 SB41강의 평판이 하중제어와 변형률제어 피로 상태에서 소규모 항복, 대규모 항복, 또는 전면 항복의 각 응력에서 피로균열 진전 속 도와 J적분 범위, .DELTA.J와의 관계를 조사하는 한편, 피로균열 진전 속도를 지배하는 국 소적 역학 인자인 균열선단 개구변위, COD와 균열 진전 속도와 관계 및 그 특성을 고 찰하였다.

STS 316L의 재결정 열처리법을 이용한 구속효과 평가 (Evaluation of the Plastic Region Using Recrystallization Heat Treatment for Constraint Effect with STS 316L)

  • 한민수;장석기
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제33권4호
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    • pp.539-544
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    • 2009
  • The constraint effect $A_2$ has to be evaluated within plastic region near crack tip front using opening displacement. Plastic boundary and stress or strain conditions in the vicinity of the crack tip using recrystallization heat treatment was represented. It was found that the plastic deformation boundary by recrystallization heat treatment method was the true strain of ${\epsilon}t$ = 0.05mm/mm. With the estimation of constraint effects $A_2$, the region of proper displacement measurement point near crack tip was between 0mm and 1mm distance toward direction of crack propagation, and was between 1mm to 3mm distance toward direction of load line.

J-적분과 균열선단개구변위에 관한 구속계수 m의 평가 (An Estimation of Constraint Factor on the ${\delta}_t$ Relationship)

  • 장석기
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제24권6호
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    • pp.24-33
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    • 2000
  • This paper investigates the relationship between J-integral and crack tip opening displacement, ${\delta}_t$ using Gordens results of numerical analysis. Estimation were carried out for several strength levels such as ultimate, flow, yield, ultimate-flow, flow-yield stress to determine the influence of strain hardening and the ratio of crack length to width on the $J-{\delta}_t$ relationship. It was found that for SE(B) specimens, the $J-{\delta}_t$ relationship can be applied to relate J to ${\delta}_t$ as follows $J=m_j{\times}{\sigma}_i{\times}{\delta}_t$ where $m_j=1.27773+0.8307({\alpha}/W)$, ${\sigma}_i:{\sigma}_U$, ${\sigma}_{U-F}={\frac{1}{2}} ({\sigma}_U+{\sigma}_F$), ${\sigma}_F$, ${\sigma}_F}$ $Y=({\sigma}_F+{\sigma}_Y)$, ${\sigma}_Y$

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Clwl-Dcb식편을 이용한 콘크리트의 개구형 파괴 (MODEL I FRACTURE IN CONCRETE USING CRACK LINE WEDGE LOADED DOUBLE CANTILEVER BEAM)

  • 송정근
    • 콘크리트학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.101-112
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    • 1989
  • 콘크리트에 선형파괴역할의 적용가능성을 연구한 많은 논문이 발표되었다. 본 논문에서는 CLWL-DCB식편을 이용한 콘크리트의 개구형파괴를 연구하였다. 표면구열길이는 리프리카를 사용하여 직접적인 방법으로 측정하였고, 이 결과은 실험에서 얻은 측정가중과 구열개구변위의 관계곡선을 이용하여 분석하였다. 감계응력강도계수와 감계구열선단위는 Two Parameter 모델을 사용하여 유효구열선단에서 구하였다. LEFM 구열단면과 실험으로 구한 구열단면으로부터 폐쇄압력을 얻기 위하여 중첩법을 적용하여 5종의 균열모델을 평가하였다.

균열선단 근방 변위측정 위치에 따른 구속효과 $A_{2}$ (Experimental Constraint Effect $A_{2}$, Values depending on Displacement according to measuring Positions near Crack Front.)

  • 한민수;장석기;이돈출;김성종
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.25-30
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    • 2004
  • The magnitude of constraint effect $A_{2}$ values were experimentally estimated using displacement according to measuring positions on the non-linear elastic plastic fracture toughness estimate. For 25.4 mm thickness SS400 steel CT specimen, constraint effect $A_{2}$ values we re dependent on specimen configuration and on measured displacement near crack front. Commonly, Estimating constraint effect $A_{2}$ measuring position for displacement should be existed inside plastic region. Therefore, the ${\delta}_{5}$ method was not reliable for evaluation of constraint effect $A_{2}$ values because measuring position for displacement is in elastic region at crack growth initiation in this paper.

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점탄성 원통의 모드 I 균열 해석 (Numerical Analysis of Viscoelastic Cylinders with Mode I Cracks)

  • 심우진;오근
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.259-269
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    • 2006
  • 원환균열과 원주균열을 지닌 축대칭 선형 점탄성 중실축과 중공축이 외력을 받을 때 파괴역학 변수로서 응력확대계수, 에너지방출률 그리고 균열개구변위의 수치해를 유한요소해법을 이용하여 구한다. 균열선단에서는 응력의 특이성을 지닌 1/4절점 삼각형 특이요소가 사용된다. 또한 수치해를 비교 검증하기 위해 탄성-점탄성 상응원리를 이용하여 선형파괴역학의 탄성해들로부터 점탄성 이론해가 유도 제시된다. 해석에 사용되는 점탄성 물성은 체적변형은 탄성적이고 전단변형은 표준선형고체처럼 거동한다고 가정한다. 제시된 수치해법과 이론해는 축대칭 점탄성 거동 연구에 중요한 자료가 된다.

음향방출과 초음파 C-scan을 이용한 AISI 4130 균열재의 파괴거동 연구 (Fracture Behavior of Pre-cracked AISI 4130 Specimens by Means of Acoustic Emission and Ultrasonic C-scan Measurements)

  • 옹장우;문순일;정현조
    • 비파괴검사학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.7-13
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    • 1993
  • AISI 4130 금속재를 사용한 균열 컴팩터 인장시편의 파괴거동이 음향방출(AE) 및 초음파 C-scan을 이용하여 조사되었다. 모든 시편들을 특정 수준의 하중까지 증가시키면서, 크랙 개구변위 (COD)와 더불어 여러가지의 음향방출 인자들을 얻었다. 크랙 선단의 크랙 개구변위와 손상(소성)역을 계산하기 위하여 탄소성 유한요소 해석이 수행되었다. 펄스-반사, 침수형으로한 초음파 C-scan은 손상역 크기와 상사시키기 위하여 행해졌다. 유한요소 해석 결과와 측정된 크랙개구변위는 만족할 정도로 일치하였다. 음향방출 결과에서, 시험시편들은 연성거동을 나타내었다. 총 사상수대 크랙 개구변위의 기울기는 크랙 개시점을 결정하는 데에 유용하였다. 예비 시험적인 C-scan 화상은 손상역의 초음파 진폭변화를 보여주었고, 손상역의 형상 및 크기가 유한요소 결과와 정성적으로 부합되었다. 손상역 크기에 관한 추가적인 연구가 요약되었다.

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