• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.14 no.3
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• pp.357-364
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• 2002

The resistance curves (R-curves) for 381 m crack extension of CLWL-DCB specimens had been determined. The average velocities of the crack extension measured with strain gages were 0.70 and 55 ㎜/sec. The measured rotation angle of the notch faces showed the existence of the singularity at least before 171 and 93 mm crack extensions for the 0.70 and 55 ㎜/sec crack velocities, respectively. The maximum slopes of the R-curves occurred between 25 and 89 ㎜ crack extensions for 0.70 ㎜/sec crack velocity and between 51 and 127 ㎜ crack extensions for 55 ㎜/sec crack velocity During the maximum slopes of the R-curves, the micro-crack localization can be expected, and faster crack velocity may form longer micro-cracking and micro-crack localizing zones. The fracture resistance of 0.70 ㎜/sec crack velocity reached a roughly constant maximum value of 143 N/m at 152 ㎜ crack extension, while that of 55 ㎜/sec crack velocity increased continuously to 245 N/m at 254 ㎜ crack extension and then decreased to the value of 0.70 ㎜/sec crack velocity. The R-curve of 55 ㎜/sec crack velocity was similar to that of the small size three-point bend test, and it showed that small size specimen or fast crack velocity could cause more brittle behavior.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.42.1-42.1
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• 2009

오스테나이트 스테인리스강은 우수한 내식성 및 기계적 특성으로 인해 구조용 재료로 널리 사용되고 있다. 표준원전 경수로의 경우 가압기 밀림관소재로 Nb 안정화 오스테나이트 스테인리스강인 type 347 스테인리스강이 사용되고 있다. 그러나 원전배관에서는 운전중 배관내 온도편차에 의한 열응역과 하중변화에 의한 기계적하중에 의해 피로손상을 받는다. 일반적으로 범용 오스테나이트 스테인리스강(AISI 304, 316)의 피로균열 성장거동에 대한 연구결과는 국내외적으로 다수 축적되어 있으나 type 347 탄소, 질소 함량에 따른 기계적 특성 및 피로균열성장 연구는 매우 미비하다. 따라서 본 연구에서는 탄소와 질소의 함량에 따른 기계적거동을 평가하고, 이에 따른 피로균열전파속도를 관찰하여 스테인리스강의 정확한 피로균열전파속도 곡선을 제시하고자 한다. 실험에 사용된 시편은 두께 5mm, 폭 25.4mm CT시편을 사용하였으며, 1mm의 예비균열을 주었다. 그리고 실험온도는 상온과 원전가동온도인 $316^{\circ}C$에서 실시하였으며, 주파수는 10Hz를 주었다. 실험결과 각 함량에 따른 type 347의 미세조직 관찰결과 기지내에 압연방향을 따라 조대한 석출물의 흐름이 관찰되었으며, 크기나 분포가 큰 차이를 보였다. C+N 함량이 낮은 시편은 주로 $0.1\;{\mu}m$ 이하의 미세한 입자들이 오스테나이트 기지조직의 입내와 입계에 고르게 분포되어 있었다. 그러나 C+N 함량이 높은 시편의 경우에는 $0.1\;{\mu}m$ 이하의 미세한 입자들과 함께 국부적으로 $1\sim10\;{\mu}m$의 조대한 입자들이 분포하고 있는 것이 관찰되었다. 그리고 질소의 함량이 높아짐에 따라 인장강도는 증가하였으며, 피로시험결과 고온에서 실험한 피로균열성장률 곡선이 상온보다 높게 나타남을 확인할 수 있었다. 그리고 질소가 적게 첨가되고 탄소의 함량이 많을수록 피로균열성장률은 ASME 곡선보다 낮게 나타났다.

• 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/.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.5
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• pp.928-937
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• 1989

Applicability of $T_{\delta}$ proposed by Shin et al as an instability parameter for ductile material is investigated, Both general fracture test and instability fracture test are performed using compact tension specimens of structural alloy steel(SCM4), The values of ( $T_{\delta}$)$_{app}$(applied tearing modules) estimated from the real load vs. crack growth curve measured from experiments are compared with those estimated from the limit load vs. crack growth curve. The results are:(1) the $T_{\delta}$ parameter may be used as a crack instability parameter:(2) the use of ( $T_{\delta}$)$_{app}$ estimated from the load-crack growth curve, proposed in this study is reasonably justified.ified.d.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.383-390
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• 1998

0.93m/sec의 평균속도는 변위제어 삼점휨 실험된 콘크리트 보의 하중-변위 측정결과를 선형탄성파괴역학모델과 가상균열모델에 기초한 유한요소법으로 분석하였다. 두 모델 모두 실험결과와 잘 일치하며, 균열성장길이가 약 60∼70㎜가 될 때까지 안전된 균열성장을 보이다 불안정한 균열성장에 의해 파손되었다. 선형탄성파괴역학모델에 의한 수치해석 결과 에너지해방률은 균열성장길이에 비례해서 증가하였으며, 최대값(202N/m)에 이르게 되면 일정한 값을 유지하였다. 가상균열모델에 기초한 수치해석결과 이 연구에 사용된 하중속도와 시험편의 크기에 대해 70㎜의 완전한 파괴진행대가 평성되었으며, 이는 기존의 정적 실험결과에 대한 수치해석 결과보다 상당히 작은 값이었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.3
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• pp.497-505
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• 1992

본 연구에서는 최근에 개발된 직물 탄소섬유강화 복합재료의 파괴인성치를 정 량적으로 결정하고 파괴거동을 조사하고자 한다. 본 연구의 목적은 이 재료에 선형 탄성파괴역학의 적용여부를 알아보고, R곡선을 이용하여 균열의 생성점 및 불안정 파 괴점의 파괴인성치를 정확히 구하며, 주사형 전자현미경을 통해 파단면 및 균열 성장 시점을 관찰하여 파괴거동을 조사하는데 있다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.4D
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• pp.387-393
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• 2010

This paper studies static crack growth of asphalt pavement using the extended finite element method (XFEM). To consider nonlinear characteristics of asphalt concrete, a viscoelastic constitutive equation using the Maxwell chain is used. And a linear cohesive crack model is used to regularize the crack. Instead of constructing the viscoelastic constitutive law from the Prony approximation of compliance and retardation time measured experimentally, we use a smooth log-power function which optimally fits experimental data and is infinitely differentiable. The partial moduli of the Maxwell chain from the log-power function make analysis easy because they change more smoothly in a more stable way than the ordinary method such as the least square method. Using the developed method, we can simulates the static crack growth test results satisfactorily.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2000.11a
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• pp.251-256
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• 2000

이방성 재료에서 균열의 성장을 예측하는 것은 실제 구조물의 안전성을 정확하게 해석하기 위한 중요한 문제이다. 이방성 재료 내에서의 균열의 거동은 등방성 재료의 경우와는 다르기 때문에 이방성 재료 내의 균열 해석 문제가 중요한 관심을 끌게 되었다. 비등방성 재료에 대한 지금까지의 연구는 대부분 직선균열의 해석, 직선균열의 초기 전파 각도에 대한 해석에 대하여 이루어져 왔고 곡선 균열에 대한 연구［1-4］는 많이 이루어지지 않았다.(중략)

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.9 no.2
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• pp.112-122
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• 1995

In this work, prediction of fatigue life and fatigue crack growth are studied. 4th order polynominal function is presented to describe the crack growth behaviors from artifical pit of SM45C steel. Crack growth curves obtained from 4th order polyminal growth equations are in good agreement with experimental data The crack growth behaviors at arbitrary stress levels and investigated by the concept of elastic-plastic fracture mechanics using ${\Delta}J$. Fatigue life prediction are carried out by numerical integral method. Prediction lives obtained by proposed method in this study, is in good agreement with the experimental ones. Life prediction results calculated by using of ${\Delta}J$ better than those of ${\Delta}K$.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.35.2-35.2
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• 2009

최근 전세계적으로 저탄소, 녹색성장으로 인하여 원자력발전이 주목받고 있다. 또한 에너지의 고효율로 인한 발전소의 설비가 대형화가 됨에 따라 발전소의 수명평가와 건전성평가가 중요해지고 있다. 일반적으로 구조물 내에 존재하는 균열의 크기와 형상을 파악하여 피로균열전파속도를 평가함으로써 건전성평가를 확인하고 있다. 그리고 고온, 고압에서의 피로균열전파속도는직류전위차 (Direct Current Potential Drop : DCPD)법을 사용하고 있다. DCPD법은 균열의 정밀한 측정방법으로써 측정시 오차가 발생하기 때문에 ASTM에서 제시된 incremental polynomial 법을 권고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 피로균열전파전파속도의통계적처리를 통해서 합리적인 곡선을 구하여 건전성평가에 활용하고자 한다. 실험에 사용된 시편은 두께 5mm, 폭 25.4mm CT시편을 사용하였으며, 1mm의 예비균열을 주었다. 그리고 실험온도는 상온에서 실시 하였으며, 주파수는 10Hz를 주었다. 그리고 DCPD 측정을 위해 5A의 전류를 주었으며, 이때 측정된 전압값을 ASTM에 제시된 관계식에넣어 균열길이로 환산하였으며, 데이터처리는 ASTM에 제시된 incremental polynomial법을 기본적으로 사용하였다. 또한 ASTM에 제시된 2n+1을 이용하여 데이터의 수 n을 1~7 까지 변화를 주어 3~15 point 까지 데이터를 처리하여곡선을 제시하였다. 분석결과 $R^2$값이 1을 기준으로 했을 때 3~7 point 까지는큰 차이를 보이지 않았지만 9-point 이후부터는 $R^2$ 감소함을 알 수 있었다. 또한 적용된 데이터의수에 따라 피로군열전파속도 곡선에서 측정된 Paris law의 n값과 C 값은 큰차이를 보이지 않았다.