• 콘크리트학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.52-59
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• 2003

동적 하중이 작용하는 콘크리트 CLWL-DCB 시험편에 대해 변위제어 파괴실험이 실시되었다. 381mm의 균열성장 동안 측정된 균열속도는 0.80mm/sec ~ 215m/sec이었다. 측정된 하중과 하중점-변위로부터 외부일 및 운동에너지와 변형에너지가 유도되었고, 에너지 균형에 필요한 파괴에너지가 각 균열속도의 균열성장에 대해 계산되었다. 실험의 결과에 요구되는 파괴에너지의 회귀식으로부터 연속적으로 성장하는 균열의 파괴저항이 계산되었다. 실험에 요구되는 파괴에너지에 대한 최대 표준오차는 3.2% 이하였다. 균열속도에 관계없이 약 28mm의 초기 균열성장 또는 미소균열의 성장에 대한 파괴저항의 증가율은 상대적으로 작았으며, 이후의 균열성장 또는 미소균열의 국부화에 대해 파괴저항의 기울기는 급격히 증가하여 균열속도에 따라 90∼145mm의 균열성장에서 최대 파괴저항이 되었다. 평균 185mm의 균열성장 동안 최대 파괴저항을 유지한 후 파괴저항은 균열속도가 빠를수록 급속히 감소하였다. 최대 파괴저항은 균열속도가 0.273m/sec보다 빠른 경우에 균열속도의 대수 값에 비례하여 142N/m에서 217N/m까지 증가하며, 균열속도가 빠를수록 관성력이 포함되지 않은 평균 파괴에너지율 215N/m와 유사한 값을 보였다. 콘크리트의 균열성장에 대한 파괴저항을 측정하기 위해서는 균열속도에 따라 최소한 90∼145mm의 안정 균열성장이 필요하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.802-810
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• 2003

이 논문에서는 균열성장에 따른 파괴기준의 변화를 고려할 수 있는 수정 특이-파괴진행대 이론이 제안되었다. 제안된 파괴이론의 파괴특성은 균열의 성장기준이 되는 미소균열단에서 에너지해방률과 미소균열단 뒤에 형성되는 파괴진행대에서 균열면 응력-변위 관계이다. 제안된 파괴이론에 의한 파괴에너지는 기존의 콘크리트 파괴실험 결과로부터 평가된 파괴에너지를 충분히 만족할 수 있었다. 실험자료의 분석결과는 파괴진행대에서 균열면 응력-변위 관계는 시험편의 기하학적 특성에 큰 영형을 받지 않으나, 에너지해방률의 파괴기준은 시험편의 기하학적 특성과 하중조건뿐만 아니라 균열성장길이에 영향을 받는 것을 보여준다. 25mm의 균열성장까지 일정한 값을 유지하던 에너지해방률은 균열성장에 대해 선형으로 최대 값까지 증가하였다. 충분한 크기의 시험편에서 최대 에너지해방률은 최대하중에서 발생되었으며, 최대하중 이후의 균열성장에 대해 이 값을 유지하였다. 균열성장에 따른 파괴기준의 변화는 미소균열의 성장과 국부화에 의한 것으로 판단된다. 에너지해방률에 의한 파괴기준의 평가는 콘크리트 파괴거동의 크기효과를 단순화하며, 미소균열의 성장과 국부화에 대한 정량화에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 기계저널
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• 제30권2호
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• pp.98-106
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• 1990

파괴역학은 균열을 다루는 학문이기 때문에 관심의 대상이 항상 균열이다. 따라서 재료내에 균열 이 내재하고 있거나 또는 발생할 가능성이 있어야만 이 학문을 이용 할 수 있다. 그런데 지구상 의 모든 재료는 다행인지 불행인지는 모르데 항상 균열을 내포하고 있다. 그 균열은 초기에는 미소균열이겠지만 사용 중에 언젠가는 거시균열로 성장한다. 거시균열로 성장한 균열을 파괴역 학에서 취급한다. 왜냐하면 최종적인 파괴는 항상 거시적인 균열로부터 일어나기 때문이다. 본 글에서는 파괴역학 분야 중에서 선형 탄성학에 근거한 선형 탄성 파괴역학의 기본 개념과 이 분야에서 취급되는 기본 매개변수에 대하여 간단히 소개하고자 한다.

• 한국해양공학회지
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• 제3권2호
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• pp.87-100
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• 1989

해양구조물의 원통형 조인트에 대한 파괴역학적 피로수명 산출방법이 개발되었다. 개발된 방법을 이용해서 2평면 K형 조인트에 대한 피로수명을 구체적인 파괴역학적 방법으로 산출 하였다. 이 분석을 위해 용접부위 표면균열의 응력확대 계수를 3차원 유한요소법에 의해 계산하였다. 계산된 결과에 의하면 용접부위 표면균열 첨단은 단순한 Mode I형태를 보이지 않고 Mode I, II, III이 복합된 형태임이 입증되었다. 계산된 응력확대 계수를 사용해서 16개의 용접부위균열 성장형태를 일반적인 피로균열 성장법칙을 적용해서 계산하였고, 균열성장의 안정분석을 통해 각 균열의 최종 파괴상태를 파괴해석도면(failure assessment diagram)법을 이용해서 계산하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.511-520
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• 2004

이 연구에서는 기존의 콘크리트 실험에서 평가된 파괴에너지를 수정 특이-파괴진행대 이론에 대해 해석하였다. 수정 특이-파괴진행대 이론은 균열성장에 대한 에너지해방률과 균열면의 파괴진행에 대한 균열면응력-균열폭 관계의 두 파괴특성을 필요로 한다. 해석결과 균열면응력-균열폭 관계는 시험편의 형상과 균열속도에 민감하지 않았다. 파괴진행대에서 파괴에너지율은 파괴진행대가 완전히 형성될 때까지 균열성장길이에 선형으로 증가하였으며, 이후에는 파괴에너지밀도로 일정한 값을 유지하였다. 변형에너지방출률은 시험편의 형상과 균열속도에 큰 변화를 보였으며, 균열속도에 대해서는 선형의 대수함수로 표현될 수 있다. 균열성장에 대한 변형에너지방출률의 변화는 다른 실험의 미세균열의 성장과 국부화 그리고 완전 파괴진행대의 형성에 대한 이론적인 근거를 보여준다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.689-697
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• 2002

콘크리트 삼점휨 시험편의 변위제어에 의한 동적 파괴실험으로 하중과 하중점-변위가 측정되었다. 변형률 게이지를 사용하여 균열의 성장길이가 측정되었으며, 균열이 성장되는 동안의 평균속도는 0.16 ~ 66 m/sec이었다. 균열성장에 대한 파괴에너지는 측정된 외부일에 대한 하중점-변위에 대한 운동에너지와 영구변형이 고려되지 않은 탄성에너지의 차이로부터 계산되었다. 모든 균열속도에 대해 23mm의 균열성장 동안 미소균열이 성장되며, 51 mm의 최대 탄성0에너지까지 안정 균열성장과 이후의 불안정 균열성장을 보였다. 균열속도가 66msec인 경우를 제외하고 80mm의 균열성장에서 균열성장의 구속이 관측되었다. 균열속도에 대한 파괴에너지와 파괴에너지율의 분석은 13mm/sec보다 느린 경우에 정적 거동을 그리고 1.9m/sec보다 빠른 속도에서 동적 거동을 보였다. 동적 실험에서 측정된 하중과 하중점-변위 관계의 큰 차이에도 불구하고 관성력과 균열성장길이 그리고 탄성에너지의 차이로 불안정 균열성장 이전의 균열속도에 대한 파괴저항은 균열속도에 영향을 받지 않았다. 안정 균열성장 동안의 최대 파괴저항은 최대하중 이후 최대 탄성에너지에서 발생되며, 동적 실험이 정적 실험보다 147% 큰 값이었다.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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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.

• 비파괴검사학회지
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• 제18권4호
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• pp.278-291
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• 1998

연속섬유강화 복합재료의 경우 보강섬유의 파괴, 모재의 파괴, 섬유와 모재의 분리, 층간파괴 등의 복합적인 파괴현상이 동반되고 특히 균열성장과 균열성장 정지가 균열가교 현상 때문에 반복되므로 안정성장과 불안정성장이 불규칙하게 반복된다. 따라서 주균열 성장의 개시점과 불안정 파괴점에서의 파괴인성치를 정확하게 결정한다는 것은 매우 어려운 것이다. 본 연구에서는 CFRP에 대하여 파괴인성 실험과 병행하여 실시간으로 결함을 검출하는 새로운 방법인 AE분석법 및 비디오 마이크로 스코프를 이용하여 파괴과정을 기록하여 검토, 분석함으로서 손상의 정도와 파괴기구를 규명하였을 뿐만 아니라 주균열 성장의 개시점, 균열가교 역할을 하는 섬유다발의 파단점, 균열의 불안정 파괴 개시점을 찾아 이를 기초로 균열진전 저항곡선에 의한 파괴인성치를 평가하여 신뢰성 있는 파괴인성 측정법을 제시하였다.

• 터널과지하공간
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• 제7권2호
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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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.357-364
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• 2002

CLWL-DCB 시험편에 대한 변위제어 파괴실험으로 381mm의 균열성장에 대한 저항곡선이 유도되었다. 변형률 게이지를 사용하여 측정된 평균 균열성장속도는 0.70 mm/sec와 55mm/sec이었다. 초기균열에서 측정된 회전각도는 0.70 mm/sec와 55mm/sec의 균열속도에 대해 각각 최소한 171mm와 93mm의 균열성장 이전에 특이성이 존재하는 것을 보여주었다. 저항곡선의 최대 기울기는 0.70mm/sec 균열속도에 대해 25.4mm와 88.9mm 그리고 55mm/sec 균열속도에 대해 50.8 mm와 127mm의 균열성장길이 사이에서 발생되며, 미소균열 국부화에 의한 것으로 판단된다. 빠른 균열속도에서 미소균열성장 구역은 보다 길게 형성되며, 미소균열의 국부화 동안에도 큰 균열성장을 보였다. 0.70mm/sec 균열속도의 파괴저항은 152.4mm의 균열성장 이후에 평균 파괴에너지율의 약 70%인 143N/m의 비교적 일정한 값을 유지하였다. 55mm/sec 균열속도는 254mm 균열성장에서 최대 파괴저항 245N/m까지 증가한 후 파괴저항의 감소되어 불안정 균열성장이 발생될 수 있음을 보여준다. 55mm/sec 균열속도의 저항곡선은 TPB 실험과 유사하여, 시험편의 크기가 작거나 균열의 속도가 빠른 경우에 취성거동을 할 수 있는 것을 보여준다.