• Title/Summary/Keyword: 균열양상

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Finite Element Method for Structural Concrete Based on the Compression Field Theory (압축응력장 이론을 적용한 콘크리트 유한요소법 개발)

  • 조순호
    • Computational Structural Engineering
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    • v.9 no.1
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    • pp.151-159
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    • 1996
  • A finite element formulation based on the CFT(Compression Field Theory) concept such as the effect of compression softening in cracked concrete, and macroscopic and rotating crack models etc. was presented for the nonlinear behaviour of structural concrete. In this category, tangential or secant material stiffnesses for cracked concrete were also defined and discussed in view of the iterative solution schemes for nonlinear equations. Considering the computational efficiency and the ability of modelling the post-ultimate behaviour as major concerns, the incremental displacement solution algorithm involving initial material stiffnesses and the relaxation procedure for fast convergence was adopted and formulated in a type of 8-noded quadrilateral isoparametric elements. The analysis program NASCOM(Nonlinear Analysis of structrual Concrete by FEM : Monotonic Loading) developed baed on the CFT constitutive relationships and the incremetal solution strategy described enables the predictions of strength and deformation capacities in a full range. crack patterns and their corresponding widths, and yield extents of reinforcement. As the verfication purpose of NASCOM, the prediction of Cervenka's panel test results including the load resistance and the deformation history was made. A limited number of predictions indicate a good correlation in a general sense.

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The study on the prediction of the remaining life at the fillet welded joint by using eletric potential method (전위차법에 의한 필렛용접부의 잔여수명 예측에 관한 연구)

  • Um, Tae-Hwan;Chang, Kyong-Ho;Lee, Jae-Sun;Lee, Jin-Hee;Kim, You-Chul
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.56-56
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    • 2010
  • 최근 강구조물의 건설이 지속적으로 증가되어 왔다. 또한 강구조물의 유지관리 및 안전성에 대한 관심이 급증하고 있다. 시설물의 안전성 확보는 대형사고의 사전 예방, 공용 중 갑작스런 가동 중지에 의하여 발생되는 비용증가를 사전에 차단 할 수 있다는 점에서 그 중요성은 매우 크다고 할 수 있다. 또한 각종 구조물은 열악한 사용조건, 고온, 고압, 고속, 대형화됨에 따라 일단 사고가 발생 했을 경우 대형사고의 위험이 예상되므로, 제작시 검사의 강화뿐만이 아니라 공용 중 구조물의 안전성을 진단 할 수 있는 모니터링 체계의 확립이 필요한 시점이다. 현재 국내에서 강구조물들의 균열 모니터링 시스템에 관한 연구는 매우 미흡한 실정이며, 현재 사용되고 있는 비파괴검사 방법은 UT와 RT등이다. 이러한 방법들은 많은 시간과 경비가 소요되며 또한 거대구조물 혹은 사람의 접근이 어려운 곳에는 적용하기가 힘들다. 또한 주기적인 검사 작업으로 인한 막대한 시간과 비용의 손실이 발생되고 있으며 초기 결함을 조기에 인지하지 못함으로써 적절한 보수 보강 대책이 이루어지지 않아 보수 보강 비용의 증대를 초래한다. 더욱이, 결함이 진전된 이후에도 이것을 인지하지 못하여 적절한 대응을 하지 않는다면 대형사고로 이어질 수도 있다. 따라서 강구조물에 대한 효율적인 유지관리가 가능하고, 초기결함으로부터 균열이 진전하여 붕괴되는 사고를 미연에 방지하며 초기에 보수보강 작업을 수행함으로써 보수보강 비용도 절감 할 수 있는 모니터링 시스템의 개발이 요구되고 있다. 이러한 모니터링 시스템의 개발은 기술적 측면에서 강구조물의 효율적인 유지 관리 노하우를 얻을 수 있으며 경제 산업적 측면에서는 보수 보강 비용 및 불필요한 주기적 점검 비용을 절감 할 수 있다. 이 연구에서는 전위차법을 이용하여 강구조물의 필렛 용접부에서의 균열진전양상을 파악하고 정량화를 통해 필렛용접부의 잔여수명을 예측하였다.

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The Biaxial Flexure Test(BFT) method and its finite element analysis (이방향 휨인장 시험(Biaxial Flexure Test; BFT) 및 삼차원 유한요소 해석)

  • Kim, Ji-Hwan;Zi, Goang-Seup;Kang, Jin-Gu;Oh, Hong-Seob
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.693-696
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    • 2008
  • The biaxial tensile strength of concretes was measured by the Biaxial Flexure Test(BFT) which was recently developed to measure the biaxial tensile strength of concretes. From the test result, The circular specimen is generally fractured after 1${\sim}$3 of the initial crack were formed on the top of specimen. The direction and number of the initial crack was completely arbitrary. As the specimen was larger, the number of the crack increased. And, the strengths of the different radii and thickness of specimens were calculated by the commercial finite element program to study the size effect of the biaxial tensile strength like the uniaxial tensile strength. The parameters such as radii to the support and to the load point, were studied using the program. The results of the FE analysis were entirely consistent with the predictive solution, when b/a>0.4, and the thickness of the specimens were increased. On the other hands, those with lesser free length showed good results.

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Weathering and Crack Development in the Rocks of Protecting-Chamber for Standing-Buddha of Mireuk-ri Temple site at Jungwon (중원 미륵리사지 입상석불 보호석실의 암석의 풍화와 균열의 발달양상)

  • Lee, Sang Hun
    • Journal of Conservation Science
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    • v.7 no.2
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    • pp.68-79
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    • 1998
  • The protecting-chamber for a standing Buddha of Mireuk-ri temple site at Jungwon is composed of granite of Cretaceous age which mainly consists of quartz, perthite, plagioclase, and biotite with minor amounts of muscovite, apatite, chlorite, sericite and opaque mineral. There are abundant cracks which may be developed by strong weathering and differential loading by structural unbalances of the whole protecting-chamber. Cracks can be divided into three types based on genesis as those formed by exfoliation, intrinsic, and pressure. The exfoliation occurred along the onion structure of the granite. The pressure cracks are generally superimposed on the exfoliation ones, which might be developed by structural unbalance of the protecting-chamber resulted from differential loading in places. The structural unbalance may be due to change in physical properties of the rocks according to strong weathering, differential settling of basement soil by difference in loading in places of protecting-chamber, westward creep of the basement soil below the West wall and related different resistance of the basement soil against the loading, and partial depression of the West wall. For the conservation of the protecting-chamber, it must be considered the method of stabilizing the basement and treatment of the cracks.

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Tubing Wear and Spallation Induced by Roller pumps in Cardiopulmonary Bypass (심폐바이패스 롤러펌프에 의한 튜브 마모 및 폐쇄)

  • 김원곤;성기익;윤철용;신윤철
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.20 no.5
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    • pp.609-616
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    • 1999
  • 심폐바이패스시 발생할 수 있는 튜브 마모 및 파쇄는 롤러펌프의 반복되는 압박에 의해 롤러펌프에 장착된 튜브 내벽에 균열이 생기고 이로 인해 미세한 비생물적 조각들이 혈액중으로 떨어져 나가는 현상을 말하는데, 임상적으로 치명적인 색전증을 초래할 수 있다. 그러나 아직 롤러펌프 튜브로 사용되는 PVC 및 실리콘 튜브 중 어느 쪽이 마모 및 파쇄 관점에서 더 우수한지는 체계적으로 밝혀지지 않고 있다. 이에 본 연구는 두 종류의 튜브를각각 일정 기간 롤러펌프에 장착하여 작동시킨 뒤 튜브내외면을 육안 및 주사형 전자현미경으로 관찰하였다. 즉 PVC 및 실리콘 튜브 (내경 1/2 인치의)들을 미리 정해진 폐쇄도 조절에 의해 폐쇄 회로 심폐비이패스 롤러펌프 헤드에 장착시키고 4.500ml/min에서 각각 4차례씩 1,2,4,6 시간 작동시켰다. 파쇄에 의한 색전 관찰 실험에서는 회로 중간에 동맥여과기를 설치하고 각각 6,9시간 씩 롤러펌프를 작동시켰다. 실험 후 튜브 및 여과기들을 수거한 후 육안 및 주사형 전자현미경 분석을 시행하였다. 실험후 튜브 및 여과기들을 수거한 후 육안 및 주사형 전자현미경을 분석을 시행하였다. 튜브 외부의 육안 관찰 결과 일반적으로 실라스틱 튜브에서의 외부 마모가 PVC 튜브에 비해 현저하였다. 주사형 전자현미경 관찰에서 PVC 튜브에서의 홈은 좁으면서 경계선이 뚜렷한 특징을 보였고 3시간 이상 롤러와 접촉한 튜브들에게서는 깊은 균열이 간헐적으로 관찰되었다. 반면, 실라스틱에서의 홈은 좁으면서도 경계선이 뚜렷한 특징을 보였고 3시간 이상 롤러와 접촉한 튜브들에게서는 깊은 균열이 간헐적으로 관찰되었다.반면 실라스틱에서의 튜브들에서는 홈이 상대적으로 넓고 경계가 덜 명확했으며, 특징적으로 V 자 모양의 융기부들이 간헐적으로 관찰되었다. 실라스틱 및 PVC 튜브 모두에서 50u 전후의 Craters 가 간헐적으로 관찰되었다. 여과기의 여과망에 대한 주사형 전자현미경 분석 결과 실라스틱과 PVC 튜브 실험군 모두에서 색전입자로 의심되는조각들이 발견되었으나 두군간 정량적 비교는 어려웠다. 결론적으로 롤러펌프에 의한 튜브 마모 및 파쇄현상은 실리콘 및 PVC 튜브의 재질에 따라 그 양상에는 차이가 있으나 임상적인 측면에서는 어느 쪽도 상대적인 우수성이 입증되지 못하였다.

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Fatigue Performance of Precast Decks using Ribbed Loop Joints in a Two-Girder Continuous Composite Bridge (2거더 연속합성형교 요철형 루프이음 프리캐스트 바닥판의 피로성능)

  • Lee, Han-Joo;Yeo, Woon-Young;Shin, Dong-Ho;Kim, In-Gyu;Park, Se-Jin
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.23 no.1
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    • pp.85-93
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    • 2019
  • Structural performance and serviceability of precast deck system are mostly determined by connection details between precast decks. Particularly, since the bridge deck is under repeated loads such as traffic loads, fatigue behavior and performance of joints should be investigated. In this study, a two-girder continuous composite bridge specimen was fabricated using the asymmetric ribbed loop joints, and static and fatigue load tests were conducted to evaluate the structural behavior and the crack pattern of the bridge deck. From the test results, the proposed precast deck system resulted in sufficient fatigue performance and failure strength. Therefore, the proposed precast deck system can be applied to the connection part of precast decks effectively.

Macro and Microscopic Investigation on Fracture Specimen of Alloy 617 Base Metal and Weldment in Low Cycle Fatigue Regime (저사이클 피로 영역에서의 Alloy 617 모재와 용접재의 파괴 시험편에 대한 거시적 및 미시적 관찰)

  • Kim, Seon Jin;Dewa, Rando Tungga;Kim, Woo Gon;Kim, Eung Seon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.40 no.6
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    • pp.565-571
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    • 2016
  • This paper investigates macro- and microscopic fractography performed on fracture specimens from low cycle fatigue (LCF) testings through an Alloy 617 base metal and weldments. The weldment specimens were taken from gas tungsten arc welding (GTAW) pad of Alloy 617. The aim of the present study is to investigate the macro- and microscopic aspects of the low cycle fatigue fracture mode and mechanism of Alloy 617 base metal and GTAWed weldment specimens. Fully axial total strain controlled fatigue tests were conducted at room temperature with total strain ranges of 0.6, 0.9, 1.2 and 1.5%. Macroscopic fracture surfaces of Alloy 617 base metal specimens showed a flat type normal to the fatigue loading direction, whereas the GTAWed weldment specimens were of a shear/star type. The fracture surfaces of both the base metal and weldment specimens revealed obvious fatigue striations at the crack propagation regime. In addition, the fatigue crack mechanism of the base metal showed a transgranular normal to fatigue loading direction; however, the GTAWed weldment specimens showed a transgranular at approximately $45^{\circ}$ to the fatigue loading direction.

Evaluation of Acoustic Emission Signals Characteristics of Post Weld Heat Treated Multi-Pass Weld Block for SA-516 Pressure Vesssel Steel (SA-516강 다층용접부 용접후 열처리재의 음향방출신호 특성 평가)

  • Na, Eui-Gyun
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.31 no.5
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    • pp.529-535
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    • 2011
  • In this study, evaluation of acoustic emission signals characteristics for the post weld heat treated (PWHT) multi-pass weldment and weldment was dealt. Charpy standard specimens were taken from the lowest, middle and highest regions of the weld block. Pre-crack was made using the repeated load. Four point bend and AE tests were conducted simultaneously. Regardless of the specimens, AE signals were absent within elastic region and produced in the process of plastic deformation. AE signals for all specimens were not emitted after the maximum load. Value of signal strength for the all PWHT specimens was lower than that of the weldment. Besides, relations of plastic deformation zone size and accumulated AE counts for the PWHT specimens were more simple compared with the weldment. In case of the PWHT specimen, particles on the fractured surface decreased prominently compared with the weldment due.to PWHT. From these results, it can be concluded that PWHT was effective in reducing the AE sources for the weldment.

Variation of Engineering Geological Characteristics of Jurassic Granite in Wonju Due to Freeze-Thaw Weathering (동결-융해 풍화에 의한 원주지역 쥬라기 화강암의 지질공학적 특성변화)

  • Um, Jeong-Gi;Woo, Ik;Park, Hyuck-Jin
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.42 no.3
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    • pp.261-272
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    • 2009
  • An experimental study of the accelerated weathering was performed to investigate the variations of physicomechanical properties of deteriorated rocks due to freeze-thaw weathering for the Jurassic granite specimens from Wonju, Gangwon-do. Each complete cycle of freeze and thaw was lasted 24 hours, comprising 2 hours saturating in vacuum chamber, 8 hours freezing at -20$\pm1^{\circ}C$ and 14 hours thawing at room temperature. Freeze-thaw cycles were implemented with measuring the index physical properties as well as geometries of microfractures. The seismic velocity was found to decrease with increasing freeze-thaw cycles. On the other hand, absorption tends to increase with freeze-thaw cycles. In the end, it was concluded that variations of the index properties of deteriorated specimen depend on its initial properties and flaws in rock. The size and density of the traces of the microfracture on slab specimen were changed continuously with increasing freeze-thaw weathering. The results obtained in this study show that the box fractal dimension($D_B$) has the strong capability of quantifying the combined effect of size and density of the microfractures.

프레스다이용 코일스프링의 신뢰성평가 및 고장분석 사례 발표

  • Go, Se-Hyeon;Park, Sang-Yong;Jang, Jin-Man;Lee, Won-Sik
    • Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.239-246
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    • 2006
  • 프레스다이용 코일스프링은 자동차 및 전자제품의 외형생산에 필요한 금형 내에 장착되는 금형용 스프링으로서 녹아웃 및 스트리퍼 등에 사용되고 있다. 프레스다이용 코일스프링이 사용 중 파손 시에는 고가인 금형의 손상 및 생산성에 영향을 미칠 수도 있기 때문에 사용 환경에서의 신뢰성확보가 요구되어지고 있다. 특히 중(重)하중 및 극중(極重)하중용 스프링은 과거 현장에서 파손사례가 자주 발생함으로 인해 외산을 선호하는 경향이 있는 형편이다. 이에 국산 스프링의 신뢰성검증 및 확보를 위해 신뢰성기반구축사업을 통해 신뢰성평가기준(RS D 0014)가 제정되었으며, 이 평가기준에 의거하여 국내 업체의 제품에 대해 신뢰성평가를 실시하였다. 프레스다이용 코일스프링의 파손원인은 주로 반복하중에 의한 피로파손과 일정한 변위의 변형으로 발생하는 코일스프링 자유높이의 축소로 크게 구분되어질 수 있다. 시험결과 주 파손양상은 피로에 의한 균열발생이었으며, 코일 끝단부와 끝단부 직하부의 코일과의 마찰에 의한 균열발생이 주원인이었다. 즉, 코일의 끝단면과 직하면 코일이 연속적으로 부딪침으로써 발생한 변형 및 마모에 의해 표면균열이 발생하고, 표면균열에서 반복적인 부하하중이 가해짐으로써 피로균열 진전을 통해 점차적으로 파손이 진행되어졌음을 알 수 있었다. 본 발표에서는 기준에 의거하여 로하중용 프레스 다이용 코일스프링을 평가한 신뢰성평가시험 결과에 대해 보고하고, 파단면 관찰과 외산제품과의 미세조직 및 조성 등의 비교분석결과 등을 기초로 파손원인을 분석한 결과에 대해 보고하고자 한다.제고할 수 있을 것으로 기대한다.X>$CdCl^+,\;CdSO_4$ 등이 형성되었다. 수은의 경우는 해수 및 증류수를 용출용매로 이용한 모든 경우에서 납, 구리, 카드뮴과는 달리 대부분 침전하였다. 더욱이 해수에 존재하는 고농도 염소($Cl^-$)와의 수착으로 인해 finite solid인 calomel($Hg_2Cl_2$)이 형성되어 대부분 침전(SI=0)되기 때문에 납, 구리, 카드뮴 보다 더 낮은 환경이동성을 갖을 것으로 사료된다. 상기 실험결과 용출용매로 증류수와 해수를 이용했을 때, 제강 슬래그에서 용출되는 납, 구리, 카드뮴, 수은의 용출 경향의 차이를 확인할 수 있었고 이에 따라서, 납, 구리, 카드뮴의 용출 유해성은 낮기 때문에 해양구조물로의 제강슬래그 유효이용은 적합할 것으로 판단되었다.im80%$로 계산되었다. 열형광선량계로 측정된 방사선량은 각각 1.8, 1.2, 0.8, 1.2, 0.8 (70 cm 거리) cGy로 측정되었으며, 환자의 복부 표면에서의 서베이메터를 이용한 측정량은 10.9 mR/h였다. 차폐구조물의 사용 시 전체 치료 동안에 태아선량은 약 1 cGy 정도로 평가되었다. 결론 : AAPM Report No.50의 자료에 따르면, 임산부의 방사선 치료 시 태아의 방사선 피폭선량은 5 cGy 이하일 경우에 방사선 피폭에 따른 태아의 위험이 거의 없는 것으로 제시되고 있다. 본원에서 차폐 구조물을 설치하였을 경우에 측정된 태아선량은 약 1 cGy로 측정되었고, 고안된 차폐구조물

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