• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.24 no.6
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• pp.637-643
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• 2011

The bond-based peridynamic model is able to capture many of the essential characteristics of dynamic brittle fracture observed in experiments: crack branching, crack-path instability, asymmetries of crack paths, successive branching, secondary cracking at right angles from existing crack surfaces, etc. In this paper we investigate the influence of the stress waves on the crack branching angle and the velocity profile. We observe that crack branching in peridynamics evolves as the phenomenology proposed by the experimental evidence: when a crack reaches a critical stage(macroscopically identified by its stress intensity factor) it splits into two or more branches, each propagating with the same speed as the parent crack, but with a much reduced process zone.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.561-564
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• 2011

다양한 공학/산업적 측면에서 동적 취성 파괴 현상은 매우 중요하다. 취성 균열은 다른 균열 전파에 비해 그 전파 속도가 매우 빠르고 전파 범위가 넓기 때문에 대규모의 파괴 현상을 일으킨다. 동적 전파 중인 취성 균열 거동을 모델화하기 위해 오랜 기간 동안 많은 연구가 진행되었지만, 여전히 많은 부분들이 해석되지 못한 채 남아있다. 특히 균열 생성 및 전파를 위해 인위적인 조건들을 도입해야 하는 것은 기존 방법론들이 가지는 공통적인 문제점이다. 본 연구는 peridynamics를 동적 분기 균열 문제 해석에 도입한다. Peridynamics는 전통적인 연속체 이론에 기반한 수치해석 모델화 기법으로 균열과 같은 비연속성이 있는 문제의 모델화에 강점이 있으며, 인위적인 조건 없이 매우 간단한 방법으로 파괴 현상을 해석할 수 있다. 본 연구에서는 peridynamics 모델이 실험적으로 관측된 분기균열 형상과 균열 전파 속도를 매우 잘 예측해 낼 수 있음을 보인다. 또한 균열팁 주변에 높은 응력이 발생할 때 나타나는 연쇄 분기 현상도 해석할 수 있다. 이와 같은 연구를 통해 응력파가 균열 전파 속도를 변화시키고 전파 방향에도 영향을 주는 것을 알 수 있었다. 수치해석 결과도 또한 실험 결과들과 잘 부합함을 확인하였다.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.15 no.11
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• pp.251-257
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• 1998

동적 파괴인성치 측정시스템과 동적 2차원 유한요소해석 프로그램을 개발하여 원자로압력용기에 사용하는 강(SA508 cl.3, SA516 gr.70)의 동적 파괴인성치와 동적 균열정지인성치를 평가하고 이에 대한 유용성을 확인하였으며, 이 시스템 을 이용하여 재료의 동적 파괴특성을 규명하였다. SA508 cl.3와 SA516 gr.70의 동적 균열전파속도(a)에 대응하는 동적 응력확대계수 (K(a))에 대한 실험식을 얻었으며, 동적 응력확대계수와 동적 균열전파속도와의 관계는 전형적인 "$\Gamma$" 형으로 나타남을 확인하였다.

• 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 A
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• v.41 no.9
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• pp.853-860
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• 2017

To evaluate the effects of mode II on the crack initiation and propagation stages, the effects in the fatigue threshold region under a mixed-mode I+II loading state was experimentally investigated. In the case of mixed-mode I + II, during the crack initiation stage, as the loading application angle (${\theta}$) increased, cracks occurred in the lower load owing to the effects of mode II, while the crack propagation rate decreased. The effects of mode II were experimentally investigated in the crack propagation stage by means of multilevel loading direction variation. Following mixed-mode I+II ($0^{\circ}{\rightarrow}{\theta}{\rightarrow}60^{\circ}$), as the load application angle increased, the fatigue crack propagation rate decreased, as did the fatigue crack propagation rate, which occurred later. Following mixed-mode I + II in case of(${\theta}{\geq}75^{\circ}$), the fatigue crack propagation rate was found to increase, while the fatigue life decreased.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05a
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• pp.765-770
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• 1995

지체균열전파(DHC)는 중수로 압력관의 수명에 근 영향을 미치는 중요한 현상 중의 하나이다. 본 연구에서는 열처리를 통하여 압력관 재료인 Zr-2,5Nb의 기계적 성질, 집합조직을 변화시켜 각 인자들이 DHC에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 지체균열전파속도(DHCV)는 항복강도와 경도와 비례한다는 것과 유사한 미세구조와 집합조직을 갖는 Zr-2.5Nb의 경우 항복강도와 Puls의 모델을 이용하여 지체균열전파속도(DHCV)를 예측할 수 있었다. 그리고 secondary cracking이 annealing한 시편들에서는 관찰되었으나 $\beta$열처리 후 급냉한 시편에서는 관찰되지 않았다. 이것의 수소화물 형상의 차이에 의한 것으로 생각된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.5
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• pp.947-951
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• 1989

It is well-known that the parameters of dynamic fracture mechanics depend not only on dimensions, loading and boundary conditions but also on the dynamic crack propagation velocity. Because the measurement of dynamic crack propagation velocity measuring device which can easily be expanded without modification is proposed in this report. it was found that the experimentally determined dynamic crack propagation velocity agreed well with those from other investigations in some polymers such as PMMA. Homalite-100 and Epoxy.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.13 no.6
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• pp.2465-2471
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• 2012

For the steel structures those are used in harsh sea environments, corrosion fatigue is a challenging issue in connection with design life. In this research, in order to investigate the influence of cathodic overprotection on the corrosion fatigue crack propagation behavior, corrosion fatigue crack propagation test under the condition of -950mV vs SCE was conducted by using of high tensile TMCP steel plate and the relationships between da/dN-${\Delta}K$ were obtained. At this test, when ${\Delta}K$ is low, the crack propagation rates were accelerated compared to those of seawater condition, however, when ${\Delta}K$ is high, the crack propagation rates were lower than those of seawater condition. As the cause for the acceleration and deceleration of corrosion fatigue crack propagation rates under the condition of cathodic overprotection, the role of hydrogen and calcareous deposits are discussed.

• 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.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 2004.10a
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• pp.859-860
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• 2004