• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.271-279
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• 1999

본 연구에서는 국내에서 가장 취약할 것으로 예상되는 원자력 발전소에 가압열충격 사고를 유발할 수 있는 주증기관 파단사고를 가정하여 열수력 해석과 파괴역학 해석을 수행하였다. 원전수명관리연구의 일환으로 계통열수력 해석 및 혼합열유동 해석에 의하여 구한 냉각제의 온도와 압력의 이력 및 용기의 재질성분으로부터 용기의 응력확대계수와 파괴인성치를 계산하고 이들을 비교하여 균열의 진전여부를 판단하여 형상계수가 1/6인 표면균열이 견딜 수 있는 최대 기준무연성천이온도를 결정하였다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제9권3호
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• pp.10-17
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• 1991

용접구조물에서 용접이음부가 차지하는 비율은 매우 작은 경우가 많지만 용접이음부에는 각종 초기결함(이들 결함으로부터 진전하는 피로 균열, 환경에 의한 균열등을 포함) 및 용접 초기의 부정형을 비롯해서 형상적 불연속 등에서 유기되는 국부적인 응력, 변형률의 집중, 잔류응력, 구속응력, 용접금속이 갖는 숙명적인 야금적 특성의 불균일, bond부 및 HAZ부에서의 용접열 싸이클에 의한 재질의 국부적 강도저하등 용접부의 강도를 저하시키는 인자들이 복합되기 쉽고, 용접구조물 전체의 내파괴 건전성평가에서 용접부가 파괴 강도는 매우 중요하다. 용접구조물의 설계, 시공의 목적은 소요성능의 확보에 있고 구조물이 사용중에 성능손실이나 불안정 파괴가 발생하지 않도록 하는 것이 주요요건이 될 것이다. 현재의 제강기술수준에서 볼 때 모재의 강 도보다 오히려 용접부의 강도 특히 피로강도 및 파괴 인성을 적절하고 합리적으로 평가하는 것이 매우 중요하다고 해도 과언이 아닐 것이다. 용접부의 강도를 평가하는데 있어서 용접부에 발 생하는 용접결함에 대한 평가는 매우 중요하며 이들 결함에 대한 허용결함한계를 평가하여 보수 여부 및 용접구조물의 신뢰성을 평가 할 필요가 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.17-30
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• 2009

지하에 공동을 건설하는 터널 공사의 경우 초기 응력의 집중 및 발파와 같은 시공단계에서의 과도한 에너지의 적용으로 인하여 주변 암반에 손상을 발생시킨다. 이러한 손상의 발생은 터널에 작용하는 하중 및 터널 주변 암반의 흐름조건에 상당한 영향을 끼친다. 이러한 이유로 터널 주변에 발생하는 손상구간에 대하여 다양한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 유사암석으로 제작된 공동이 존재하는 절리모델의 이축압축실험을 통하여 공동주변의 손상발생을 연구하였다. 절리면은 수평면과 $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$의 조건으로 형성되었으며, 초조강시멘트 재료를 이용하여 유사절리모델을 제작하였다. 이축압축 실험결과 공동주변에서는 절리면에 수직한 방향으로 인장균열의 발생이 관측되었으며, 균열의 진행으로 인하여 암반블록이 형성되었으며, 진행하는 인장균열이 다른 절리면에 도달하여 암반블록이 완전히 형성된 경우 탈락하는 과정을 보였다. 이러한 인장균열의 진전은 절리면의 각도에 따라 상이한데 절리면의 각도가 클수록 안정적이며 진행성의 균열 진전 양상이 관측되었다. 이러한 인장균열의 발달은 절리면으로 구성된 암편을 보로 가정 할 경우 공동의 곡률로 인한 기하학적 형상의 불규칙성으로 인하여 모멘트가 작용하는 것으로 판단된다. 이상의 실험결과를 입자요소해석 방법을 기반으로 하는 PFC 2D를 이용하여 모사하였다. 해석결과 실험에서 관측한 바와 같이 절리면 각도가 작을수록 손상대의 폭은 넓어지며 인장균열의 진행에 의한 암반블록의 형성이 관측되었다. 또한 상호작용이 발생하는 균열을 조사한 결과 수치해석에서도 절리면의 각도가 작은 조건에서 진행성의 파괴가 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.197-203
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• 2001

항공기나 대형 플랜트 등의 경년구조물에 있어서 제조 및 설계 혹은 작업환경 등에 의해 발생하는 미소결함은 응력부식파괴로 이어지는 결정적인 원인으로 알려져 있다. 따라서 제조단계에서의 결함의 검출뿐만 아니라 운전개지 후에 있어서도 비파괴검사에 기초를 둔 정기적인 건전성평가가 요구된다. 특히 구조물내의 미소균열 평가는 구조건전성 평가에 있어서 중요한 과제라 할 수 있다. 자기광학소자를 이용한 비파괴탐상법은 균열부근의 누설자속에 의한 자구 및 자벽의 변화를 이용하여 균열정보를 화상형태로 얻는다. 그러므로 빠른 탐상속도와 결과데이터 해석의 용이 그리고 실시간적으로 탐상결과를 획득할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 논문은 자기광학소자를 이용한 새로운 비파괴적 탐상법을 제안하고, 본 탐상법을 이용하여 구조물에 존재하는 표면결함의 검출가능성 및 균열깊이의 평가를 실증하였다. 표면결함을 갖는 시험편과 파이프의 내면에 존재하는 피로균열을 대상으로 실험을 실시한 결과, 표면결함의 위치 및 2차원적 형상을 화상형식으로 얻을 수 있음을 증명하였다. 또한 피로시험중의 시험편을 대상으로 균열발생 및 균열진전과정을 평가를 통하여 원격탐상의 가능성을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.333-340
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• 2012

경량골재 콘크리트의 압축강도에 대한 크기 및 형상효과를 평가하기 위하여 9 배합의 실내 실험과 3 배합의 레미콘 배합을 수행하였다. 콘크리트 배합은 보통중량, 전경량 및 모래경량의 3그룹으로 분류되었다. 각 콘크리트 배합에서 원형 또는 사각형 단면을 갖는 시험체의 형상비는 1.0과 2.0이었다. 시험체의 단면 크기는 각 실내배합에서는 50~150mm, 각 레미콘 배합에서는 50~400mm 범위에 있었다. 실험 결과 경량골재 콘크리트의 균열진전과 국부 파괴영역은 보통중량 콘크리트와 상당히 달랐다. 경량골재 콘크리트에서 균열은 골재를 관통하였으며, 균열의 분포영역은 매우 국부적이었다. 이로 인해, 경량골재 콘크리트의 크기효과는 보통중량 콘크리트에 비해 더 크게 나타났으며, 이 현상은 형상비 1.0보다는 2.0인 시험체에서 더 뚜렷하게 나타났다. 김진근 등의 크기효과 예측모델은 경량골재 콘크리트에서 시험체 단면크기가 150mm 이상일 때 과대 평가하였다. 반면, 압축강도에 대한 시험체 형상의 영향을 보정하기 위해 ASTM 및 CEB-FIP에서 제시한 수정계수는 경량골재 콘크리트에서도 안전측에 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권8호
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• pp.931-940
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• 2006

Defect assessment of a weld zone is important in fitness-for-service evaluation of plant components. Typically a J and $C^*$ estimation method for a defective homogeneous component is extended to a mismatched component, by incorporating the effect due to the strength mismatch between the weld metal and the base material. The key element is a mismatch limit load. For instance, the R6/R5 procedure employs an equivalent material concept, defined by a mismatch limit load. A premise is that if a proper mismatch limit load solution is available, the same concept can be used for any defect location (either a weld centre defect or a heat affected zone (HAZ) defect) and for any material combination (either two-material or multi-material combinations; either similar or dissimilar joints). However, validation is still limited, and thus a more systematic investigation is needed to generalise the suggestion to any geometry, any defect location and any material combination. This paper describes the effect of structural geometry on the $C^*$ integral for defective similar welds, based on systematic elastic-creep 2-D and 3-D finite element (FE) analyses, to attempt to elucidate the questions given above. It is found that the existing 'equivalent material' concept is valid only for limited cases, although it provides conservative estimates of $C^*$ for most of cases. A modification to the existing equivalent material concept is suggested to improve accuracy.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.387-395
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• 2013

최근 국외의 원자로 상부헤드 CRDM 관통노즐에 일차수 응력부식균열로 인한 냉각수 누출사고가 발생하였다. 일차수응력부식균열은 부식에 민감한 재료, 인장 잔류 응력 및 부식 환경 등의 3 가지 요인의 상호작용에 의해 발생하는 것으로 알려져 있기 때문에 응력 부식 균열 발생 및 균열 진전을 억제하기 위해서는 용접에 의한 잔류응력에 대한 정확한 예측이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 국내 Westinghouse 형 원자로 상부 헤드 관통노즐(CRDM)을 대상으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$)에 따른 노즐 잔류응력 분포 특성에 대해 연구를 수행하였다. 국내에 현존하는 원자로 상부헤드 관통노즐의 실제크기($r_o$=51.6, t=16.9 mm)를 기준으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$=2, 3, 4)의 변수를 정립하였으며 정중앙 및 최외곽에 위치한 노즐을 대상으로 연구를 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.233-239
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• 2013

본 연구에서는 해석과 실험을 결합하여 $15{\mu}m$ 두께 구리 박막의 파괴인성을 평가하였다. 박막의 균열 진전 실험에서 관측된 영상과 동일한 균열 열림 형상을 보이는 국부-전체 유한요소 해석 모델의 원거리장 하중 조건을 역문제로 구성하여 구하게 된다. 단순화시킨 원거리장 하중 조건을 사용하여 유한요소 해석을 하였으며 균열 선단의 J-적분을 통하여 파괴인성을 평가하였다. 실험에서는 균열이 있는 구리 박막을 알루미늄 판에 붙여서 하중을 간접적으로 부여하였으며, 현미경 카메라를 사용하여 균열의 열림을 관측하였다. 마이크로 인장시험기를 사용하여 구리 박막의 응력-변형률 곡선을 구하였으며 구리 박막의 결정립 크기를 관측하기 위하여 투과전자현미경(TEM)을 사용하였다. 본 연구서는 $500nm{\sim}1{\mu}m$ 크기 결정립을 갖는 구리 박막의 파괴인성은 $6,962J/m^2$ 으로 평가되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.393-396
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• 2008

콘크리트 중의 철근은 시간경과에 따라 콘크리트의 중성화 및 염해 등에 의해 부식이 진전된다. 이러한 철근부식은 콘크리트의 품질편차, 균열발생 등의 영향으로 동일한 부재에서도 부위에 따라 그 정도에 차이가 발생하며, 균일하게 부식이 진전되지 않는다. 따라서, 콘크리트중의 철근이 부식된 부재에 대하여 역학적 특성을 평가함에 있어서 공식이나 국부부식 등을 고려하지 않고 평균부식률에 의해 평가를 하는 것은 철근이 부식된 실제 철근콘크리트 구조체의 내력저하를 평가하는 데에 있어서 한계가 있을 수밖에 없다.한편, 철근이 부식된 철근콘크리트 구조체의 내력저하를 유한요소법 등에 의해 해석적으로 평가하기 위해서는 부식철근의 역학적 성능에 대한 모델화가 필수적이며, 이를 위해서는 콘크리트중에서의 철근의 부식을 상정한 부식패턴에 대해 정량화하고 이를 역학적 성능과의 관계로서 수식화하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 콘크리트내부의 철근부식에 따른 부식형태의 정량화 및 부식철근의 역학적 성능평가를 목적으로 하며, 이를 위해 다양한 패턴의 부식형상을 상정한 철근부식실험을 수행하고 표면형상분석장치에 의해 부식형태를 정량화하였으며, 역학적특성에 대한 평가를 통해 부식정도와 역학적 성능의 관계를 정식화하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.61-72
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• 2011

본 연구에서는 일체식교대 강교량 거더-교대 연결부의 강체거동 및 균열저항성능의 향상을 위한 구조상세를 제시하고 그에 따른 연결부의 거동을 실험적으로 평가하였다. 거더-교대 연결부의 강체거동 및 균열저항성능을 향상시키기 위하여 전단연결재 및 tie bar를 적용한 연결부를 제시하였으며, 제시된 연결부 실험체와 기존 시공경험에 의해 설계된 연결부 실험체의 하중재하실험을 통하여 연결부의 성능 및 거동 특성을 검토하였다. 하중재하실험 결과, 모든 강 거더-교대 연결부 실험체들은 목표 설계하중 및 항복하중 이하에서 충분한 강성 및 균열저항 성능을 보여 강 거더-교대 연결부로 적용 가능하다. 하지만 실험체의 초기 강성, 균열의 진전형상 측면, 하중-변형률 측면에서 전단연결재와 tie bar가 적용된 강 거더-교대 연결부가 기존에 적용되어 왔던 강 거더-교대 연결부에 비하여 구조적으로 우수한 것으로 판단된다.