• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.14-21
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• 2021

-162℃ 초저온 상태의 LNG를 저장하는 저장탱크의 내조는 균열과 같은 결함에 대한 구조 건전성 평가가 필요하다. 전통적인 파괴역학 관점에서는 응력확대계수 K, J-적분 그리고 CTOD를 이용한 단일 매개변수 평가가 주로 수행되어왔다. 그러나 실제 구조에서 발생되는 균열선단은 구조물의 크기, 시편형상 그리고 인장과 굽힘과 같은 하중의 형태에 따라 구속효과의 차이로 인한 영향이 발생하게 된다. 단일 매개변수 파괴역학을 보완하기 위해 다양한 시도가 있었고, 대표적으로 Q-응력법이 있다. 본 논문에서는 비선형 탄성영역의 균열선단 응력장 평가에 적합한 J적분에 Q응력을 유도하여 2 매개변수 접근법을 사용하고자 한다. SENB 시편의 균열비 0.1~0.7 그리고 광폭시편 균열비 0.2~0.6에 시편 균열선단의 응력을 J-Q 평가법을 이용하여 구속효과를 정량적으로 평가 하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.870-876
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• 1998

원자로용기의 안전성은 가동중 운전조건과 조사취화등으로 인한 재료의 열화(degradation)를 검토함으로써 평가되는데, 특히 운전조건중, 비상사태에 해당하는 가압열충격에 관한 평가가 최근 중요한 안전문제로 부각되고 있다 본 연구의 목적은 가압열충격 사고중 소규모 냉각재 손실사고(Small LOCA)가 발생하는 경우, 원자로용기 내벽에 존재하는 균열의 안전성을 유한요소해석을 통해 평가하는 것이다. 본 연구에서는 Small LOCA 발생시 원자로용기의 내벽에 존재하는 균열의 종류, 방향, 균열형상비 및 클래드부의 두께가 응력확대 계수 계산에 미치는 영향을 평가하였으며, 이를 위해 총 14가지 경우에 대해서 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 이러한 Small LOCA 해석수행을 기초로 다양한 가압열충격 사고에 대한 유한요소해석 모델링 기법, 해석 기법, 후처리 기법을 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.297-303
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• 2014

페리다이나믹스 이론과 이진분해 기법의 병렬연산을 이용하여 동적 균열진전 문제에 대한 애조인 형상 설계민감도 해석법을 개발하였다. 페리다이나믹스에서는 균열의 연속적인 분기를 다룰 수 있으며, Explicit 시간적분법을 채택한다. 설계민감도 해석은 애조인 변수법은 경로의존성 문제에는 적합하지 않으나 여기서는 응답해석의 경로를 이미 알고 있으므로 채택하여 사용할 수 있었다. 얻어진 해석적 설계민감도는 유한차분과 비교하여 그 정확성을 검증하였다. 유한차분법은 설계섭동량에 민감하여 비선형성이 강한 페리다이나믹스 문제에서 부정확한 설계민감도를 제시할 수 있다. 정확한 설계민감도 해석을 위해서는 이산화과정에서 $C^1$ 연속성을 가지는 체적율이 필요함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.209-217
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• 2021

이 논문은 고강도 후크형 강섬유 보강량과 형상비에 따른 콘크리트의 압축 및 휨 성능에 미치는 영향에 대하여 다룬다. 이를 위하여 총 10개 콘크리트 배합이 계획되었다. 설계기준강도 30 MPa인 콘크리트에 형상비(l/d)가 64, 67, 80인 강섬유를 0.25%, 0.50%, 0.75% 혼입하여 강섬유 보강콘크리트가 제조되었다. 형상비 64, 67, 80인 강섬유의 인장강도는 각각 2,000, 2,400, 2,100 MPa이다. 시험 결과로부터 고강도 후크형 강섬유의 혼입량은 콘크리트의 압축 및 휨 성능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 강섬유 혼입량이 증가함에 따라 푸아송비 및 압축인성은 향상되었으나 콘크리트의 압축강도 및 탄성계수에 큰 변화를 보이지 않았다. 강섬유 보강 콘크리트의 균열발생후 휨거동의 특성을 나타내는 잔여 휨강도 및 노치에서 시작된 균열면에서 에너지 소산능력은 강섬유의 혼입률 및 형상비에 따라 크게 좌우되었다. 특히 MC2010에서 정의된 사용 및 극한 상태한계에서의 잔여 휨강도는 강섬유 혼입량과 형상비가 증가함에 따라 증가되었다.

• 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.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.357-361
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• 2011

본 논문에서는 확률적 불확실성을 포함한 손상 장에서 강성저감 효과를 추정하는 방법을 제안하였다. 실제 교량 구조물에 분포된 손상 장은 매우 불확실하며 손상의 위치와 형상 또한 정확히 알 수 없는 경우가 많다. 그러나 대부분의 손상 추정 문제는 균열이나 손상의 위치와 형상을 기지의 주어진 정보로 가정하고 손상을 추정한다. 제안 기법에서는 이러한 손상의 위치와 형태가 본질적으로 불확실하다는 가정 하에 이 불확실성을 수정 가우스 강성 저감 분포 함수를 도입하여 기술한다. 교량에 국부적으로 발생된 손상은 교량의 요소강성의 저감 분포로 변환되어 손상이 발생한 전체 시스템의 강성을 표현하고 이를 통해 손상이 발생한 시스템의 전체 응답을 해석할 수 있게 된다. 수정 가우스 강성 저감 분포 함수는 손상 분포의 개략적 중심을 표현하는 평균 변수와 강성 저감의 비국소적 분포 특성을 묘사하는 표준편차 변수, 손상 중심의 손상 정도를 표현하는 강성저감 변수로 구성된다. 본 논문에서는 손상 장에서 손상의 위치나 형태에 대한 확률적 불확실성을 기술하는 수정 가우스 강성 저감 분포 함수를 포함한 유한요소모델을 정식화하여 제시한다. 또한 단일 또는 복합 균열로 인해 교량 구조물에 국부적인 손상이 야기된 경우에 대한 수치 예제를 통하여 균열 등에 대한 정보가 불확실하더라도 수정 가우스 강성 저감 분포 함수를 통해 강성 저감 효과가 분석될 수 있음을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.30-39
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• 2017

이 연구에서는 순환굵은골재를 사용하여 31~38 MPa 범주의 압축강도를 갖는 콘크리트의 보의 휨강도 실험연구를 수행하였다. 천연굵은골재에 대한 순환굵은골재의 치환률과 철근비를 실험변수로 고려하였다. 순환굵은골재의 치환률로써 0, 30, 50 및 100%를 고려하였으며, 주철근의 철근비로써 0.50, 0.79 및 1.14%를 고려하였다. 4점 하중재하 시험방법을 통하여 순환골재 콘크리트 보의 균열 및 파괴거동, 하중-처짐 관계 특성을 파악하였다. 천연굵은골재 보와 순환굵은골재 보의 휨균열 형상은 거의 유사하며, 전반적으로 순환굵은골재 보의 균열간격이 천연굵은골재 보의 균열간격보다 작다. 순환골재치환률에 따른 균열폭 크기는 뚜렷한 차이를 나타내지 않는다. 또한, 설계기준에 의한 예측식을 이용하여 실험 부재의 휨강도를 산정하였다.현행 설계기준에 의한 순환골재 콘크리트 보의 휨강도 예측결과는 실제의 휨강도를 과소평가하여 보수적인 설계를 제공하는 것으로 나타난다.

• 대한기계학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.62-69
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• 1986

본 연구에서는 표면균열의 전파거동에 관한 연구의 일환으로 경량화재료 로서 항공기 구조용으로 널리 사용되고 있는 7075-T651 알루미늄합금을 준비하고 제하탄성 compliance법을 이용하여 표면 및 깊이 방향의 균열진전거동의 특성을 밝히고져 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권4호
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• pp.521-527
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• 2013

본 논문에서는 3 차원 유한요소해석을 통해 표면균열이 있는 직관에 내압, 굽힘, 그리고 비틀림의 단일 또는 복합하중이 작용하는 경우의 응력확대계수를 연구하였다. 두 가지 결함평가코드(API-579-1, RCC-MR A16)를 각각 유한요소해석 결과와 비교하여 코드 간의 차이 및 해석의 신뢰성을 확인하였다. 응력확대계수는 적분 경로에 독립적이기 때문에 민감하지 않다고 알려져 있는데 3 차원 유한요소해석을 통해 요소 수에 대한 민감도를 확인하였다. 또한 균열형상의 정의방법에 따른 유한요소해석 결과의 차이와 두 가지 결함평가코드를 사용한 결과의 차이를 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권5호
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• pp.171-182
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• 1994

프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 박스거다 교량의 정착부에 프리스트레스 힘이 도입되면, 과다한 국부집중 하중으로 인하여 균열이 발생할 수 있으며, 최근 이러한 교량의 건설시 텐던을 따라가며 심각한 균열이 발생한 경우가 있다. 본 논문은 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 상자형 교량의 정착부에 발생하는 국부집중응력의 분포 특성을 규명하고, 프리스트레스 정착부의 파괴거동에 가장 중요한 인자로 생각되는 텐던의 경사각, 텐던의 편심 및 콘크리트의 연단두께 등이 정착부 파괴에 미치는 효과등을 규명하고, 이들 변수를 포함하는 정착부 균열하중 및 극한하중 예측식을 제안함에 그 목적이 있다. 이를 위하여 정착부 파괴에 직접적인 영향을 미치는 단면의 형상, 텐던의 배치상태등을 변수로 하는 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 본 연구에서는 단면의 기하학적 형상 및 배근방식에 따른 초기균열하중 및 극한하중 예측식이 제안되었다.