• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.14 no.3
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• pp.617-623
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• 1990

Cracks present in pressure vessels have been reported to be mostly semi-elliptic surface cracks. The fatigue crack growth rates(FCGR) of surface cracks in the pressure vessel materials, API5A-K55 and SPV 500, used in this study were showed to be different depending on the direction of propagation of the surface crack. An equation for the prediction of the shape change of the surface crack was obtained by combining the Paris' relations for each direction of surface crack extension and agreed well with the experimental data. And also FGGR in both materials were evaluated and prediction of the shape change of surface crack were made using averaged stress intensity factor.

• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2003.10a
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• pp.26-31
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• 2003

각종 산업설비에서 발견되는 균열의 대부분은 임의의 형상을 갖는 삼차원 균열이므로 설비의 건전성 평가를 위하여 삼차원 균열에서의 응력강도계수를 정확히 구하는 문제는 많은 사람들의 관심의 대상이 되어왔다. 현재 삼차원 균열에 대한 연구는 타원형 균열과 같은 일부 비교적 간단한 형태의 균열에 대해서는 많은 결과가 발표된 바 있으나, 일반적인 형태의 균열에 대해서는 아직 연구가 미비한 실정이다. 따라서, 이러한 일반적인 형태의 삼차원 균열에 대한 해석의 필요성이 제기되어 왔다.(중략)

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.697-700
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• 2011

본 논문에서는 X-FEM을 사용하여 혼합모드 하중 상태에서의 이차원 선형탄성체의 균열문제에 대한 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. X-FEM이란 균열과 같은 특수한 해를 근사하는 방법으로써, 확장함수를 도입하여 FEM의 한계를 극복하는 방법론이다. X-FEM 하에서 해를 근사하는 데 쓰이는 확장함수들은 불연속성과 특이성을 포함하고 있어 물리적 영역에 의존한다. 이는 설계민감도 해석을 수행하는 과정에서 그러한 의존성을 고려해주는 것이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 X-FEM 기반의 형상 설계민감도 해석해를 제안하고자 한다. 식의 유도는 전 미분 공식에 기초하고 있으며, 형상함수의 설계변분에 대한 의존성에 관한 항을 추가시켰다. 또한, 균열 주위의 국부적인 공간에서의 확장된 자유도에 설계속도를 가한다. 이에 대한 몇 가지 수치 예제를 통하여 개발된 방법론의 타당성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.103-103
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• 2004

실제 작용하는 하중상태는 요소의 형상과 작용하중의 복잡성 때문에 혼합모드 하중상태를 나타낸다. 또한 혼합모드 피로균열은 전파과정 동안 부재의 구속형상이나 외부 작용하중의 급격한 변화에 의해서도 영향 받게 된다. 이로 인하여 피로균열은 균열선단에서 지속적이면서 급격한 응력 재분배의 상태를 경험한다. 그러므로 다양한 응력 재분배 상태에서의 혼합모드 피로균열에 대한 고찰이 필요하다. 본 연구에서는 응력 재분배상태 하에서 나타나는 혼합모드 피로균열의 전파거동에 대한 특징이 실험적으로 고찰되었다.(중략)

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.12
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• pp.1453-1463
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• 2013

In this study, we investigated the effect of the indenter geometry on the crack characteristics by indentation cracking test and FEA. We conducted various cohesive finite element simulations based on the findings of Lee et al. (2012), who examined the effect of cohesive model parameters on crack size and formulated conditions for crack initiation and propagation. First, we verified the FE model through comparisons with experimental results that were obtained from Berkovich and Vickers indentations. We observed whether nonsymmetrical cracks formed beneath the surface during Berkovich indentation via FEA. Finally, we examined the relation between the crack size and the number of cracks. Based on this relation and the effect of the indenter angle on the crack size, we can predict from the crack size obtained with an indenter of one shape (such as Berkovich or Vickers) the crack size for an indenter of different shape.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.36 no.2
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• pp.147-154
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• 2000

실온 대기 중에서 탄소강배관(STS370)의 피로시험을 행하였다. 배관에는 외부결함을 인공적으로 상정하여, 피로균열진전 및 관통의 거동, 균열형상, 누설 및 파단수명, 균열개구변위를 실험과 이론의 양면으로부터 비교·검토하였다. 특히, 배관의 벽두께 관통후에 있어서의 응력확대계수를 평가하기 위하여 새로운 식을 제안하였다. 피로균열이 관벽을 관통하기 전에 있어서는 판모델에 의한 Newman-Raju의 응력확대계수 평가식을 이용하므로서 aspect비와 누설수명 등 관통전의 피로균열성장거동을 평가할 수 있음을 나타내었다. 또한, 피로균열이 관벽을 관통한 후에 있어서는 본 논문에서 제안한 배관모델에 의한 응력확대계수의 평가식을 이용하여 관통후의 균열형상, 파단수명 및 균열개구변위 등 관통후의 피로균열성장거동을 평가하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.11 no.4 s.41
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• pp.409-416
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• 1999

The fatigue crack growth analysis based on the fracture mechanics is useful to the estimation of the fatigue life on welded structures under cyclic loading. The analysis procedure in fatigue crack growth under uniform axial loading is applicable to bending fatigue problem as well. The intent of the present study is to show the procedure for calculating the fatigue crack propagation lifetimes of deckplates under bending stress and to explain the crack growth rates for the two dimensional crack problems. It is shown that the fatigue crack grows at a decreasing rate and the fatigue life depends on the initial crack length and the crack shape. The numerically predicted crack growth agree with the experimental data.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.19 no.2
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• pp.233-239
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• 2007

The main objective of this study was to evaluate the effect of recycled PET fiber made from waste PET bottle on the control of plastic shrinkage cracking of cement based composites. PET is blown as a plastic material and used in a variety products such as a beverage bottle. However, waste PET bottles are thrown after the usage, raising huge problems in terms of the environment. Thus, the research on the method to recycle the PET bottles indicates important aspects in environment and economy. The method to recycle waste PET bottles as a reinforcing fiber for cement based composites is one of effective methods in terms of the recycle of waste PET bottles. In this research, the effect of recycled PET fiber geometry and length on the control of plastic shrinkage was examined through thin slab tests. A test program was carried out to understand the influence of fiber geometry, length and fiber volume fraction. Three type of recycled PET fibers including straight, twist crimped and embossed type. Three volume fraction and two fiber length were investigated for each of the three fiber geometry. Test results indicated that recycled PET fibers are effective in controlling plastic shrinkage cracking in cement based composites. In respect to effect of length of fiber, longer fiber was observed to have efficient cracking controlling with low volume fraction in same fiber geometry while shorter fiber controled plastic shrinkage cracking efficiently as addition rate increase. Also, embossed type fibers were more effective in controlling plastic shrinkage cracking than other geometry fiber at low volume fraction. But, for high volume fraction, straight type fibers were most effective in plastic shrinkage cracking controlling in cement based composites.

• Tunnel and Underground Space
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• v.7 no.2
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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.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.5
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• pp.337-343
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• 2014

This paper presents a continuum-based shape design sensitivity analysis(DSA) method for crack propagation problems using a reproducing kernel method(RKM), which facilitates the remeshing problem required for finite element analysis(FEA) and provides the higher order shape functions by increasing the continuity of the kernel functions. A linear elasticity is considered to obtain the required stress field around the crack tip for the evaluation of J-integral. The sensitivity of displacement field and stress intensity factor(SIF) with respect to shape design variables are derived using a material derivative approach. For efficient computation of design sensitivity, an adjoint variable method is employed tather than the direct differentiation method. Through numerical examples, The mesh-free and the DSA methods show excellent agreement with finite difference results. The DSA results are further extended to a shape optimization of crack propagation problems to control the propagation path.