• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.161-169
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• 1999

이방성체의 평면내 직선균열에 대한 균열선단부근의 응력과 변위의 분포는 어떠한 균열체의 형상 및 하중조건에 대해서도 응력확대계수라는 하나의 매개변수로서 나타낼 수 있다고 하는 것이 파괴역학에서 보편화되어 있다. 그러나 많은 경우에 있어서 급수전개식의 이어지는 항은 정량적으로 중요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 항을 유도하고 이것이 균열진전방향에 미치는 영향에 대하여 검초하였다. 이를 위하여 단축하중을 받는 직방성균열체의 해석을 수행하며 재료는 균질이방성체라고 가정하였다. 급수전개식에서 2차항의 영향을 고려하기 위하여 균열선단에서의 응력의 분포를 재해석하였으며, 2차항의 사용은 정확한 균열진전방향의 결정을 위해서 매우 중요함을 보였다. 초기균열진전각도의 결정을 위해서 수직응력비이론을 적용하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권2호통권95호
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• pp.225-233
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• 1999

This paper describes a versatile finite element technique which has been used to investigate of wide range of structural defects of practical importance. The procedure automatically remeshes the three-dimensional finite element model during the stages of crack growth. Problems analyzed to date include the surface cracks in leak-before-break situations, the development of quarter-elliptical corner defects, planar semi-elliptical surface defects and the fatigue growth of defects.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.361-368
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• 2014

본 연구에서는 테이퍼 보에 대한 미분방정식의 일반해에 캔틸레버 보의 경계조건을 적용하여 모드특성을 추정한다. 또한, 휨을 받는 테이퍼 원형강관 캔틸레버 보에 발생하는 관통균열을 모델링하기 위하여 에너지 방법을 이용하여 균열보에 대한 보 길이방향 휨강성을 구한 후 이를 이용하여 테이퍼 원형강관 캔틸레버 균열보에 대한 고유주파수와 모드형상을 추정한다. 보 길이에 따른 균열보의 휨강성 변화는 기존 연구에서 밝혀진 현상과 유사하게 합리적인 양상을 보였으며, 유도한 휨강성을 적용하여 산정한 균열보의 고유주파수는 균열 크기가 증가할수록 감소함을 확인하였고, 모드형상은 균열발생에 의해 변화함을 알 수 있었다. 연구결과는 향후 테이퍼 원형강관 캔틸레버 보 형태의 타워 구조물에 대한 진동기반 균열탐지에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제17권4호
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• pp.68-73
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• 2004

본 논문에서는 한 쪽 면만 복합재 패치로 보강한 알루미늄 균열평판의 피로균열 진전거동을 해석적인 방법으로 고찰하였다. 한쪽 면 보강 시, 균열선단은 비대칭성과 면 외 굽힘의 효과로 인하여 초기의 직선형태에서 경사곡선형태로 진전한다는 사실을 이전의 연구견과에서 확인할 수 있다. 따라서 정확한 피로거동을 고찰하기 위하여는 이와 같은 균열선단의 변화과정을 예측하고, 이론 해석에 반영하는 것이 필수적이라 하겠다. 본 연구에서는 균열선단 전개형상을 고려한 한쪽 면 보강시의 피로해석을 수행하기 위하여 선형탄성 파괴역학개념을 적용한 3차원 순차적 유한요소 해석기법을 적용하였는데, 이를 통하여 진전하는 균열선단 형상을 단계적, 반복적으로 추적하고 해석모델에 반영하였다. 이와 같은 해석기법을 적용함으로써 패치보강 평판의 피로수명은 물론 균열선단 진전과정도 정확히 예측할 수 있었다. 해석으로 얻어진 균열선단 진전거동 및 피로수명은 상응하는 실험결과와 잘 일치함을 확인하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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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.

• 터널과지하공간
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• 제22권2호
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• pp.93-105
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• 2012

균열암반의 등가역학적 물성을 수치해석적으로 결정할 때 2차원 및 3차원 해석을 비교하였다. 수직균열모델과 암반균열망(DFN) 모델이 균열암반의 형상으로 이용되었으며 3차원 모델으로부터 다양한 방향으로 2차원 모델을 절단하여 역학적 물성을 비교하였다. 본 연구의 지질데이터는 영국 셀라필드 지역의 자료를 기본으로 사용하였다. 직교균열모델에서는 컴플라이언스텐서의 변환을 이용한 해석적 방법이 물성결정을 위해 이용되었으며 암반균열망모델에서는 수치실험이 실시되었다. 2차원 모델에서는 균열이 항상 모델평면과 직교한다고 가정하기 때문에 탄성계수는 항상 3차원보다 크게 계산이 되었다. 2차원 해석에서의 포아송비는 3차원 해석보다 큰 값을 나타내는 경향이 있었으나 반대의 경향도 관찰되었다. 본 논문은 3차원 형상을 단순화시켜 사용하는 2차원 해석의 한계를 정량적으로 고찰하였다는데 의의가 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.363-368
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• 2016

본 연구에서는 수치해석을 통하여 반복하중으로 인해 곡관에 형성되는 피로균열에 대한 분석을 수행하였다. 곡관의 수치해석 모델을 개발하였으며, 균열 형성 시점과 형성 과정에 기초하여 수치해석 모델을 검증하였다. 요소에 erosion 기능을 적용하여 피로균열을 표현하고 형성 시점을 추정하고자 하였으며, 두께방향으로 다수의 요소를 배치하여 균열의 형성 과정 또한 모사하고자 하였다. 100 mm 변위에 대한 실험결과와 비교하여 균열의 형성 시점 및 형상이 잘 일치하는 것을 확인하였으며, 추가적인 다른 변위에 대한 균열의 형성 시점 또한 예측하였다. 본 모델을 사용하여 다양한 형태의 하중에 대해 해석을 수행한다면 곡관의 형상 및 특성에 따른 하중과 균열 형성시점의 관계를 예측할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.38-45
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• 1998

균열의 선단 부근에 대한 응력분포를 합리적으로 예측하기 위해서는 균열을 포함하는 구조물의 국부적인 형상을 정밀하게 모델링해야 하며 이것은 상당한 시간이 요구되는 어려운 작업이 될 수 밖에 없다. 따라서, 본 연구에서는 영역 내부의 요소분할이 필요 없는 경계요소법을 적용하여 균열 선단 부근의 복잡한 형상을 좀더 손쉽게 모델링하는 한편 나머지 부분은 기존의 유한요소법으로 모델링하여 이를 결합하는 해석할 수 있는 수치적 알고리즘을 연구하였다. 균열 선단 부근의 특이점 거동을 처리하기 위하여 다영역 경계요소법을 적용하고, 나머지 원방을 유한요소법을 적용하여 해석할 수 있도록 기존의 연성해석 기법을 수정, 발전시켜 다영역 경계 요소-유한요소 혼합형 정식화를 수행하였으며, 이를 바탕으로 2차원 탄성문제에 대한 수치계산을 수행함으로써 개발된 알고리즘의 타당성을 검토하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.841-850
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• 2004

전 세계적으로 많은 수의 크고 작은 댐이 사용되고 있으나, 콘크리트 댐의 안전성 평가에 있어서 댐 내에 필연적으로 존재하는 균열을 함께 고려한 실질적 해석은 아직 미진한 실정이다. 따라서 향후 건설될 댐에 대해서는 설계 단계에서부터 이러한 파괴역학적 해석이 뒷받침되어야 댐의 안전성 확보에 매우 유리하다고 볼 수 있다. 특히 댐 제체와 지반이 접하는 경계면은 많은 균열 발생이 예상되는 영역으로써 이 균열 사이에 작용하는 양압력의 모델링은 중력식 콘크리트 댐 해석시 매우 중요한 요소이다. 즉, 콘크리트 댐의 균열 안정성 평가는 정확한 양압력의 모델링이 선행되어야 올바른 예측이 가능하다. 댐에 있어서 양압력의 취급은 단지 댐 체제 안정성 평가를 위한 전형적인 수계산 방법으로 널리 사용되고 있으나, 양압력에 대한 유한요소 모델링 방법은 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 중력식 콘크리트 댐과 지반이 접하는 부분에 발생된 균열에 양압력이 작용할 경우, 선형탄성파괴역학의 관점에서 접근하여 양압력이 응력확대계수에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 양압력의 분포형상은 현재 등분포로 가정한 간략해석법으로 수행되고 있으나 최근의 연구 결과에 의하면 양압력 분포형상이 균열면에 따라 변화함을 보이고 있어, 본 연구에서는 수압의 형태를 등분포 형상 외에 삼각형 분포, 제형분포 및 포물선 분포 형상에 대해서도 각각 고려하여 각 분포형상별 응력확대계수를 평가하였다. 응력확대계수의 계산은 일반 8절점 등매개변수요소를 사용한 표면적분법을 사용하였으며, 자중의 영향 및 월류 수압의 영향도 함께 고려하여 해석 결과를 나타내었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.46-54
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• 1998

노치의 기하학적 형상이 동적응력집중계수에 미치는 영향을 동적 광탄성 시험법을 이용하여 규명하였다. 동적 하중 장치로부터 발생하는 탄성파에 의하여 여러 종류의 노치의 기하학적 형상 주위에서 발생하는 동적응력장을 $10^6/sec$의 촬영 속도를 갖는 Cranz-Shardin형 카메라를 사용하여 12장면을 기록하였다. 다양한 노치 선단의 형상에 대한 동적응력특이지수를 간단한 모델링식으로 결정하는 방안을 제시하고, 여러 가지 노치의 기하학적 형상에 대응하여 발생하는 동적응력집중현상을 비교하는데 이용하였다. 동적 광탄성 시험법으로 얻어진 동적응력장을 면밀히 해석하여, 동적응력집중계수가 노치의 형상에 크게 의존함을 규명하였다.