• Title/Summary/Keyword: 균열형상

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A Study on the Anchorage Local Stress characteristics of Precast of Precast Prestressed Concrete Beams (프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 부재의 정착부 국부응력 특성에 관한 실험연구)

  • 오병환;임동환;양인환;박상현;장석훈;유승운;김종한
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.224-227
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    • 1992
  • 세그멘탈 교량에 포스트 텐셔닝 힘을 도입할 때 발생하는 가장 큰 문제는 균열의 발생이다. 이러한 균열은 실제 구조물의 강도감소 뿐 아니라, 이 균열은 염분 및 수분 침투의 통로가 되어, 부식 및 동결손상의 주원인이 되어 구조안전도에 큰 문제를 유발한다. 본 연구는 국부 집중 하중을 받는 프리스트레스 정착부의 응력분포 특성을 규명하고, 국부집중응력으로 인한 균열 발생 요인을 규명하여, 균열발생방지방안 및 그 대책을 강구함에 그 근본 목적이 있다. 이를 위하여 텐던에 대한 형상, 국부보강방식, 단일 및 복수텐던의 영향, 구조보강 철근량에 따른 콘크리트 내부 변형도 및 균열양상을 도출하기 위해, 부재를 제작하여 실험을 실시하여 균열의 양상 및 균열발생원인을 조사하고, 그 구체적 보강방안을 찾고자 한다.

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A Study on the Fatigue Crack Growth Behavior of Surface Cracks (SB41 강의 표면 피로균열 진전 특성에 관한 연구)

  • 배원호;김상태;이택순
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.3
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    • pp.916-923
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    • 1991
  • 본 연구에서는 표면 균열이 있는 평판의 탄소성 피로하중 상태에서 성장하는 균열 형태의 변화와, 작용하는 응력의 크기에 따른 균열 개페구 특성의 변화를 연구하 였다.또, 유효 응력 확대계수 범위, .DELTA.K$_{eff}$와 J적분범위, .DELTA.J가 탄소성 응력 상태에서의 표면 피로균열 진전속도를 나타내는 역학양으로 사용되는데 따른 적합성등 을 검토하였다.

Development of Abutment-H pile Connection for Large Lateral Displacements of Integral Abutment Bridges (일체식 교대 교량의 대횡변위를 위한 교대와 H형 말뚝 연결부의 개발)

  • Kim, Woo Seok;Lee, Jaeha;Park, Taehyo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.26 no.4
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    • pp.309-318
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    • 2013
  • Abutment-to-pile connection in an integral abutment bridge is vulnerable to lateral displacement induced by thermal movement of the superstructure. However, previous researches have merely focused on the connection. In order to improve the performance of the connection, new abutment-to-pile connection designs were proposed based on quasi-static nonlinear finite element model. The reinforcement detail specified in PennDOT DM4 and HSS tube were barely effective in controlling crack growing but spiral rebar effectively performed to delay crack growth as well as absorbing energy capacity. However, it was found that delaying cracking and strengthening the connection also caused the high lateral load in superstructures. Consequently, shape of HP pile were modified to introduce plastic hinge of the HP pile for reducing the lateral load in superstructures. Connections with modified HP pile significantly prevented crack propagations under the lateral displacement.

Growth Characteristics and Life Prediction of Single Surface Fatigue Crack with the Variation of crack Configuration Ratios (균열 형상비 변화에 따른 단일표면파로균열의 성장특성과 수명예측)

  • 서창민;서덕영;정정수
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.7 no.2
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    • pp.173-181
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    • 1993
  • This work has been investigated the ralationship between single surface crack length and crack depth have influence on the fatigue life. The simulation based on experimental results of 2.25 Cr-1Mo steel at various crack configuration ratios has enabled successful prediction of fatigue life at room temperature. The effect of crack depth should be considered for predicting fatigue crack growth rates as well as that of surface crack length. It is also shwn that the crack growth mechanisms are in good agreement with expreimental data according to the interaction of crack length and crack depth.

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Prediction of Growth Behavior of Initially Semicircular Surface Cracks under Axial Loading (축하중을 받는 초기 반원 표면피로균열의 진전거동 예측)

  • 김종한;송지호
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.8
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    • pp.1536-1544
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    • 1992
  • A relatively simple prediction method is proposed for initially semicircular surface crack growth under axial loading. The method takes into account the difference in surface crack closure behavior at the depth point and at the surface intersection point, and also the relationship of crack closure for surface crack and through-thickness crack. The prediction method provides conservative estimation for fatigue life within factor of two, and the predicted crack geometry variations agree well with the observed results. As a result, the prediction method proposed here is considered to be useful for engineering application.

Nondestructive Damage Detection in PSC Beams : Frequency-Based Method Versus Mode-Shape-Based Method (고유진동수 이용 손상추정법과 모드형상 이용 손상추정법에 의한 PSC 보의 비파괴 손상검색)

  • 김정태;류연선;조현만
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.1
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    • pp.43-58
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    • 2002
  • A methodology to nondestructively locate and estimate size of damage in beam-type structures using a few natural frequencies or a few mode shapes is presented. A damage-localization algorithm to locate damage from changes in natural frequencies and a damage-sizing algorithm to estimate crack-size from natural frequency perturbation are outlined. A damage index algorithm to localize and estimate severity of damage from monitoring changes in mode shapes is outlined. The frequency-based method and the mode-shape-based method are evaluated for several damage scenarios by locating and sizing damage in PS concrete beams lot which a few natural frequencies and mode shapes are generated from finite element models. The result of the analyses indicates that the two methods correctly localize and closely estimate the size of the crack simulated in the test beam.

Three-Dimensional Virtual Crack Closure Technique Based on Anisoparametric Model for Stress Intensity Factors of Patch Repaired Plates with Cracks at Notches (접착 보강된 노치 균열판의 응력확대계수 산정을 위한 비등매개변수 모델 기반의 3차원 가상균열닫힘법)

  • Ahn, Jae-Seok;Woo, Kwang-Sung
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.32 no.1A
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    • pp.39-48
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    • 2012
  • This study deals with numerical determination of stress intensity factors of adhesively patch-repaired plates with cracks at V-shaped or semicircular notches. The p-convergent anisoparametric model are considered and then three-dimensional virtual crack closure technique is presented using formulations of anisoparametric elements. In assumed displacement fields of an element, strain-displacement relations and three-dimensional constitutive equations are derived with three-dimensional hierarchical shape functions expanded from one-dimensional Lobatto functions. Transfinite mapping technique is used to represent a circular boundary. The present model provides accuracy and simplicity in terms of stress concentration factor, stress distribution, the number of degrees of freedom, and non-dimensional stress intensity factor as compared with previous works in literatures. Stress intensity factors obtained by the three-dimensional virtual crack closure technique are estimated with respect to the variation of width of finite plate, radius of notch root, angular inclination of V-shaped notch, and crack length.

Element and Crack Geometry Sensitivities of Finite Element Analysis Results of Linear Elastic Stress Intensity Factor for Surface Cracked Straight Pipes (표면균열이 있는 직관에 대한 선형탄성 응력확대계수 유한요소해석 결과의 요소 및 균열형상 민감도)

  • Ryu, Dongil;Bae, Kyung-Dong;Je, Jin-Ho;An, Joong-Hyok;Kim, Yun-Jae;Song, Tae-Kwang;Kim, Yong-Beum
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.37 no.4
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    • pp.521-527
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    • 2013
  • This study provides the elastic stress intensity factors, K, for circumferential and longitudinal surface cracked straight pipes under single or combined loads of internal pressure, bending, and torsion based on three-dimensional (3D) finite element (FE) analyses. FE results are compared with two different types of defect assessment codes (API-579-1 and RCC-MR A16) to prove the accuracy of the FE results and the differences between the codes. Through the 3D FE analysis, it is found that the stress intensity factors are sensitive to the number of elements, which they were believed to not be sensitive to because of path independence. Differences were also found between the FE analysis results for crack defining methods and the results obtained by two different types of defect assessment codes.

Damage Tolerance Analysis Using Surrogate Model (근사모델을 사용한 손상허용해석)

  • Jang, Byung-Wook;Im, Jae-Hyuk;Park, Jung-Sun
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.39 no.4
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    • pp.306-313
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    • 2011
  • The damage tolerance analysis is required to guarantee the structural safety and the reliability for aircraft components. The damage tolerance method, which evaluate the life considering the initial crack, considers a fatigue design model of the aircraft main structure. The fatigue crack growth life should be calculated in damage tolerance analysis and the inspection time to define the replacement cycle. In this paper, the damage tolerance analysis is performed for a turbine wheel which has complex geometry. The equation of the stress intensity factor for complex geometry is hard to know, so that they are usually processed by finite element analysis which takes long time. To solve this problem, the stress intensity factors at specified crack are obtained by the FEA and the crack growth life is evaluated using the surrogate model which is generated by the regression analysis of the FEA data. From the results, the efficiency of the crack growth life calculation and the damage tolerance analysis could be increased by taking the surrogate model.

Electron Beam Welding on Module-typed Turbine Diaphragm (모듈 형 터빈 다이아프람의 전자빔 용접 기술)

  • Kim, Yong-Jai;Shim, Duck-Nam;Jung, In-Chul
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.107-107
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    • 2009
  • 모듈 형 터빈 다이아프람은, 아우터 링(outer ring), 스팀 패스(steam path)와 이너 웹(inner web)의 원형 형상을 갖는 세 부분을 조립하여 원주 방향의 용접 조인트를 형성하는 기존의 다이아프람 형태가 아니라, 아우터 슈라우드(outer shroud), 베인(vane)과 이너 슈라우드(inner shroud)의 세 부분이 하나의 모듈을 이루고 이러한 모듈을 원주 방향으로 조립하여 방사 방향의 조인트를 형성한다. 전자빔 용접은 이와 같은 방사 방향의 조인트를 수직으로 가로지르는 용접 궤적을 따라 진행되며, 용접 패스에 따라 형성되는 용융 비드의 단면적만큼 인접하는 두 모듈을 접합시킨다. 이 경우 용융 비드의 단면적과 형상은 두 모듈의 결합 강도를 결정하는 중요한 요소가 되어, 제작 시 다이아프람의 크기와 두께에 따라 용입 깊이와 평균 단면 비드 폭을 규정하고 있다. 본 연구에서는 용입 깊이와 단면 비드 폭의 요구 조건을 만족하면서 결함이 없는 건전한 용접부를 얻을 수 있는 최적 용접 조건을 도출하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 플레이트 시편과 모듈 시편을 사용한 기초 실험과 유사 시제품(semi-mockup) 실험을 실시하였다. 플레이트 기초 실험을 통해 전자빔 주요 변수인 빔 전류, 초점 위치, 용접 속도, 빔 진동 폭 변화에 따른 용융 비드 형상 변화를 관찰하였고, 빔 전류가 용입 깊이에 가장 큰 영향을 주는 인자임을 확인하여 요구 용입 깊이 별 적정 빔 전류 값을 설정하였다. 용접 속도는 생산성 측면에서 균열이 발생하지 않는 범위에서 가능하면 가장 큰 값을 사용하였고, 빔 진동 폭은 초점 위치와 함께 단면 비드 형상 결정에 많은 영향을 주는 인자로 확인되어 균열이 없는 가장 이상적인 단면 비드 형상인 완만한 쐐기 형태가 되도록 설정하였다. 이 후 실제 제품 폭과 용접 패스를 갖는 블록 모듈 실험을 통해 설정 용접 변수의 적용성과 균열 발생 여부를 확인하였고, 이 때 적용 제품 폭이 30 mm 이하이며 요구 용입 깊이가 50 mm 이상의 경우에서 비드 중앙부 균열이 발생함을 관찰하였다. 따라서 해당 영역의 제품에는 균열 저항성이 높도록 용접 속도와 빔 진동 폭을 줄여 최적 용접 변수를 새롭게 설정하였으며, 이를 유사 시제품 실험에 적용하여 최종적으로 용접 변수 안정성을 검증하였다. 이러한 실험을 통해 확인된 최적 용접 조건을 실 제품 제작에 적용하여 모듈 형 터빈 다이아프람 전자빔 용접 제작을 성공적으로 완료할 수 있었다.

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