• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권2호통권31호
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• pp.193-204
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• 1997

본 연구에서는 먼저 강한 지진하중에 의해 발생되는 구조물의 파괴와 관련되어 있는 중요한 물리적 인자들의 상호관계를 정량화하기 위하여 반복하중을 받는 구조성분들에 대한 소성피로 문제에 대해서 검토하였으며, 강한 지진과 같은 극심한 반복하중하에서 구조성분들에 대한 극저사이클 피로파괴의 새로운 개념이 도입되었다. 또한 강구조물 요소에 대한 극저사이클 피로파괴 실험을 실시하였다. 실험은 수회에서 20회사이의 반복하중재하 과정에서 궁극적인 파괴를 실현하기 위하여 시도 되었다. 시험체는 H형강의 플랜지 단면처럼 강부재내의 않은 평판요소를 의미하는 직사각형 평판을 사용하였다. 이 시험체에는 비탄성좌굴, 소성신장 또는 이들 2가지의 조합이 발생한 후 부재가 완전히 파괴에 이를때까지 축방향 반복하중을 가하였다. 그 결과 극저사이클 피로하중에 의한 극한파괴상태는 구조요소단면 최외단에서의 최대변형율과 밀접하게 관련되어 있슴을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.339-353
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• 1998

본 논문에서는 정량적인 지진 손상모델의 유도를 위해 먼저 지진 반복하중하에서 구조물 및 그들 요소에 대한 기존의 손상 모델들을 체계적으로 정리한 후 문제점을 평가하였다. 또한, 강한 지진과 같은 심한 반복가력을 받는 강구조 부재에 대한 파괴기준을 묘사하였으며, 강부재에 대한 새로운 지진 손상도 평가방법을 제안하였다. 이 손상모델은 극저 사이클 하중하에서 강부재에 대한 일련의 실험과 수치해석 연구로부터 얻어진 것이다. 본 연구에서 극저 사이클 하중은 큰 소성변형 영역안에서 5~20 사이클의 반복하중을 의미한다. 제안된 내진 손상평가 방법은 변형이 가장 심하게 집중된 단면에 있어서 국소 변형율의 이력에 초점을 맞추어 유도되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.703-710
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• 1994

극저사이클 하중하에서 강구조부재의 비선형 유한요소해석을 실험과 더불어 수행하였다. 본 해석은 강진과 같은 반복하중하에서 강구조부재의 균열발생전까지를 유한요소법으로 추적한 것이다. 해석과 실험결과로부터 얻어진 히스테러틱 거동을 비교한 후, 큰 반복변형을 받는 응력집중부에 있어서 국소변형율의 이력을 수치해석에 의해 시뮬레이션하였다. 이 국소변형율의 이력과 극저사이클 파괴설험시의 균열발생 현상과의 관계를 정량적으로 분석하였다. 실험과 수치해석 결과를 바탕으로 강구조부재의 내전안전성 평가를 위한 새로운 방법이 본 논문에서 제시되었다.

• Composites Research
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• 제17권6호
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• pp.52-57
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• 2004

본 연구에서는 환경 챔버를 이용한 극저온 환경에서, 열.하중 사이클에 따른 탄소섬유강화 복합재의 인장 물성 변화를 고찰하였다. Graphite/epoxy 일방향 복합재 시편에 대하여 시편 상온파손하중의 절반을 가한 상태에서, 상온에서 $-50^{\circ}C$, $-100^{\circ}C$, 그리고 $-150^{\circ}C$ 까지 각각 3회, 6회, 그리고 10회의 열-하중 사이클을 수행한 후 복합재의 인장 강도와 강성을 측정하였다. 그 결과, 온도가 낮아질수록 복합재의 인장 강성은 증가한 반면, 인장 강도는 감소함을 보였다. 그러나 복합재의 인장 강성은 저온 사이클 횟수에 거의 영향을 받지 않았으며 인장 강도는 사이클을 수행하지 않았을 때 보다 오히려 저온 사이클 수행 후 증가함을 확인할 수 있었다. 따라서 실험결과의 고찰을 위해 저온에서 복합재 시편의 열팽창계수를 측정하였고, 주사 전자 현미경 사진을 통해 섬유와 모재의 계면을 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권4_1호
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• pp.23-32
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• 1992

본 연구의 목적은 지진에 의한 강구조 부재의 소성피로손상 및 파괴에 크게 영향을 미치는 중요한 인자를 추출하여 그들간의 정량적 관계를 규명하는 것이다. 이를 위해, 앵글 강부재에 대하여 5~30 사이클 정도의 극저사이클 피로파괴실험을 실시하였다. 실험은 축방향 상대변위에 의해 제어된 반복 하중하에서 행하였으며, 앵글 시험체는 재하초기에 비탄성 전체좌굴 또는 국부좌굴이 발생하였다. 실험결과, 극저사이클 피로파괴하에서 강부재의 에너지 흡수능력은 재하이력과 파괴모우드에 따라 크게 변한다는 것을 알 수 있었고, 균열발생부에서 잔류 국소변형률의 최대치는 재하패턴 변형모우드 폭두께비에 관계없이 25~40% 정도였다.

• 전산구조공학
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• 제7권2호
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• pp.61-67
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• 1994

본 수치해석의 목적은 앵글 강부재의 극저사이클과 파괴실험으로부터 얻어진 거동의 재현 및 특히, 부재중에서 사장 심한 응력을 받는 부분에 대한 국소 응력-변형률의 이력과 누적상황을 추적하는 것이다. 이를 위해, 범용 구조해석 프로그램인 MSC/NASTRAN을 이용하여, 재료 및 기하학적 비선형을 고려한 대변형 3차원 유한요소 해석을 행하였다. 해석은 2단계 즉, 해석 I과 II로 나누어 실시하였으며, 본 해석의 전반적인 거동은 실험결과와 매우 잘 일치하였다.

• 산업기술연구
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• 제22권A호
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• pp.3-8
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• 2002

In this study, extremely low cycle fatigue tests were carried out under push-pull loading conditions using graphite cast iron (GCD). In order to clarify the fatigue fracture mechanism of GCD in an extremely low cycle fatigue regime successive observations of internal fatigue damage were performed. The results obtained are as follows. (1) The process of extremely low cycle fatigue can be classified into three stages which are composed of the generation, growth and coalescence of microvoids inside materials. (2) In an extremely low cycle fatigue regime, microvoids originate from debonding of graphite-matrix interface.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권9호
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• pp.25-32
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• 2006

본 연구에서는 필라멘트 와인딩하여 제작된 복합재/알루미늄 링 시편의 극저온 특성을 고찰하였다. 링 시편은 탄소섬유와 극저온용으로 개발된 Type B 에폭시 수지를 사용하여 제작되었다. 상온으로부터 -150℃까지 링 시편의 열변형률 측정 결과, 극저온 영향에 의해 복합재 내에는 압축 열응력이 발생하였으나 알루미늄 내에는 항복응력의 약 32% 크기의 인장 열응력이 발생하였다. 그리고 이는 극저온에서 알루미늄의 소성하중을 낮추는 결과를 가져왔다. 또한, 실험으로부터 얻어진 극저온 물성을 사용하여 유한요소해석을 수행한 결과, 링 시편 실험을 통해 얻어진 열변형률과 잘 일치함을 보였다. -150℃에서 split disk 치구에 장착된 복합재/알루미늄 링 시편에 6회 하중 사이클을 수행한 후, -150℃에서 인장시험을 수행하였다. 그 결과, 라이너-복합재 탱크 구조물에 대하여 자긴압력 등이 가해질 때, 극저온에서는 자긴압력에 의해 복합재 강도가 상온 보다 더 크게 저하될 수 있음을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.257-268
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• 1994

강진과 같은 큰 반복하중하에서 강부재 및 그들요소의 균열과 파단에 영향을 미치는 중요한 물리적 인자들을 찾아내어, 그 인자들간의 정량적인 관계를 규명하기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 9개의 강판요소와 28개의 앵글 강부재를 시험체로서 사용하였으며, 비탄성 좌굴이 포함된 축방향의 반복하중을 5~20회 정도 받았다. 본 실험은 극저사이클 파괴거동에 있어서 제하이력과 파괴형태 및 단면형상의 영향평가에 특히 촛점을 두었다. 실험결과, 에너지 소산능력은 실험변수에 크게 의존하였으며, 균열의 발생 또는 파단과 에너지 소산능력 사이에 단순한 정량적 관계가 성립되지 않았다. 그러나, 실험변수에 관계없이 균열발생부에 있어서 잔류변형률의 최대치는 일정한 값을 보여주었다.

• Composites Research
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• 제20권4호
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• pp.1-8
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• 2007

본 연구에서는 에폭시 수지조합에 따른 탄소섬유강화 복합재 프리프레그 제작 및 극저온 인장시험을 통해 극저온에서 우수한 기계적 물성을 갖는 복합재 수지조합을 제시하였다. 환경챔버를 이용하여 상온으로부터 $-150^{\circ}C$ 까지 6회의 열-하중 사이클을 수행한 일방향 복합재 시편에 대하여 $-150^{\circ}C$에서 복합재의 인장강도와 강성을 측정하였다. 또한, $-150^{\circ}C$에서 복합재의 섬유수직방향 인장물성 및 면내 전단물성과 같은 모재 지배적인 물성 측정을 통해 수지조성변화가 섬유와 모재의 계면에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과, bisphenol-A 형의 에폭시와 CTBN 고무 변성 형 필러를 비교적 다량으로 함유한 수지조성을 갖는 복합재 시편이 극저온에서 우수한 기계적 물성을 보임을 확인하였다.