• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권6호
• /
• pp.193-200
• /
• 2023

본 논문에서는 전자기장 노출을 통한 강섬유의 방향 정렬 방법이 휨파괴거동에 미치는 영향을 비교, 분석하였다. 강섬유의 방향을 휨공시체의 종방향으로 정렬할 수 있는 규모의 솔레노이드를 설계, 제작하였다. 설계강도 30MPa의 강섬유보강콘크리트 휨공시체를 제작하였으며, 이를 전자기장에 노출한 공시체와 노출하지 않은 공시체로 구분하여 휨파괴 실험을 수행하였다. 실험변수는 강섬유의 혼입률과 형상비로 하였다. 실험결과, 전자기장에 노출된 시험체의 휨강도, 최대하중에서의 개구변위가 미소하게 증가하였으며, 특히 파괴에너지의 증가가 명확하게 확인되었다. 잔존강도의 증가가 파괴에너지 증가에 가장 큰 영향을 준 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제31권9호
• /
• pp.17-27
• /
• 2015

벤더엘리먼트가 장착된 삼축압축시험장비를 이용하여 모래에 대한 일련의 압밀배수시험을 수행하였다. 상대밀도 및 유효구속응력 조건을 달리하여 각각의 조건별 응력-변형률 관계를 측정하였으며, 압밀이 종료된 시점에서의 전단파 속도를 측정함으로써 전단파 속도와 간극비, 유효응력, 그리고 전단강도와의 상관관계를 분석하였다. 분석 결과, 미소변형률에서의 전단파 속도로부터 계산된 최대전단탄성계수와 파괴 시의 축응력과 압밀 시의 구속응력의 합으로 정의되는 유효수직응력간에는 고유한 상관관계가 존재하는 것으로 나타났다. 도출된 전단탄성계수와 유효수직응력간의 상관관계는 유효구속응력을 정규화시킴으로써 정확도를 향상시켰다. 본 연구를 통해 제시된 상관관계를 통해 전단강도 및 내부 마찰각을 예측하였을 시, 실제 실내 시험을 통해 산출된 내부 마찰각을 정확하게 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 미소변형률에서의 전단파 속도를 기반으로 신뢰성 높은 파괴 시 전단강도, 나아가 내부 마찰각까지 예측이 가능하다는 것을 의미하며 기존 SPT-N value와 경험식을 통해 내부 마찰각을 예측하여 설계에 적용하는 방식의 불확실성을 개선해 줄 수 있는 매우 유용한 방법이라고 판단된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제13권6호
• /
• pp.444-454
• /
• 2003

최근 TBM등의 기계식 터널 굴착에 널리 사용되는 커터 디스크 관입에 의한 암석 파쇄 기술은 커터디스크 관입에 따라 국부적으로 높은 응력이 발생하고 미소균열이 생성 및 전파되는 과정이며, 이러한 현상은 암석의 불균질성에 기인한다. 따라서 본 연구에서는 수치해석적으로 TBM에 의한 파괴 메카니즘을 규명하기 위하여. Weibull 분포함수를 이용하여 암석의 불균질 강도 물성을 고려하였으며, 파괴후 물성 저하를 고려하기 위하여 저감지수를 도입하였다. 본 연구결과로부터 단일 커터 디스크 관입시 측압이 매우 중요한 영향을 미치며, 측압이 작을수록 관입에 저항하는 강도는 약하여 커터 디스크와 접촉하는 면과 수직한 방향으로 파괴가 잘 발생하고 측압이 클수록 암석 표면을 따라 chipping 현상이 잘 나타났다. 또한 두 개의 커터 디스크가 작용하는 경우 파괴영역이 전파되고 상호 연합되어 최종적으로 파괴가 발생하는데, 커터 디스크 간격이 70 mm인 경우가 40 mm와 100 mm인 경우 비해 좋은 파쇄효율을 나타내었다. 이상의 결과로부터 커터 디스크 관입에 의한 암석의 chipping 과정 및 메카니즘의 이해와 TBM 터널 설계를 위한 다양한 검토를 해석적 기법으로서 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.314-321
• /
• 1987

본 논문에서는 용접열영향부(heat affected zone: HAZ)의 인성에 영향을 미치 는 인자중에서 잔유응력의 영향은 중대한 문제로 주목되고 있으며, 이로 인한 용접재 의 기계적 성질의 저하를 경함하기 위한 방법으로 용접후열처리(post weld heat trea- tment: PWHT)에 의한 제거방법을 이용하고 있다.그러나 이 열처리는 보톤 600.deg. C 이 상의 고온에서 실현되기 때문에 열처리과정에서 템퍼링(tempering)효과로 인한 HAZ의 열화가 때때로 발생하고 있어서 용접 시공상 문제로 되고 있다. 또한 PWHT시에는 가 열중이나 냉각중에도 열처리효과가 진행되고 있다고 볼 수 있으므로, PWHT가열속도는 기계적 성질의 개선이라는 이유외에 경제적 측면에서도 중요시 된다. 특히 용접조직 의 포화는 파괴의 양식에 직접반영되어, 파면형태의 차로 나타나므로, 본 조직의 포화 와 관련시켜 검토하기 위하여 열처리된 HAZ를 대상으로 작용된 응력의 크기와 가열속 도가 HAZ의 파괴인성에 어떠한 영향을 미치는지를 COD파괴인성시험과 미소경도측정, 그리고 주사전자현미경관찰을 통하여 고찰하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제26권5호
• /
• pp.396-408
• /
• 2016

암석파괴역학은 토목공학과 암반공학의 다양한 분야에서 널리 적용되는 학문이다. 그러나 대부분의 암반 공학 문제에서 mode II 거동이 우세함에도 불구하고 관련 연구는 mode I 거동에 대한 것이 대부분이다. 현재 mode I의 경우 4개, mode II 파괴인성의 경우 단 한 개의 ISRM 표준시험법이 있다. 본 연구에서 제안하는 새로운 시험법은 문헌조사를 통해서 필요조건으로 구속압 가능 여부, 노치성형의 용이성, 기존 시험장비의 활용, 단순한 시험절차를 정하고 이에 부합하도록 개발하였으며 SCC(Short Core in Compression)로 이름을 정하였다. Mode II 파괴인성 계산에 필요한 응력확대계수 계산식을 3차원 수치해석을 통해 선하중과 분포하중 조건에 대해서 구하였고 노치성형을 위한 지그도 제작하였다. 개발된 시험법을 MTS 시스템을 사용하여 화강암에 적용하였으며 가압속도는 0.002 mm/s로 하였다. 시험 결과 $2.33MPa{\sqrt{m}}$의 mode II 파괴인성을 얻었다. 동일한 화강암 블록에서 확보한 시험편에 대하여 간접인장시험으로 구한 mode I 파괴인성은 $1.12MPa{\sqrt{m}}$였다. 따라서 $K_{IIC}/K_{IC}=2.08$로 mode II 파괴인성이 mode I보다 크게 나타났다. 또한 비교적 매끄러운 파괴면과 암분의 생성을 통하여 SCC 시험법이 mode II 거동을 잘 표현함을 확인하였다. 따라서 제안된 SCC 시험법은 암석의 mode II 파괴인성을 결정하는 데 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
• /
• pp.101-106
• /
• 2003

In order to investigate the mechanical behavior of newly developed materials, the evaluation of mechanical properties using small-size specimen is essential. For those purposes, an instrumented impact testing apparatus, which provides the load-displacement curve under impact loading without oscillations, was devised. To develop the test procedure with the setup, the impact behaviors of various kinds of structural materials such as S45C, SCM4, Ti alloys (Ti-6V-4Al) and Zr-based bulk amorphous metal, were investigated through the instrumented Charpy V-notch impact tests. The calibrations of the dynamic load and displacement that was calculated based on the Newton' second law were carried out through the quasi-static load test and the comparison of a directly measured value using a laser displacement meter. Satisfactory results could be obtained. The crack initiation and propagation processes during impact fracture could be well divided on the curve, depending on the intrinsic characteristic of specimen tested; ductile or brittle. The absorbed impact energy in Zr-basd BAM was largely used for crack initiation not for crack propagation process. The fracture surfaces under impact loading showed different feature when compared with the static cases.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제12권4호
• /
• pp.63-75
• /
• 1994

The conventional SCC(stress corrosion cracking) test methods have much difficulty in evaluating the SCC behaviors of the localized zone like HAZ, bond line and weld metal because of the specimen size. Accordingly, the purpose of this paper is to develop the new SCC test method of the welded zone by evaluating the SCC susceptibility on parent metal and various microstructures of the welded zone by SP(small punch) test method using miniaturized small specimen and SSRT(slow strain rate test) method(SP-SSRT). Besides, this study is to verify the efficiency of the SP-SSRT results through AE(acoustic emission) test which is a useful technique to monitor the microfracture processes of the material. From the results of SCC susceptibility, SEM observation and AE test, it can be concluded that the SP-SSRT test using miniaturized small specimen(10mm*10mm*0.5mm) will be a good test method to evaluate the SCC susceptibility on the local zone such as the welded zone.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권5호
• /
• pp.689-697
• /
• 2002

콘크리트 삼점휨 시험편의 변위제어에 의한 동적 파괴실험으로 하중과 하중점-변위가 측정되었다. 변형률 게이지를 사용하여 균열의 성장길이가 측정되었으며, 균열이 성장되는 동안의 평균속도는 0.16 ~ 66 m/sec이었다. 균열성장에 대한 파괴에너지는 측정된 외부일에 대한 하중점-변위에 대한 운동에너지와 영구변형이 고려되지 않은 탄성에너지의 차이로부터 계산되었다. 모든 균열속도에 대해 23mm의 균열성장 동안 미소균열이 성장되며, 51 mm의 최대 탄성0에너지까지 안정 균열성장과 이후의 불안정 균열성장을 보였다. 균열속도가 66msec인 경우를 제외하고 80mm의 균열성장에서 균열성장의 구속이 관측되었다. 균열속도에 대한 파괴에너지와 파괴에너지율의 분석은 13mm/sec보다 느린 경우에 정적 거동을 그리고 1.9m/sec보다 빠른 속도에서 동적 거동을 보였다. 동적 실험에서 측정된 하중과 하중점-변위 관계의 큰 차이에도 불구하고 관성력과 균열성장길이 그리고 탄성에너지의 차이로 불안정 균열성장 이전의 균열속도에 대한 파괴저항은 균열속도에 영향을 받지 않았다. 안정 균열성장 동안의 최대 파괴저항은 최대하중 이후 최대 탄성에너지에서 발생되며, 동적 실험이 정적 실험보다 147% 큰 값이었다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.53-62
• /
• 1992

본 연구에서는 약 10년 정도 사용하여 경년 열화가 되었다고 예상되는 실구조 물의 일부를 입수하였으며 열화재의 특성과 비교하기 위하여 열처리에 의해 충격치를 회복시킨 재료를 회복재로 하여 두가지 재료에 대해 시험편을 제작하였따.열확현상 을 파악하기 위하여 평활재로 피로과정, 즉 미소 균열의 발생, 진전 및 복수 균열이 간섭합체하여 파단에 달하는 과정에 대하여 파괴역학적 견지에서 열화재와 회복재를 해석하고 이결과로 부터 확율변수를 추정하여 통계학적인 수명예측방법의 하나를 제시 하여 실구조물에 적용하는 방법에 대해 시도해 보았다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.197-203
• /
• 2001

항공기나 대형 플랜트 등의 경년구조물에 있어서 제조 및 설계 혹은 작업환경 등에 의해 발생하는 미소결함은 응력부식파괴로 이어지는 결정적인 원인으로 알려져 있다. 따라서 제조단계에서의 결함의 검출뿐만 아니라 운전개지 후에 있어서도 비파괴검사에 기초를 둔 정기적인 건전성평가가 요구된다. 특히 구조물내의 미소균열 평가는 구조건전성 평가에 있어서 중요한 과제라 할 수 있다. 자기광학소자를 이용한 비파괴탐상법은 균열부근의 누설자속에 의한 자구 및 자벽의 변화를 이용하여 균열정보를 화상형태로 얻는다. 그러므로 빠른 탐상속도와 결과데이터 해석의 용이 그리고 실시간적으로 탐상결과를 획득할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 논문은 자기광학소자를 이용한 새로운 비파괴적 탐상법을 제안하고, 본 탐상법을 이용하여 구조물에 존재하는 표면결함의 검출가능성 및 균열깊이의 평가를 실증하였다. 표면결함을 갖는 시험편과 파이프의 내면에 존재하는 피로균열을 대상으로 실험을 실시한 결과, 표면결함의 위치 및 2차원적 형상을 화상형식으로 얻을 수 있음을 증명하였다. 또한 피로시험중의 시험편을 대상으로 균열발생 및 균열진전과정을 평가를 통하여 원격탐상의 가능성을 제시하였다.