• 문화기술의 융합
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• 제10권1호
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• pp.363-368
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• 2024

선박, 해양구조물 또는 해상풍력 발전설비 하부구조와 같이 해양환경에서 사용되는 강구조물은 부식이 쉽게 발생한다. 본 연구에서는 실험을 통하여 희생전극으로 많이 사용되는 아연전극의 방식전위와 동등한 -1050mV vs. SCE에서 환경하중에 기인하는 부식피로균열 진전특성에 대하여 고찰하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 -1050mV vs. SCE의 음극방식이 해수환경중의 피로균열 진전에 미치는 영향에 대해 합성해수중에서 파랑주기를 고려하여 실험적 고찰을 실시하였다. 음극방식에 의한 방식법은 부식을 차단하지만 과도한 방식은 화학반응에 의하여 수소를 발생시키며, 또한 석회질퇴적물을 발생시킨다. 피로균열진전율은 실험초기에는 해수부식환경하에서의 진전율보다 빠른구간이 나타났다. 그리고 균열길이가 증가하여 응력확대계수 K가 커질수록 균열의 진전율은 해수중의 피로균열진전율보다 느려지는 현상이 나타났다. 그러나 대기중의 균열진전속도보다는 항상 빠른 진전속도를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1472-1478
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• 1991

본 연구에서는 Rectangular Computer Tension(CT) 시편을 수정하여 만든 표준 시편인 MRL-CLWL시편(material research laboratorycrack line wedge loaded specimen )으로 균열정지 인성치를 결정하였다. 그리고 CT시편과 같은 효과를 갖는 Newman등 이 제안한 round compact tension(RCT)시편을 수정한 Round-CLWL 시편으로 균열정지인 성치를 결정하여 상호 비교평가하였다. Round-CLWL 시편은 시편제작시 round-bar를 절단하여 시편으로 가공할 수 있으므로 가공성이 좋으며 따라서 가공비가 적게 든다. 특히 균열 위치 및 방향을 임의로 선택하여 가공하기가 용이하므로 방향성이 있는 소 재의 균열정지 인성치를 결정하는 데 매우 편리한 시편이라 생각된다. 본 논문에서 는 Round-CLWL 시편으로 $K_{1a}$ 값을 계산하는데 필요한 형상계수를 결정하였으며, Polymethylmethacrylate(PMMA)를 사용하여 Round-CLWL 시편 채택의 타당성 확인을 위 한 MRL-CLWL과 Round-CLWL 시편 채택의 타당성 확인을 위한 MRL-CLWL과 Round-CLWL시 편의 $K_{1a}$결정 실험을 하였다.하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.112-118
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• 1990

본 연구에서는 ASTM-E24.01.06에서 제안하고 있는 실험방법을 응용하여 균열 정지 파괴인성값을 측정하였다.즉 쐐기와 분리형 부싱(wedge and split bushing)으 로 압축하중을 가함으로 균열선 웨지하중 시편[crack line wedge loaded specimen(CL- WL시편)]에 인장력을 발생시켜서 균열정지 응력확대계수( $K_{1a}$)를 결정하였다. 그리고 균열개시 응력확대계수가 균열정지 응력확대계수에 미치는 영향들을 여러가지 재료들에 대하여 체계적으로 검토하였다.다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권9호
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• pp.809-815
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• 2017

압력용기 재료로 사용되는 STS 304강은 저온에서 기계적 특성이 우수하지만, 다른 합금과 비교하여 중량이 무겁다. 이러한 문제를 해결하는 방안으로 STS 304강에 콜드 스트레칭(Cold stretching)공법을 사용하는 방법이 있다. 본 연구에서는 ASME 규정에 따라 제작된 콜드 스트레칭 압력용기에서 직접 채취한 콜드 스트레칭부 및 용접부 시험편을 이용하여, 상온 및 $-170^{\circ}C$에서 응력비 0.1과 0.5에 대하여 컴플라이언스법을 이용하여 피로균열진전시험을 수행하였다. 시험결과, 용접부의 피로균열진전속도는 콜드 스트레칭부에 비해 동일 응력확대계수범위에서 빠른 것을 확인하였다. 이러한 결과는 콜드스트레칭 공법을 사용하여 제작한 STS강 압력용기 개발을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.469-475
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• 2008

콘크리트에 존재하는 균열은 염소이온의 빠른 침투를 유도하여 콘크리트의 내구성을 크게 감소시키는 주요 요인임은 분명한 사실이다. 저자는 지난 연구에서 표면에서부터, 임계균열폭에 대응한 균열길이가 내구성 설계에 중요함을 제안하였다. 현 시점에서 균열에 영향을 미치는 다양한 콘크리트의 배합특성이 균열부를 통한 염소이온의 침투에 미치는 영향을 다룬 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 콘크리트의 굵은골재 최대치수, 콘크리트의 고강도화, 강섬유 보강 등의 다양한 배합특성이 균열을 통한 염소이온의 침투에 미치는 영향을 고찰하는 것이다. 연구 결과에 의하면, 굵은골재 최대치수가 작은 골재를 함유한 콘크리트는 많은 미세균열이 발생하지만, 염소이온 침투에 직접적인 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 그러나, 굵은골재 최대치수가 상대적으로 큰 콘크리트의 경우, 골재 표면을 통해 균열이 발전하여 서로 연결되기 쉽고 이는 빠른 염소이온 침투를 유도하는 것으로 판단된다. 또한, 고강도콘크리트는 균열이 없는 조건에서는 염소이온의 침투에 대한 저항성이 대단히 우수하였으나, 균열이 존재하면 보통콘크리트와 거의 유사한 수준으로 염소이온이 침투되므로 균열의 발생시, 내구성능이 매우 취약해짐을 알 수 있었다. 강섬유의 보강은 인장 응력 발생시 균열의 진전을 효과적으로 제어하여 균열길이가 감소하는 효과를 얻을 수 있었다.

• 부식과 방식
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• 제12권1호
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• pp.30-38
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• 2013

원전의 구조적 건전성에 문제가 될 수 있는, 오스테나이트계 합금의 환경조장균열(EAC)에 대한 거동을 실험적인 결과와 문헌 조사를 통해 분석하였다. 일차측 환경에서 주기적인 반복하중을 받을 때에는 기계적인 피로균열에 더해 수소유기균열이나 동적변형시효 등으로 인한 가속화 메커니즘을 통해 피로수명 감소가 나타났다. 따라서 EAF에 대한 저항성은 전반적인 부식저항성이 우수한 니켈기합금이 스테인리스강보다 크게 나타났다. 그러나 일정한 하중을 받을 때에는 내부산화에 의해 국부적인 취약부인 입계로의 빠른 균열의 생성과 진전이 나타나 일차수 응력부식균열(PWSCC)이라는 형태로 발생한다고 여겨진다. 이때는 니켈-크롬의 비율이 내부산화 저항성에 영향을 미쳐, 비율이 낮은 스테인리스강은 높은 저항성을 가지고, 비율이 높은 니켈기합금은 낮은 저항성을 가진다. 그러나 아직 이러한 균열 메커니즘에 대한 명확한 이해가 부족하므로, 명확히 규명하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.197-203
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• 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.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권3호
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• pp.52-62
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• 1994

기계나 구조물 파괴의 대부분은 노치부를 기점으로 하여 발생하기 때문에 첨단복합재료를 노지부 재로서 안전하면서도 경제적으로 사용하기 위해서는 각종 조건하에 있어서 강도특성을 명확히 하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 노치를 갖는 복합재료를 이용하여 각종조건하에서 강도특성평가실험을 행하였으 며, 얻어진 결과를 종합하면 다음과 같다. (1) 첨단복합재료 노치재는 試驗片의 幾可學的 形狀과는 관계없이 노치반경 p만에 의해 결정되는 최대탄성응력 $\sigma_{max}$일정의 條件下에서 破t짧된다. (2) 破斷時 최소단면에서의 공칭응력 $\sigma_{c}$와 응력집중계수 $K_{t}$와의 관계에 있어서,$\sigma_{c}$의 값이 $K_{t}$의 증대와 더불어 떨어지고 있는 부분과, $K_{t}$와 관계없이 거의 일정하게 되고 있는 부분으로 나누어지는 現象은 노치재의 回轉굽힘 또는 인장압축파열에서 보여지는 현상과 外觀上 對應하고 있다. 즉, 정적파괴와 피로파괴는 파괴의 양상이 비슷하다 (3) PEN수지단체의 경우, 피로균열발생은 점발생적 피로균열이 최대탄성응력에 의해 지배되며, 노치에 만감하며,균열전파수명은전수명에 비해 상당히 짧다. (4) 단탄소섬유강화복합재료의 경우, 피로균열은 섬유端에 응력이 집중하기 때문에 일반적으로 섬유端에서 아주 빠른 시기에 발생하지만, 섬유가 피로균열진전에 대해 방해물로 작용하기때문에 아주 천천히 전파한다. (5) 短탄소鐵維는 피로균열발생에 대해서는 負의 강화작용 전수명의 극히 초기단계에 피로균열 발생을, 피로균열전파에 대해서는 正의 강화작용을 한다. (6) 단탄소섬유를 PEN에 강화함으로 인해 정적강도 보다 피로강도에 더 큰 강화효과를 초래했으며, 선형노치역학의 개녀은 첨단 복합재료의 강도평가에 대단히 유효했다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.23-30
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• 2012

콘크리트 표면에 존재하는 균열은 염소이온의 침투에 대한 빠른 침투 통로가 되어 내구성능을 저하시킬 수 있다. 균열을 제어하기 위하여 설계적 측면에서 높은 철근비로 균열폭을 감소시킬 수는 있으나, 이러한 균열이 실질적으로 내구성을 저하시키는데에 따른 검토 및 내구성 향상을 유도할 수 있는 방법이 필요하다. 표면도막공법은 균열폭이 작은 경우에 균열을 실링하여 염소이온 침투를 차단하는데 가장 간단한 방법중의 하나이며, 경제성 대비 성능도 만족할 만 하다. 그래서 표면도막공법이 콘크리트와 균열을 함침하여 유해물질의 침투로 인한 철근의 부식을 제어하기 위한 유효성을 검토하는 연구가 필요하다. 본 연구는 표면도막공법으로 압축응력 인가로 인한 미세균열을 통한 염소이온 침투의 제어 가능성을 검토하고자 하였다. 실험결과는 염소이온은 압축응력 인가율 50~70%, 탄산화는 70~80%의 범위에서 임계응력이 존재하는 것으로 나타났는데, 이 임계치 이상을 초과하게 되면 상대적으로 심각한 열화가 진전되는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 표면도막공법은 균열치료효과를 얻는데 유효한 것으로 판단되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.56-64
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• 2021

구조체 열화, 손상 등에 의해 발생하는 누수는 동결융해에 의한 체적 변화를 유발하는 주요 원인 중 하나이며, 콘크리트 내부의 미세균열, 표면 스케일링 등을 유발한다. 이러한 손상은 염화물 등 외기 유해물질 침투 및 확산을 가속화시킨다. 시설물 성능평가 세부지침(2020)에서 피복 콘크리트 품질과 동해환경 지표가 새롭게 제시되었으며, 피복 콘크리트 품질은 반발경도시험으로, 동해환경은 동결융해 싸이클 수로 평가한다. 본 논문에서는 빠른 동특성 기반 초음파 비선형성을 통해 동결융해에 의한 초기 미세손상을 평가하고자 하였다. 서로 다른 물-시멘트비(40%, 60%)와 공기량(1.5%, 3.0%)을 가지는 콘크리트 시험체를 제작하고, 동결융해 싸이클 수를 증가시키며 압축강도, 반발경도, 상대동 탄성계수, 초음파 비선형성을 측정하였으며, SEM을 활용하여 미세균열 발생 및 진전을 분석하였다. 그 결과, 상대동탄성계수 및 반발경도로는 확인이 어려웠던 초기 미세손상을 공진주파수 비선형성 측정을 통해 탐지할 수 있었으며, 콘크리트의 동결융해 저항성능을 예측할 수 있다는 가능성을 확인하였다.