• Tribology and Lubricants
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• 제18권3호
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• pp.219-227
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• 2002

A linear elastic fracture mechanics analysis of double subsurface cracks propagation in a half-space subjected to moving thermomechanical surface traction was performed using the finite element method. The effect of frictional heat at the sliding surface on the crack growth behavior is analyzed in terms of the thermal load and peclet number. The crack propagation direction is predicted in light of the magnitudes of the maximum shear and tensile stress intensity factor ranges. When moving thermomechanical surface traction exists, subsurface horizontal cracks are propagation in-plane crack growth rate at the beginning but they are propagation out-of-plane crack growth rate by the frictional heat which is occurrence by the repeated sliding contact.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2000년도 제32회 추계학술대회 정기총회
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• pp.50-58
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• 2000

A linear elastic fracture mechanics analysis of multiful subsurface cracks propagation in a half-space subjected to moving thermomechanical surface traction was peformed using the finite element method. The effect of frictional heat at the sliding surface on the crack growth behavior is analyzed in terms of the thermal load and peclet number. The crack propagation direction is predicted in light of the magnitudes of the maximum shear and tensile stress intensity factor ranges. When moving thermomechanical surface traction exists, subsurface horizontal cracks are propagation in-plane crack growth rate at the beginning but they are propagation out-of-plane crack growth rate by the frictional heat which is occurrence by the repeated sliding contact.

• Tribology and Lubricants
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• 제16권5호
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• pp.373-380
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• 2000

Finite element analysis is performed on the subsurface crack propagation in brittle materials due to sliding contact. The sliding contact is simulated by a rigid asperity moving across the surface of an elastic half-surface containing single and multiple cracks. The single crack, coplanar cracks and parallel cracks are modeled to investigate the interaction effects on the crack growth in contact fatigue. The crack location is fixed and the friction coefficients between asperity and half-space are varied to analyze the effect of surface friction on stress intensity factor for horizontal cracks. The crack propagation direction is predicted based on the maximum range of shear and tensile stress intensity factors. With a coplanar crack, the stress intensity factor was increased. However, with a parallel crack, the stress intensity factor was decreased. These results indicate that the interaction of a coplanar crack increases fatigue crack propagation, whereas that of a parallel crack decreases it.

• 터널과지하공간
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• 제32권3호
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• pp.219-230
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• 2022

GREAT 셀은 실험실에서 심부지층의 열-수리-역학적 조건을 구현하기 위해 설계된 시험장비로서, 시료 길이방향 축을 중심으로 회전하는 측면의 가압장치를 이용하여 다축 응력장을 생성할 수 있고 균열이 포함된 시료에 대해 유체유동 실험이 가능하다. 본 연구에서는 GREAT 셀을 이용한 삼축압축시험을 수치 해석적으로 모사하고 시료 측면에 작용하는 구속압 조건에 따른 역학적 거동을 분석하였다. 균열이 없는 고분자 재질의 시료에 대한 삼축압축시험 사례를 수치모사하여 실험결과와 비교하였다. 수평 구속압의 균등 및 불균등 조건에서 시료 표면의 변형률(원주변형률)을 분석하였으며, 실험결과와 유사한 경향을 보이는 것으로 검토되었다. 추가로 균열이 포함된 가상의 시료모델을 구성하여 균열면의 마찰 특성 및 형상이 시료 변형에 미치는 영향을 조사하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4A호
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• pp.299-305
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• 2009

본 연구에서는 철도교의 세로보 절취부에서의 피로균열 발생 원인을 연구하기 위하여 실제로 피로균열이 발생한 철도교를 연구대상으로 실물크기의 가로보-세로보 바닥틀 모형을 제작하고 실내실험을 수행하였다. 연구 결과 세로보 상부절취부에서의 피로균열 발생원인은 세로보의 단부에서 발생하는 부모멘트에 의한 상부절취부 복부판의 면내응력의 반복적 작용 결과이고, 하부절취부에서의 피로균열 발생 원인은 세로보 단부의 고정단에 대한 하부절취부 복부판의 상대적 면외변형에 의해 발생하는 면외응력의 반복적 작용 결과라는 결론을 얻었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권4호
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• pp.407-417
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• 2016

본 연구에서는 콘크리트 합성부재의 합리적인 수평전단강도 평가를 위하여 합성보 전단 실험을 수행하였다. 실험 변수로는 PC부재의 유형(PC+RC, PSC+RC, SFRC+RC), 고강도 콘크리트 대비 저강도 콘크리트의 면적비, 전단철근비를 고려하였다. 실험 결과, 수평 균열 발생 시 부재 내력이 감소하였으며 전단철근의 기여도와 계면 상태가 수평전단강도에 영향을 주는 것으로 나타났다. 기존 실험 결과를 실험 방법 및 계면 상태로 분류하여 현행구조기준과 비교하였으며 분석결과를 바탕으로 개선된 설계방안을 제안하였다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.753-760
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• 2020

본 연구에서는 정밀 3차원 수치해석모델을 이용하여 수직하중(받침설계하중)과 수평하중(지진시 발생되는 수평력)을 적용하여 교량받침 교체시 보자리의 구조적 안전성에 대한 검토를 수행하였다. 기존 콘크리트와 교량받침 교체로 인해 새로 타설된 콘크리트의 응력 및 용접된 철근에 발생하는 응력 및 변위 결과를 수치해석적으로 확인하였다. 수치해석결과, 수평력 및 보자리 높이 증가는 신구콘크리트 경계면의 발생응력의 증가에 따른 콘크리트 균열(파괴) 및 내부 철근연결부의 응력증가를 초래하는 것으로 분석되었다. 따라서 보자리 높이 증가는 수평력의 크기와 직접적인 상관관계가 있으며 받침 용량에 적합한 보자리 높이 적용이 필요할 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 보자리에 작용하는 수평력의 크기와 보자리 높이와의 상관관계를 변수로한 받침교체공사 가이드라인을 도표로 제시하여 교량받침 용량에 적합한 보자리 높이 설정 및 보강유무를 결정하는 방안을 제시하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.191-200
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• 1999

집중하중을 받는 단순지지 철근콘크리트 깊은 보를 대상으로 콘크리트의 압축강도, 전단스팬비, 웨브 수직 및 수평 보강철근비를 변수로 하여 깊은 보의 구조거동과 전단강도를 실험적으로 조사하였으며, 각 변수의 영향을 고찰하고 규준식 및 제안식 등과 비교, 검토하였다. 42개의 시험체를 실험한 결과, 모든 시험체는 전단스팬 내에서 콘크리트의 과도한 균열 및 압괴에 의해 파괴되었고, 시험체의 초기강성은 압축강도에 관계없이 전단 스팬비가 작을수록 크게 나타났으며, 경사균열 발생 이후 보의 강성이 점진적으로 감소되었다. 전단스팬비가 증가함에 따라 경사균열 및 최대하중은 일정하게 감소하며, 콘크리트 압축강도가 증가할수록 최대하중은 증가하나 경사균열 하중은 거의 변화가 없었고, 전단스팬비의 증가에 따라 콘크리트의 압축강도가 전단강도에 미치는 영향 또한 일정하게 감소하는 것으로 보인다. 웨브의 전단보강근 효과는 전단스팬비의 영향을 받으며, 전단스팬비가 작아지면 수평보강근의 효과가, 전단스팬비가 커지면 수직보강근의 효과가 상대적으로 커짐을 알 수 있었다. 실험결과와 비교하여, 이론식은 de Paiva의 제안식이, 규준식은 CIRIA guide가 실험결과에 가장 부합하는 것으로 나타났으며, 국내 규준식은 실험값에 비해 상당히 낮은 강도로 계산되고 있어 안전 측에 있는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3C호
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• pp.149-158
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• 2010

본 연구에서는 말뚝재료의 항복거동 및 기하학적 비선형 거동인 P-${\Delta}$ 효과를 고려한 변단면 단일 현장타설말뚝의 거동특성을 분석하였다. 이를 위하여 실제 시공된 현장타설말뚝에 대한 말뚝재료의 균열 휨모멘트 및 균열 수평하중을 산정하였고, 국내 외에서 적용하고 있는 대표적인 수평변위 기준과의 비교분석을 수행하였다. 또한 구조적 특성을 파악하기 위하여 설계자료를 토대로 재료 및 지반조건을 반영한 현장타설말뚝의 거동을 예측하여 변단면 설계의 타당성을 검토하였다. 분석 결과, 재료의 항복거동과 P-${\Delta}$ 효과 고려시, 이를 고려하지 않는 경우와 비교하여 최대 모멘트가 지표면 부근에서 발생하여 소성힌지 위치에 영향을 주는 것을 나타났으며, 말뚝의 재료파괴는 주로 기둥부의 단면적이 작은 말뚝-기둥 접합부에서 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한 주로 말뚝이 수평변위 기준에 도달하기 전에 재료의 파괴가 먼저 발생하기 때문에 말뚝의 항복효과를 고려해야 함을 알 수 있었다. 본 연구 결과, 변단면 단일 현장타설말뚝의 설계 시 불확실성을 고려하여 지지력을 과소평가하고 있는 것으로 나타났으며, 말뚝재료의 항복거동 및 기하학적 비선형 거동인 P-${\Delta}$ 효과를 고려한 해석기법을 통하여 거동특성을 정확히 예측한다면 경제적인 설계가 가능할 것으로 판단되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.1935-1946
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• 2013

본 연구에서는 변단면 단일 현장타설말뚝의 거동 특성을 평가하고자 현장재하시험 사례를 분석하였으며, 또한 3차원 유한요소해석을 이용하여 말뚝 내부에서 발생하는 응력을 통해 심도별 휨응력을 산정하였다. 분석 결과, 단일 현장타설말뚝의 변단면 부근에서 휨응력이 집중되어 재료파괴가 발생하기 가장 쉬운 것을 알 수 있었다. 이를 토대로, 단일 현장타설말뚝의 기둥-말뚝 직경비와 수평 균열하중비 관계를 통해 최적의 기둥-말뚝 직경비를 제안하였다. 연구 결과, 최적의 기둥-말뚝 직경비는 기둥-말뚝 직경비와 수평 균열하중비 관계 곡선의 변곡점 부근에서 산정되었으며, 단일 현장타설말뚝 설계에 최적 변단면 특성을 고려한다면 개선된 설계가 이루어질 수 있을 것으로 판단되었다.