• Journal of Welding and Joining
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• 제21권6호
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• pp.77-83
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• 2003

The finite element analysis was performed for the cracks existing in residual stress fields in order to investigate the effects of configuration of residual stress distribution to the fatigue crack opening behaviour. And the variation of stress distributions adjacent to the crack caused by uploading was examined. The finite element model with contact elements for the crack plane and plane stress elements for the base material and the analytical method based on the superposition principle to estimate crack opening behaviour and the stress distribution adjacent to the crack subjected to uploading were used. The results of the analysis showed that crack opening behaviors and variations of stress distribution caused by uploading were changed depending on the configuration of residual stress distribution. When the crack existed in the region of compressive residual stress and the configuration of compressive residual stress distribution were inclined, a partial crack opening just behind of a crack tip occurred during uploading. Based on the above results, it was clarified that the crack opening behaviour in the residual stress field could be predicted accurately by the finite element analysis using these analytical method and model.

• Journal of Welding and Joining
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• 제21권6호
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• pp.71-76
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• 2003

For the purpose of clarifying the influence of welding residual stress to the fatigue crack propagations behaviour, an analytical investigation based on finite element method is performed to examine the opening behaviour of tip-closed crack in the compressive residual stress. A finite element model comprised of contact elements for the crack plane and plane stress elements for the base material is used to evaluate crack opening stress of the crack existing in the residual stress field. Also an analytical method based on the superposition principle to estimate the length of opened part of tip closed crack and the stress distribution adjacent to the crack during uploading is applied to the finite element model. The software for the analysis is ABAQUS, which is a general purpose finite element package. The results show that stresses distributed on the crack surfaces are reduced and approached to zero as the applied stresses are increased up to crack tip opening stress and no mechanical discontinuity is found at the boundary of contact elements and plane stress elements. It is verified that the opening behavior of the fatigue crack in the residual stress can be predicted by finite element method with the proposed analytical method.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제7권1호
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• pp.9-16
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• 2011

Primary water stress corrosion cracking (PWSCC) has been found in the weld region of the nuclear power plant. Welding can produce tensile residual stress. Tensile residual stress contributes to the initiation and growth of PWSCC. It is important to estimate weld residual stress accurately to predict or prevent the initiation and growth of PWSCC. This paper shows the results of finite element analysis and measurement experiment for weld residual stress. For the study, four kinds of specimen were fabricated with the materials used in the nuclear power plant. Residual stresses were measured by four kinds of methods of hole drilling, x-ray diffraction, instrumented indentation and sectioning. Through the study, numerical analysis and measurement results were compared and the characteristics of each measurement technique were observed.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.60-65
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• 2004

Kim et al. described and compared other methods of measuring stress triaxiality using the displacements near the side necking, proved the validities of these models and explored the effect of location where the displacements are measured using three-dimensional finite element analysis for a standard CT specimen with 20% side-grooves. In this paper, the applicability of these models to various specimen and materials are examined in detail. To consider the effects of side groove, thickness of specimen, crack length, specimen geometry and strain hardening exponents, three-dimensional finite element simulation has been performed for various specimen geometries. For a case without a side groove, in the whole the difference between the stress triaxilaity analytically evaluated and directly determined is similar. For a case with a 20% side groove the stress triaxiality is measured at the area where ${\theta}$ is smaller than $60^{\circ}$, which excludes a side grooved area.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권3호
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• pp.315-321
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• 2010

반복 인장하중이 가해지는 외면겹치기 동시경화조인트는 피접합물의 경계면 가장자리에서 균열이 발생하여 전체 파손에 이르게 되는데, 그 과정 중 피접합물의 경계면에서 발생하는 부식 현상이 중요한 영향을 미치게 된다. 그러므로 본 논문에서는 외면겹치기 동시경화조인트의 피로 파괴에 미치는 부식 현상의 영향을 규명하기 위하여 접합부 계면의 표면조도와 피접합물의 하나인 복합재료의 적층 각도의 변화에 따른 피로실험을 수행하였으며 유한요소해석을 통하여 얻은 경계면 응력 분포와 비교, 분석하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제8권2호
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• pp.141-150
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• 1994

In designing, the strength of tubular joint has been an important problem for integrity of steel structures in which many tubular members are used. This paper presents the results of FEM analysis on stress concentration and fatigue crack initiation life for two types of tubular joints. One is circular and rectangular T type joints which consist of circular brace and rectangular chord. Another is circular and circular T type joints which consist of circular brace and circular chord. FEM analyses were performed under the axial load and in-plane bending moment. The fatigue crack initiation life can be estimated by using $\varepsilon$-N curve and by applying the Palmgren-Miner linear damage rule. According to the results, the stress concentration factor(SCF) of circular and rectangular joints is higher than that of circular and circular joints. The fatigue crack initiation lives of circular-circular joints and circular-rectangular joints were calculated.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권8호
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• pp.25-31
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• 2011

최근 우기 시 집중호우로 인한 보강토 옹벽 및 비탈면의 붕괴는 빈번히 발생하고 있으며 더욱 인명사고로 이어지고 있다. 이에 본 논문에서는 집중호우로 인한 보강토 옹벽의 붕괴된 사례를 통해 보강토 옹벽의 균열 및 비탈면활동의 원인을 분석한 내용을 다루었고, 시공단계를 고려한 유한요소해석을 실시하여 비탈면의 파괴원인 분석 및 거동특성을 파악하였다. 연구결과 집중호우에 의한 보강토 옹벽의 변위는 증가하는 것으로 나타났으며, 그 증가폭도 큰 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 통해 말뚝 항타로 인해 보강토 옹벽의 붕괴에 일부 영향을 미칠 수 있는 것으로 분석되었다.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.31-36
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• 2007

본 연구는 압전 변환기를 이용하여 탄소/에폭시 복합재료 보의 초기 균열 길이에 대한 정량적인 예측방법을 제시하였다. 구조물의 손상에 대한 비파괴평가기술에 대한 관심은 증가하고 있다. 본 연구에서는 시간-주파수 영역에서 웨이블렛 변환에 기초한 신호처리기술로 손상 유무와 손상평가를 위한 방법을 제시하였다. 한 쌍의 피에조 재료를 이용하여 탄소/에폭시 복합재료 보의 동적응답을 제안한 신호처리 기술로 협대역 가진하에서 연구하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.9-16
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• 1990

콘크리트 원전(原電) 차폐(遮蔽) 구조물(構造物)은 발생(發生) 가능(可能)한 각종(各種) 자연재해(自然災害) 또는 사고하중하(事故荷重下)에서도 안전성(安全性)이 보장(保障)되어야 한다. 그러나 현행(現行) 설계(設計) 규준(規準)은 신뢰성(信賴性) 설계(設計) 개념(槪念)에 의한 것이 아닌 재래적(在來的)인 설계(設計) 개념(槪念)을 그대로 사용(使用)하고 있는 실정(實情)이다. 본(本) 연구(硏究)에서는 구조물(構造物)의 사용성(使用性) 한계상태(限界狀態)와 FEM 해석(解析) 결과(結果)를 기초(基礎)로한 랜덤 진동(振動) 이론(理論)에 의한 확률적(確率的) 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 방법(方法)에 대해 연구(硏究)하였다. 한계상태(限界狀態) 모형(模型)은 보다 실제적(實際的)인 방사능(放射能) 누출(漏出) 한계(限界) 균열(龜裂)에 대한 사용성(使用性) 한계상태(限界狀態)로 정의(定義)하였으며, 강도(强度) 한계상태(限界狀態)의 경우(境遇)와 비교(比較)하였다. 종래(從來)의 일반적(一般的) 신뢰성(信賴性) 해석(解析) 방법(方法)과는 달리 유한요소(有限要所) 해석(解析) 결과(結果)를 랜덤 진동이론(振動理論)에 결합(結合)하여 한계상태(限界狀態) 확률(確率)을 계산(計算)하므로써 지진하중(地震荷重) 등 각종(各種) 동적(動的) 하중(荷重)에 대한 보다 정확(正確)한 신뢰성(信賴性) 해석(解析)이 가능(可能)하게 되었다. 하중(荷重) 및 저항(抵抗)의 불확실량(不確實量)에 대해서는 가용(可用)한 국내외(國內外) 자료(資料)를 우리 실정(實情)에 맞게 수정보완(修整補完)하였으며, 특히 지진하중(地震荷重)의 경우, 설계(設計) 지진하중(地震荷重)은 한반도(韓半島) 지반(地盤) 가속도(加速度)에 대한 확률적(確率的) 연구(硏究) 결과(結果)를 종합(綜合)하여 산정(算定)하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.85-92
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• 2015

횡방향 철근이 없는 RC와 PSC 보에서 축방향 인장력은 전단강도를 감소시키고, 축압축력은 전단저항력을 증가시킨다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러나 축력이 전단에 얼마만큼 영향을 미치고, 전단 저항성능에 어떠한 영향을 주는가에 대한 이해가 부족한 현실이다. 횡방향 보강철근이 없는 부재가 큰 압축력과 전단력을 받으면 첫 번째 경사균열이 일어나면서 그대로 취성파괴가 발생하기 때문에 상당히 보수적 관점을 유지하고 있다. 이런 배경에서 ACI의 복부전단강도는 경사균열각 ${\theta}$를 $45^{\circ}$로 하는 트러스모델을 사용하여 스터럽의 수직력과 축력효과를 반영하고 있다. 본 연구는 파괴역학을 근간으로 한 비선형 유한요소해석 프로그램 ATENA-2D (Cervenka, 2000)를 사용하여 철근콘크리트 보의 축력작용에 따른 검증을 수행한 것이다.