• 콘크리트학회논문집
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• 제13권6호
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• pp.568-574
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• 2001

콘크리트 시험편에 대한 삼점휨실험을 실시하여 여러 실험에 대해 측정된 반응의 평균값을 계산하곤 계산된 평균거동으로부터 삼점휨 시험편이 완전히 파손될 때까지 연속적으로 성장하는 균열에 대한 파괴거동이 분석되었다. 이 연구에서 사용된 실험변수는 25.4mm와 6.4mm의 초기균열길이 그리고 2000sec와 20sec의 실험기간이며, 초기균열길이는 파괴진행대(FPZ) 크기의 영향과 시험편의 기하학적 특성 및 경계조건에 대한 영향을 분석하기 위한 것이다. 실험기간은 초기 크리프(creep)의 영향을 위해 설정되었으나, 이 연구의 하중점-변위 속도에서는 심각한 영향이 관측되지 않았다. 여러 실험의 평균 외부일로부터 평균하중이 계산되었으며, 변형률 게이지를 사용하여 평균 균열길이를 측정하였다. 최대하중 이전의 저항곡선은 파괴진행대의 크기에 대해 유사한 값을 보였다. 그러나 최대하중 직후에는 초기균열의 크기에 관계없이 0.088~0.154mm의 하중점-변위에서 88mm의 불안정 균열성장이 발생되었으며, 평균 파괴에너지율 $G_{F}$$^{ave}$ = 115N/m은 이 불안정 균열성장 동안에 발생되었다. 균열길이 111mm에서 완전한 파괴진행대가 형성되었고, 25.4mm와 6.4mm의 초기균열길이에 대해 파괴진행대의 크기는 각각 86mm와 105mm이었다. 완전한 파괴진행대의 형성이후 저항곡선의 평균 파괴에너지율은 25.4mm와 6.4mm의 초기균열길이에 대해 각각 229N/m로 284N/m로 $G_{F}$$^{ave}$의 두 배 이상이었다.이었다.이었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.153-160
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• 2001

본 연구에서는 콘크리트 부재에서의 축압축강도에 대한 크기효과를 검토하였다. 이를 위하여 두 가지 대표적인 압축파괴모드 중의 하나인 모드 I 파괴에 대한 실험적 연구를 이중 캔틸레버 보를 이용하여 수행하였다. 각 캔틸레버의 축에 대한 작용하중의 편심거리와 초기 균열길이를 변화시킴에 의하여 콘크리트의 축압축강도에도 크기효과가 존재하는 지의 여부를 확인하였고, 최소자승법을 이용하여 수정된 크기효과법칙의 새로운 실험상수들을 제시하였다. 연구결과로부터 초기 균열이 있는 콘크리트 부재의 축압축강도에도 크기효과가 존재함을 확인하였다. 하중의 편심거리에 있어서는 균열선단에서의 인장과 압축응력의 영향이 매우 중요하며 이 경우에 뚜렷한 크기효과가 나타났다. 즉 균열선단에서 인장응력의 영향이 증가하면 콘크리트의 크기효과는 증가한다. 그러나 초기 균열길이의 경우, 축압축강도의 크기효과에 미치는 영향은 존재하지만 균열길이에 따른 차이는 뚜렷하지 않았는데 이는 고강도 콘크리트 부재의 경우 부재의 세장비 차에도 불구하고 파괴진행영역의 크기가 서로 비슷한데 그 원인이 있는 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제7권2호
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• pp.143-149
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• 1997

암석의 파괴인성계수(fracture toughness)는 균열의 성장에 대한 암석의 저항을 나타낸다. 실험실에서 측정한 파괴인성계수는 일반적인 암석의 불균질성이나 이방성 외에도 시험편의 형상이나 하중조건에 의하여 크게 영향을 받는다. 따라서, 제한된 수의 시험편을 사용하여 측정된 파괴인성계수는 자료의 분산이 심하므로 실제 적용에 있어서 문제가 된다. 균열감응도란 파괴인성계수의 측정에 사용되는 시험편의 형상에 따라 결정되는 지수로서, 시험편의 파괴가 균열의 성장에 의한 것인지, 혹은 인장강도에 의한 것인지를 판별하는 기준이 된다. 이러한 균열감응도를 파악하여 암석의 파괴인성계수 측정에 유효한 시험편의 크기나 초기균열 길이의 범위를 설정할 수 있다. 이는 또한 실험실에서 측정된 차괴인성계수의 유효성 여부를 판별하는 기준으로 사용될 수 있다. 본 논문에서는 암석의 파괴인성계수의 측정에 흔히 사용되는 몇 가지 형태의 시험편들에 대하여 균열감응도를 계산하고 이에 따른 초기균열 길이의 범위를 제시하고자 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권4호통권41호
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• pp.409-416
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• 1999

반복하중을 받는 용접구조물의 피로수명 추정에 있어서 파괴역학을 이용한 피로균열 진전해석방법은 매우 유용하다. 휨응력을 받는 바닥강판의 피로균열 진전해석 문제에서는 균일한 축하중 하에서의 피로균열 진전해석 절차를 동일하게 적용할 수 있다. 본 연구에서는 휨응력하에서 피로균열 진전수명을 계산하는 방법을 제시하고 2차원 균열 문제에서의 피로균열 진전을 다루었다. 수치적으로 계산된 균열진전은 균열길이가 증가함에 따라 피로균열의 진전속도가 점차 감소하고 실험결과와 잘 일치하였다. 피로 수명은 초기균열길이와 균열형상에 따라 달라짐을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.59-68
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• 1987

본(本) 논문(論文)에서는 콘크리트의 파괴실험을 통하여 파괴거동을 규명하고 파괴에너지를 결정하였으며, 이로부터 파괴에너지 예측공식을 도출하였다. 콘크리트의 파괴실험은 3 점휨하중실험을 수행하였으며 초기균열길이에 따른 파괴거동과 파괴에너지의 변화특성을 규명하기 위하여 초기균열길이를 보깊이의 각각 0, 0.2, 0.4, 0.6 배로 하였다. 본 실험으로부터 하중-처짐곡선이 자동으로 기록되었으며, 이 하중-처짐곡선하의 면적이 콘크리트의 파괴에너지를 결정하기 위하여 이용되었다. 본 연구에서 도출된 파괴에너지 예측공식은 콘크리트구조물의 파괴해석을 위해 효과적으로 이용될 수 있으며, 파괴에너지가 콘크리트의 인장강도와 골재크기에 의존하고 있음을 나타내고 있다. 또한, 본 연구에서는 콘크리트보의 최대하중을 계산하기 위하여 소위 등가균열길이 개념용 고안하였으며, 이를 위하여 등가균열길이에 대한 예측공식을 제안하였다. 본 등가균열길이 개념은 R-curve 등(等)에 의하지 않고도 파괴하중을 계산할 수 있는 효과적인 개념으로 분석되고 있다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2023

회전익 항공기의 동력전달축은 경량화를 위하여 중공축을 적용하였으며 선형탄성 파괴역학을 이용해 균열 전파 거동을 예측할 수 있다. 본 논문에서는 유한요소해석을 통하여 원주방향 관통형 균열을 가지는 중공축의 균열성장수명을 예측하였다. 비틀림을 부여하고 균열을 고려한 요소를 형성하여 2차원 유한요소모델을 생성하였다. 초기 균열 길이를 정의하고 균열 길이를 증가시켜 유한요소해석을 수행해 균열 선단의 응력확대계수를 도출하였다. 응력확대계수가 중공축을 구성하는 재료의 파괴인성을 초과하기 직전의 길이를 한계 균열 길이로 정의한다. 응력확대계수 핸드북을 통해 응력확대계수를 계산하여 한계 균열 길이를 도출하고 균열성장속도식을 수치적분하여 각각의 균열성장수명을 비교해 제안한 유한요소해석 기법을 검증하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권5호
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• pp.775-783
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• 1995

CANDU원자로에서 압력관의 건전성을 향상시키기 위한 방안으로 압력관의 두께를 증가시키는 방법과 압력관 제조공정에서 초기수소농도를 줄이는 방법이 연구중에 있다. 본 연구에서는 압력관 두께증가가 가동중 압력관의 안전여유도에 미치는 영향과 새로운 압력관의 낮은 수소농도가 파손의 주원인인 DHC에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 가동중 압력관에 날카로운 결함이 발생할 경우 5.2mm두꺼운 압력관은 안전여유도 관점에서 현행 2mm 압력 관에 비해 25% 증가효과를 보이는 것으로 나타났다. LBB평가에서도 두꺼운 압력관은 DHC 발생에 필요한 초기균열 길이 (a), 중수누설 감지 시점에서의 균열길이 (Lp), 중수누설후 압력관 파단까지의 허용시간(t)등에서 많은 이점이 있는 것으로 평가되었으며, 또한 LOCA시 압력관 파단관점에서도 유익한 것으로 나타났다. 여러가지 다른 두께 및 다른 초기수소농도를 갖는 압력관을 대상으로 20년 가동후의 총 누적 수소량을 계산한 결과, 5ppm의 초기 수소량을 갖고 두께가 5.2 mm인 압력관이 가장 우수한 저항성을 보였다. 결함 성장평가에 있어서 초기에 낮은 수소량을 갖는 압력관은 20년 가동후에도 수소화물의 석출이 일어나는 TSS 도달 온도가 낮게 유지되며 냉각시 균열성장량도 매우 적은 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권5호
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• pp.1173-1178
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• 2007

공용하중으로 인하여 초기 균열을 가지고 있는 연속철근콘크리트 포장체를 제작하여 피로시험을 실시하였다. 초기 균열의 영향을 검토하고자 4개의 시험체가 제작되었으며 시험체의 길이 및 축소비율을 유한요소해석 및 재료특성을 고려하여 결정하였다 피로시험에 앞서서 정적시험을 실시하여 정적파괴하중을 확인하고 균열발생 진행상황을 조사하였다. 피로시험 결과로부터 초기발생균열의 간격이 증가할수록 피로수명이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구의 결과는 국내고속도로에 건설된 연속철근콘크리트 포장의 유지보수에 적극 활용될 수 있을 것이다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.713-724
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• 2004

거동이 복잡한 실제 구조물의 사용하중으로 인한 피로 균열 해석 방법을 제시하기 위해 구 당산철교 플레이트교 세로보에 발생한 피로균열을 대상으로 하여 사용 기간에 따른 피로균열의 길이를 계산하였다. 계산의 편리와 컴퓨터의 계산 용량 등을 고려하여 특정 부분만 정밀하게 해석하였고, 구조해석의 오차와 열차의 운행 하중 등을 고려하기 위해 여러 보정계수를 사용하였다. 상부구조 1개 경간을 보요소로 모델링하여 열차 통과로 인한 세로보의 거동 이력을 해석하였으며, 세로보 연결부의 플랜지가 절취된 곳에 집중된 응력을 구하기 위하여 세로보 한 개를 쉘요소로 모델링하여 정밀해석을 수행하였다. 피로균열의 진행은 파괴역학적 모델을 사용하여 계산하였으며, 응력확대계수는 유한요소해석 방법으로 J-Integral를 구하여 환산한 값을 사용하였다. 가정한 초기균열의 크기와 균열 진행속도 계산식에 따라 차이는 있으나 계산된 피로균열의 길이는 현장에서 조사된 피로균열길이에 잘 부합되는 것으로 나타났다.

• 한국안전학회지
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• 제12권4호
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• pp.230-240
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• 1997

본 연구에서는 폴리프로필렌 섬유보강 콘크리트의 파괴특성을 알아보기 위해 Monofilament 섬유와 Fibrillated 섬유의 두 종류 폴리프로필렌 섬유를 선택하여 10$\times$10$\times$50 cm 보 시편을 만들었는데, 이때 사용된 두 종류의 섬유 길이는 19 mm이고, 섬유 혼입량은 0%, 1%, 2%, 3%로 하였으며, 초기균열 깊이의 영향을 알아보기 위해 초기 균열길이를 각 섬유 혼입량에 따라 1.5cm, 3.0cm, 4.5cm로 하여 실험을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 폴리프로필렌 섬유보강 콘크리트의 파괴특성을 규명하기 위해 보 시편에 대한 4 점 하중 휨시험을 통해 하중-하중점 변위 곡선을 각 시편에 대해 측정하였고, 이때 COD 게이지를 이용하여 하중-CMOD 곡선도 측정할 수 있었다. 이러한 실험결과를 통해, 섬유혼입량과 초기 균열 깊이에 따른 압축강도, 휨강도 및 휨인성, 응력확대계수, 파괴에너지 등이 규명되었다. 이러한 결과에 대한 분석으로부터 Fibrillated 폴리프로필렌 섬유가 Monofilament 섬유보다 연성 효과가 큰 것을 알 수 있었으며, 특히 하중-CMOD 곡선으로부터 계산되는 파괴에너지인 Jc가 믿을만한 파괴특성 인자임을 알 수 있었다.