• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.182-192
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• 2022

취성파괴는 구조물의 파괴거동 중 하나로서 구조재료의 내진성능에 큰 영향을 미친다. 하중속도는 취성파괴의 주요 발생원인 중 하나로 작용하며, 특히 지진과 같은 상황에서 건축물에 높은 하중속도가 작용하게 된다. 하지만 현재 국내·외 강구조 보-기둥 접합부의 내진성능평가는 대부분 정적실험을 통해 수행되고 있다. 따라서 기존 내진성능평가에서는 지진 시의 높은 하중속도에 의한 재료 인성 저하 및 최대변형률 감소 등의 요소에 따른 취성파괴가 충분히 고려되지 않았을 가능성이 존재한다. 본 연구에서는 기존 실험방법에 따른 낮은 하중속도에서의 정적실험과 진동대를 이용한 높은 하중속도에서의 동적실험을 각각 실시한다. 각 실험결과에 따른 파괴형상 및 구조성능 등을 비교·분석하고 최종적으로 하중속도의 크기가 접합부의 내진성능에 미치는 영향을 분석한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.92-92
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• 2009

조선업을 포함한 다양한 산업 분야에서 후판 강재의 수요량 증가와 함께 사용 범위 또한 폭넓게 되고 있다. 특히, 선박의 수송효율의 극대화를 위하여 컨테이너선의 대형화가 급속하게 진행되고 있으며, 2009년 현재1,300TEU 이상의 초대형 컨테이너선이 건조되고 이다. 이처럼 용접구조물의 초대형화에 따른 사용강재 또한 고강도 극후물화 되고 있다. 현재 선박에 적용중인 고강도 강재는 EH47 강재로 YP 460MPa 급의 강재가 Hatch Coamming부에 적용중에 있으며, 강재의 두께 또한 70mm 이상이다. 이러한 고강도 극후물재의 강구조물에 적용에 따른 선급협회에서는 용접부에서의 취성균열 전파에 의한 취성파괴의 위험성이 있으므로 강재의 두께를 제한하고 더욱 엄격한 파괴인성값을 요구하고 있다. 일본선급협회(NK)를 중심으로 취성균열의 정지를 위한 모재의 요구 성능등에 관한 연구들이 진행되고 있다. 이 연구의 대부분의 전제 조건은 선박의 블럭과 블럭의 조립시에 용접부가 직선형이 아닌 계단형(Butt shift)를 하는 것으로 하고 있으므로, 국내의 조선건조 공법의 현실과는 거리감이 있다. 본 연구에서는 국내 조선사에서 수행중인 직선 이음부에 대한 시공 공법에서 취성균열이 발생하여 진전 되더라도 균열을 정지 시킬 수 있는 기술에 관한 연구를 수행하였다. 균열의 진전은 대부부의 연속면에서는 정지를 시키지 못하고 직진 전파 하여서 파괴에 도달하게 된다. 따라서 뭔가의 불연속적인 면을 임의로 생성하여야 균열을 정지 시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 균열의 정지 방법으로 형상적인 측면과 재료적인 측면에서 검토를 수행하였다. 형상적인 측면에서는 균열을 정지 시키고자 하는 위치에 불연속적인 면을 만들기 위하여 일정 크기의 hole을 만들어서 균열을 정지시켰으며, 재료적인 측면에서는 고인성의 용접재료를 사용하여서 취성균열이 진행하는 경로에 인성을 높은 재료를 적용하여 불연속적인 면의 생성과 함께 인성을 높여서 균열을 정지 시키는 기술을 개발하였다. 이러한 기술의 개발을 통하여 취성균열의 전파에 의한 파괴를 방지 할 수 있으며, 용접구조물의 안전성 확보를 가능하게 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권12호
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• pp.95-104
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• 2013

최근 시멘트혼합토(CSG)가 많은 설계 시공에 적용되어지고 있다. CSG재료는 경화 초기엔 흙과 같은 역학적 특성을 보이지만 시간이 경과함에 따라 점차 콘크리트 재료적 특성을 발현하게 된다. 경화된 시멘트혼합토는 작은 변형률에서 최대강도가 발현되고 이 후 급격한 취성파괴에 도달하는 탄성적인 성질을 띠게 된다. 본 연구에서는 이러한 CSG재료의 취성거동특성을 완화하고 상대적으로 취약한 인장성능을 개선하고자 PVA 섬유보강재를 적용하였다. 섬유보강 CSG재료는 재하시 하상시료와 섬유사이의 결합력으로 섬유에 인장력이 발생하여 혼합시료의 인장강도 증가와 급작스런 취성파괴발생을 방지할 수 있다. 실험결과 섬유보강만으로도 CSG재료의 응력-변형특성을 취성파괴에서 연성파괴로 유도할 수 있으며, 섬유보강에 의한 잔류강도 증가효과를 확인 할 수 있었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제12권1호
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• pp.41-46
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• 2005

무전해 Ni(P)과 솔더와의 반응 중 발견되는 취성파괴 현상과 계면 화학반응시의 금속간화합물 spalling과의 연관성을 전단 파괴실험을 통하여 체계적으로 연구하였다. 취성파괴는 무전해 Ni(P)과 Sn-3.5Ag 솔더와의 반응 후에만 나타났고 Sn-3.0Ag-0.5Cu 솔더와의 반응시에는 연성파괴만이 관찰되었다. Sn-3.0Ag-0.5Cu 솔더와의 반응시 $(Ni,Cu)_3Sn_4$와 $(Cu,Ni)_6Sn_5$의 삼성분계 금속간화합물이 생성되었고 spatting은 발생하지 않았다. 반면, Sn-3.5Ag 솔더와의 반응시에는 $Ni_3Sn_4$ 금속간화합물이 spatting된 솔더패드에서 취성파괴가 발생하였다. 파괴표면을 면밀히 분석한 결과 취성파괴는 $Ni_3Sn_4$ 금속간화합물과 Ni(P) 금속층 사이에 형성된 $Ni_3SnP$ 층에서 발생하는 것을 알 수 있었다. $Ni_3SnP$ 금속간화합물 층은 $Ni_3Sn_4$ 금속간화합물이 spatting되는 과정 중에 두껍게 성장하므로 무진해 Ni(P) 사용시 기계적 신뢰성을 보장하기 위해서는 금속간화합물의 spatting을 방지하는 것이 매우 중요하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.283-290
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• 2002

일반적으로 불포화 폴리에스테르 모르타르 및 콘크리트는 강도가 우수하고 내약품성이 좋지만, 취성적이어서, 내충격성이 요구되는 용도로는 사용하기 어렵다. 그러므로, 본 연구에서는 재생골재와 불포화 폴리에스테르 액상수지를 사용한 바닥마감재를 개발하기 위해 불포화 폴리에스테르 모르타르의 취성을 개선시켜보고자 하였다. 불포화 폴리에스테르 모르타르의 취성을 개선하기 위한 재료로 폴리우레탄 액상고무를 사용하였으며, 폴리올의 분자량과 폴리우레탄 액상고무의 치환율에 따른 모르타르의 특성을 검토했다. 실험결과, 폴리우레탄 액상고무의 사용에 따라 불포화 폴리에스테르 모르타르의 점도가 증가하였고, 경화수축은 감소하였다. 그리고, 모르타르내에 생성된 고무입자에 의해 압축강도 및 휨강도는 다소 저하하였지만, 내충격성이 향상되고, 휨파괴시험결과에서 파괴하중이후에도 급격한 파괴를 보이지 않는 결과를 얻을 수 있었다. 따라서, 본 연구의 결과는 폴리올의 분자량 2000, 3000인 폴리우레탄 액상고무를 불포화 폴리에스테르 모르타르에 사용하여 취성의 개선효과를 얻을 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.325-331
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• 2022

금속의 취성화는 수소와 접촉하는 구조물을 안정적으로 설계하는데 있어서 큰 문제가 되어왔다. 본 논문에서는 분자동역학 해석을 통해 균열선단 주변에 모인 수소원자들이 전위 이동 현상을 억제하고, 이로 인해 벽개 파괴 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 다양한 수소 농도, 하중 속도, 수소 확산 속도 등을 바꾸어가며 분자동역학 해석을 수행하였고, 이에 따른 수소 취성화를 최소화시킬 수 있는 조건들을 조사하였다. 분자동역학 해석 결과는 기존의 실험결과와 잘 일치하였으며 이를 바탕으로 수소 취성화 현상을 정량화하여 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권4호
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• pp.1356-1362
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• 1996

Fracture toughness of heterogeneous brittle materials such as poly crystalline ceramics used to present the size (thickness) effect as well as statistically distributed results. There is belief that both(size effect and scatter) must be associated with each other. However, no generally accepted theory has been established so far. Using statistical approach, a probabilistic modeling for the fracture toughness which describes the thickness effect was attempted in this paper, Weibull distribution of specific fracture energy(SFE)at local areas and Griffith criterion are applied to the model. In addition, the newly developed model was verified with experimental results of alumina.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.323-326
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• 2009

콘크리트의 보강재로 높은 인장 강도와 비부식성, 비자기성, 비전기성 등의 장점을 갖는 FRP의 사용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만 FRP가 갖는 낮은 탄성계수와 취성적 성질로 인해 기존 설계방법을 적용하기에는 문제가 있다. 본 연구에서는 보강비 변화에 따른 AFRP 보강 콘크리트 보의 구조 실험을 수행하여 FRP 보강근을 사용한 콘크리트 부재의 휨 성능 연구에 대한 기초적 자료를 제공하고자 하였다. 각 실험체의 결과 데이터를 비교 분석한 결과 균형보강비를 기준으로 저보강 실험체는 FRP의 파단에 의해 급격한 파괴양상을 보인 반면에, 과보강 실험체는 콘크리트가 압괴하는 파괴 징후를 보이며 파괴에 도달하였다. FRP 보강근을 사용한 보 부재의 설계에 균형보강 이상의 설계가 요구되며, 과보강의 경우 고강도 콘크리트의 사용이 요구되는 것으로 분석되었다.

• 기계저널
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• 제22권1호
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• pp.40-52
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• 1982

복합재료의 개발.실용과 더불어 야기되는 문제중에서, 특히 복합재료가 기계나 구조물에 사용될 경우에는 가장 긴요한 문제는 역시 강도, 특히 파괴와 관련된 강도문제가 되겠다. 균질재료의 파괴거동(취성파괴, 피로파괴, 환경파괴등)을 탄성학적으로 파헤치고, 또한, 나아가서는 파괴를 미연에 예방하는 탄성설계에의 적용에 이르기까지 체계화된 파괴역학을 복합재료의 파괴거동해 석이나 강도설계에 적용시켜 보자는 시도는 일찍부터 이루어져 왔었으나, 탄성적인 이질재료가 결합하는 데서 오는 수학적인 해석사이 난점으로 말미암아 파괴역학적 해석의 기초가 되는 능 력확대계수 K의 해석에서 아직까지는 답보상태에 머물고 있는 것이 현실이다. 여기에서는 복합 재료의 파괴에 파괴역학을 적용시킴에 있어서의 기초적인 사항들을 논하고, 지금까지의 이러한 방향의 연구예들을 정리해 보면서 파괴역학적인 복합재료파괴문제연구에 참고로 삼을가 한다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.225-228
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• 2008

철근콘크리트 구조물을 해석하는 경우, 하중조건 및 이들 하중의 증가에 따라 나타나게 되는 상이한 거동 특성들 즉, 인장균열, 압축파괴, 다축상태일 때의 강도의 증가, 전단파괴 시의 취성적 파괴특성 등을 반드시 고려해야만 한다. 유한요소법에 의한 해석적 평가 시, 최대하중 이후에는 요소크기에 따라 상이한 구조응답을 나타내는 요소의존적인 응답결과를 보인다. 본 연구에서는 이러한 요소의존성을 극복하기 위한 연구결과들 중 하나인 적분형 비국소화 모델을 이용하여 전력구 모형 실험체의 파괴거동을 해석하였다. 실험결과와 해석결과를 비교하여 적분형 비국소 모델의 신뢰성과 타당성을 검토하는 것을 목적으로 한다.