• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.27 no.3
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• pp.100-106
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• 1990

Microcracking of type 304 stainless steel at $593^{\circ}C(1,100^{\circ}F)$ has been studied, in particular, initiation, growth, and coalescence of fatigue and creep microcracks on smooth specimens and small notch specimens via surface replicas and photomicrographs. Quantitative information, such as, initiation period, growth, and coalescence behavior, statistical distributions of crack length, density of cracks, distribution patterns and crack growth properties, were obtained. From this study, the fracture process, fatigue life, and creep life prediction characterized by the growth of surface microcracks have been analysed by a new approach unifying the conventional approaches based on the final fracture of materials with the fracture mechanics approach. Knowledge of these parameters is critical for the application of fracture mechanics to fatigue and creep life assessment, and the damage evaluation of structures at elevated temperature.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2000.04a
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• pp.37-42
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• 2000

The boiler tubes and steam Pipes operating both at high temperature and pressure for a long period of time in a power plant are degraded by creep because of internal pressure. So, the remaining life of a component is evaluated by the creep rupture strength. Although the conventional method to evaluate the creep damage is widely used, it has some disadvantages such as requires large size specimen and long employed to evaluate the correlation between fracture toughness and evaluation time. Recently, new method so called "small lunch test' is used to evaluate degradation of creep. In this study, a conventional creep test and a small punch test are conducted using 2.25Cr-1Mo steel which is mainly used for the boiler tubes and steam pipes in power plant. The creep life, approximately 1,500 hrs, is determined by conventional method under a severe condition then specimens for a small Punch test are obtained after certain time intervals such as 1/4, 1/2 and 3/4 of final rupture time, respectively.

• Tunnel and Underground Space
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• v.19 no.6
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• pp.558-566
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• 2009

Time-dependent behavior is a basic mechanical property of rocks. Predicting the failure time of rock structures by analyzing the time-dependent characteristic is important and problematic. It is tried to predict the failure time of tunnel, slope & laboratory creep test specimen from measured displacement(or strain) and rate with relationship suggested by Voight($\ddot{\Omega}=A\dot{\Omega}^\alpha$, where $\Omega$ is a measurable quantity such as strain & displacement and A & $\alpha$ are constants). A & $\alpha$ are estimated through applying the nonlinear least square method to the single and double integrated Voight's equations and utilized to predict the failure time. Predicted failure time is in accordance with real one except minor error. Linear inverse rate method applied to creep strain and rate yields a poor linear correlation of data and precision of predicted failure time is not better than methods using strain and rate.

• Composites Research
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• v.32 no.6
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• pp.382-387
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• 2019

A single frequency strain mode test, a stress relaxation mode test, and a creep test using RH-DMA were performed to investigate the effects of relative humidity and temperature on the viscous properties of PET film. The relative humidity was 10%, 30%, 50%, 70%, and 90%. The temperature was considered to be 30~95℃ for single frequency strain mode tests, 30℃ and 70℃ for stress relaxation mode test, and 5~95℃ for creep test. According to the results, higher relative humidity results in lower storage modulus and loss modulus, but the maximum value of the loss modulus is not significantly affected by changes in relative humidity and is almost constant. Relaxation modulus decreases rapidly at the beginning and becomes constant, and as the temperature increases, it is susceptible to changes in relative humidity. Strain recovery also increases rapidly at the beginning and is susceptible to changes in relative humidity as the temperature increases. In addition, as the temperature increases, the degree of increase in creep compliance increases, and as the temperature rises above the glass transfer temperature, the degree of increase becomes very large. The master curve determined by the time-temperature superposition provides the information to predict the long-term performance under operating conditions such as relative humidity and temperature.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.20 no.6
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• pp.91-97
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• 2016

Evaluation on the test of actual concrete member to confirm the fire resistance of the concrete member using ultra-high strength concrete is required. However, test equipment which has large loading capacity is needed to the actual member experiment. So, many researchers evaluated the fire performance through analytical studies using the material models. This study experimentally evaluated strain properties on ultra-high-strength concrete of 80, 130 and 180 MPa with heating and examined to apply the existing strain model about ultra-high-strength concrete. As a results, constants are drawn by method of least squares applying experimental values and calculated values by the existing strain model, it proposed strain model that can be applied to ultra-high-strength concrete.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.21 no.3
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• pp.133-140
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• 2005

In order to accelerate the rate of consolidation settlement and gain a required shear strength for a given soft clay deposit, vertical drain method combined with a preloading technique has been widely applied. In this paper, a theory of axisymmetric nonlinear consolidation fer drainage-installed deposit, which considers secondary compression (or creep) during primary consolidation, as well as the variations of compressibility and permeability during the consolidation process, has been developed. A computer program named AXICON based on Hypothesis B fur the analysis of axisymmetric nonlinear consolidation was developed by adopting finite difference method. The results of AS(ICON were compared with Hansbo's solution based on Hypothesis A, as well as in-situ settlements and pore pressures measured in test embankment of Ska-Edeby. The results indicated that Hypothesis A usually underestimated the in-situ settlement and Hypothesis B was considered to be logically correct. It was also shown that one may able to appropriately predict the real in-situ behaviors using the proposed program.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2010.05a
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• pp.73-73
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• 2010

합금원소가 다량 첨가된 고합금강, 스테인리스강, Ni기 초내열합금 등은 용접시 혹은 후열처리 동안 열영향부 (HAZ: heat-affected-zone)에서 결정립계를 따라서 액화균열이 종종 발생한다. 이러한 액화균열은 급속한 가열시 HAZ의 결정립계가 국부적으로 용융되어 액상필름을 형성하고, 냉각시 수축으로 인한 인장구속응력에 의해 필름을 따라서 균열이 발생하여 생성된다. HAZ 결정립계 액화는 탄화물, 황화물, 인화물, 보론계 화합물 등이 급가열시 기지와의 반응에 의해 표피 액상을 형성하는 조성적 액화 (constitutional liquation)에 의한 액상의 결정립계 침투로 설명되거나, 결정립계 자체의 용융점을 상당량 낮추는 보론(B), 인(P), 황(S)등의 편석에 의한 국부적 입계 용융으로 주로 연관 지어 해석한다. HAZ 액화균열은 고온 입계균열 현상이므로, 결정립계의 특성에 따라 크게 영향을 받으며 결정립계 character 설계에 의해 액화균열 저항성을 개선시킬 수 있음을 유추할 수 있다. 한편, 본 연구자들은 최근 Ni기 초내열합금에 있어 입계 serration 현상을 새롭게 발견하였으며, 이론적 접근법을 통해 serration을 위한 특별한 열처리 방법을 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, 보론 편석 및 HAZ 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고자 하였다. SIMS (secondary ion mass spectrometry)를 이용하여 열처리 직후 결정립계 보론편석 정도를 비교하였다. 파형입계 시편의 경우, 일반직선형 시편에 비해 결정립계에 보론편석 저항성이 우수함을 확인할 수 있었다. 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세조직을 정량적으로 분석하였다. 파형입계 시편 및 일반직선형 시편 모두 최고온도 $1060^{\circ}C$이상부터 입계 탄화물이 기지내로 완전 용해되고 입계가 액화되기 시작하였다. 최고온도별로 입계액화비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 훨씬 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화된 필름이 입계를 따라 전파되지 않고 부분적으로 단락되어 있음이 관찰되었다. 액화시험 후 투과전자현미경을 이용한 EDS (energy dispersive spectrometry) 분석을 통해 결정립계 액화의 주요원인은 입계 $M_{23}C_6$의 조성적 액화반응 보다는 보론 편석 (원자 및 $M_{23}(CB)_6$)으로 인한 결정립계 국부용융이 더 유력함을 유추할 수 있었다. 따라서 상기 결과로부터 입계구조가 안정되어 계면에너지가 낮은 파형입계가 보론편석에 대한 저항성이 우수하였으며, 이러한 결과는 액화 저항성에 대응되어 영향을 미침을 알 수 있었다. 게다가 파형입계에 액상 필름이 생성되더라도 낮은 계면에너지에 의해 비롯된 상대적으로 낮은 적심성 (wettability)에 의해 필름이 쉽게 전파되지 않음을 'Smith 입계 wetting 이론'을 이용하여 해석할 수 있었다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.43-43
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• 2009

단련용 다결정 Ni기 초내열합금은 우수한 가공성, 내산화성, 고온특성 등으로 가스터빈 연소기, 디스크, 증기발생기 전열관 등 발전용 고온부품 소재에 널리 적용되고 있다. 최근 발전설비의 고효율화를 꾀하기 위해 작동 온도를 현격히 증가시키는 기술방향으로 발전하고 있고, 소재측면에서는 기존의 초내열합금 대비 고기능성을 확보할 수 있는 차세대 Ni기 초내열합금 개발이 유럽, 미국, 일본, 중국 등을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 이러한 소재의 고온강도 (온도수용성)를 향상시키기 위해서는 통상 규칙격자 금속간화합물인 $Ni_3(Al,Ti)-{\gamma}'$상의 분율을 증가시킬 수 있지만, ${\gamma}'$상분율이 증가할 경우 용접 및 후열처리 동안 용접열영향부 (HAZ)에서 액화균열이 발생할 가능성이 높아진다. 결정립계를 따라 발생하는 HAZ 액화균열은 입계특성에 의해 크게 영향을 받을 것으로 판단된다. 한편, 본 연구자들은 최근 입계 serration 현상을 단련용 합금에 도입시키는 특별한 열처리를 이론적 접근법을 통해 개발하였다. 형성된 파형입계는 결정학적인 관점에서 조밀 {111} 입계면을 갖도록 분해 (dissociation)되어 낮은 계면에너지를 갖게 됨을 확인하였으며, 입계형상 변화뿐만 아니라 탄화물 특성변화까지 유도하여 크리프 수명을 기존대비 약 40% 정도 향상시킴을 확인하였다. 이러한 직선형 입계 대비 'special boundary'로 간주되는 파형입계가 도입될 경우, HAZ 결정립크기 변화 및 액화거동에 미치는 영향을 고찰하고, 아울러 입계특성 제어가 용접성/용접부 품질 향상에 기여할 수 있는 가능성도 토의하고자 하였다. 본 연구에서는 재현 HAZ 열사이클 시험을 통해 미세구조를 정량적으로 비교하였다. 상대적으로 입계구조가 안정된 파형입계의 이동속도가 高계면 에너지를 갖는 직선형 입계보다 느려 HAZ 결정립 성장이 효과적으로 억제됨을 확인할 수 있었다. 입계 액화거동을 살펴보면, 두 시편 모두 $M_{23}C_6$, MC 등 입계탄화물 계면이 빠른 승온중 액화반응 (constitutional liquation)에 의해 입계가 액화되었으며, 이후 급냉에 의해 입계에 액상막이 존재한 흔적이 발견되었다. 최고온도별로 입계액화 폭/비율을 정량적으로 비교한 결과, 파형입계가 직선입계 대비 대체로 낮음을 확인할 수 있었으며, 때때로 액화되지 않고 잔존하는 입계 탄화물이 관찰되었다. 재현 HAZ 미세조직을 통해 Hot ductility 시험 결과를 유추하자면, 파형입계가 직선입계 보다 좁은 취성온도영역 (Brittle Temperature Range)을 나타낼 것으로 예상되어, 입계특성제어에 의해 Ni기 초내열합금의 용접성을 향상 가능성을 확인하였다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.17 no.6
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• pp.23-31
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• 2016

Nowadays abnormal coldness happens frequently in Korea and frost heaving causes unexpected ground deformation which results in severe problems for structures such as roadway, railroad and cutoff slope. 'Frost heave' as one of the primary phenomenon is considered to be an important factor together with 'adfreeze bond-strength' and 'creep deformation' for structural design process in permafrost area. Therefore, the fundamental study for frost heave has to be preceded for design of geo-structures in cold region. While various experimental apparatuses have been developed, there still exist a certain level of limitation to evaluate the frost-heave characteristics as design parameters. There are no standard testing method and criteria for analyzing frost heaving in Korea because temperature controlled testing apparatuses including a freezing chamber are expensive. In this paper, a new standard freezing and thawing testing apparatus is introduced, which simulates various freezing and thawing conditions in a soil specimen by using a temperature controlled triaxial cell. Frost heaving tests were performed to assess the new testing apparatus and experimental procedure to evaluate frost heaving for soils is proposed.