• Title/Summary/Keyword: 파괴역학해석

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Analysis of Fatigue Life and Failure of High-Speed Rotating Cylindrical Vessel with Holes (구멍이 있는 고속 회전 원통용기의 파손 및 수명 해석)

  • Lee, Ouk-Sub;Kim, Hong-Min;Choi, Hye-Bin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.34 no.4
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    • pp.439-446
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    • 2010
  • Fracture mechanics is used for the detailed analysis of the failure of high-speed rotating cylindrical vessels. The general procedure for the analysis of fatigue life and failure used in this study is summarized; the initial material properties are also described. The results of the theoretical stress analysis are compared to the observed magnitude of the stress under the operational condition. The fracture-surface configurations observed under both optical and scanning electron microscopes are used to investigate the progress of fatigue crack propagation. Fatigue life estimates obtained by using the Paris model are compared to the actual service life of the high-speed rotating pressure vessel.

Fracture Behavior and Crack Growth of Concrete by The Nonlinear Fracture Mechanics (비선형 파괴역학에 의한 콘크리트의 파괴거동과 균열성장에 관한 연구)

  • 배주성;나의균
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.2 no.2
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    • pp.81-92
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    • 1990
  • Concrete, a mixed material, has heterogeniety, anisotrophy and nonlinearity. Therefore, in its 'racture analysis, it is more reasonable to evaluate its fracture toughness by applying the concept of 'racture mechanics rather than the strength concept. Up to the present the concepts of fracture mechanics which were applied to concrete have been divided into two main classes. The one is the concept of linear elastic fracture mechanics and the other is the concept of elastic-plastic fracture mechanics. But it has been pointed out that there are many problems and irrationalities in applying the concept of linear elastic fracture mechanics to concrete. In this study, the J -integral method and the COD method mainly used in the analysis of nonlinear fracture mechanics, were introduced and the three point bending test was carried out for investigating the effects of the variation of the maximum aggregate size and notch depth on the fracture behavior and the crack growth of concrete, and the relationships of fracture energy and crack opening displacement. According to the results of this study the more the maximum aggregate size and the notch depth increased, the more the nonlinearity of load-deflection behavior was remarkable. The increase of the coarse aggregate size created the more ductility of concrete. Thus concrete showed the more stable fracture. As for the path of the crack growth, the more the coarse aggregate size increased, the more it was irregulary deviated from the straight line but it was not almost affected by the variation of the notch depth. Also, the fracture energy increased according as the coarse aggregate size increased and the notch depth decreased.

Anchorage Zone Behavior and Analysis of Precast Prestressed Concrete Box-Girder Bridges (프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트(PC) 박스거더 교량의 정착부 거동 및 해석)

  • 오병환;임동환;이명규;백신원
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 1994.04a
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    • pp.36-41
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    • 1994
  • 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 상자형 교량의 정착부에 프리스트레스 힘이 도입되면, 과다한 국부집중 하중으로 인하여 균열이 발행할 수 있으며, 최근 이러한 교량의 건설시 텐던을 따라가며 심각한 균열이 발생한 경우가 있다. 본 논문은 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 상자형 교량의 정착부에 발생하는 국부집중 응력의 분포 특성을 규명하고, 이를 토대로 파괴기구 고찰함에 목적이 있다. 이를 위하여 정착부 파괴에 직접적인 영향을 미치는 단면의 형상, 텐던의 배치상태, 국부보강 철근의 형태 및 구조보강 철근량 등을 변수로 하는 역학적 거동 실험 및 해석 연구가 수행되었다. 위의 실험 및 해석연구결과 정착부 파괴양상이 규명되었으며, 프리스트레스 정착부의 새로운 파괴기구 개념이 제시되어, 정착부 파괴과정을 적절히 설명하고 있다.

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용접 구조 설계

  • 윤중근;박동환
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.10 no.4
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    • pp.44-57
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    • 1992
  • 본 보에서는 용접 구조물의 파괴 방지를 위한 제반 용접 구조 설계에 대하여 전반적으로 기술 하였다. 현대 용접 구조물의 각 선급이나 spec.에서 규정한 식들에 의해 산정된 정적하중으로 구조 설계되는 종래의 방법과는 달리, 유한 요소 구조 해석에 의한 강도 평가, 외부하중의 직접 계산에 의한 보다 정확한 설계 하중의 설정 및 통계적 처리를 통한 합리적인 구조해석(피로강도 포함)등으로 설계되고 있다. 더우기 구조설계시 구조물의 취성파괴를 고려한 파괴강도 및 인성 개념을 도입하였을 뿐 아니라 균열의 존재와 성장을 파괴 역학적으로 해석하여 구조물의 조업 중에서의 파괴관리 및 제어도 실시할 수 있는 총합적인 설계에 의하여 용접 구조물은 제작되고 있다. 비록 구조물의 총합적인 구조 설계로 제작되었을지라도, 구조물의 사용 성능은 용접부의 특성에 의하여 크게 변하게 되므로 용접 설계의 역할을 매우 중요하다. 용접 설계란 용접시공법, 구조부재 및 용접재료의 선정, 용접 이음부의 구조적 형상과 세부 형상 및 그외 용접에 관련된 제 인자들을 상호 유기적으로 조합함으로써 보다 경제적이고 신뢰성 있는 용접부를 얻고자 함에 그 목적이 있다.

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Limit State Analysis of Earthern Slope Using a Continuum Mechanics Approach (연속체 역학을 이용한 사면의 한계상태 해석)

  • 서영교
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.16 no.5
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    • pp.141-148
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    • 2000
  • 사면 안정 해석은 주로 파괴 활동면의 전단 강도와 발휘되는 전단 강도의 최대비로서 표현되는 파괴활동의 추정을 위해 기존의 고전적인 방법을 사용하거나 이와 유사한 방법등이 사용되어 왔다. 이러한 방법들은 토질에 있어서의 상호 작용력과 그에 따른 전당력 및 사면 활동면의 반복되는 추정등의 가정으로 불확실성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 토질전체를 연속체로 규정하고 비선형 유한요소법을 이용한 토질의 실제 응력과 강도를 정확하게 계산하였다. 사면 안정은 점차적 인증력의 증가로서 사면의 붕괴 활동면이 나타나FEo 까지로 해석되었다. 제시된 방법의 세부적인 사항은 예제를 통하여 설명되어 있다.

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Application of p-Version Crack Model Based on J-integral Method in LEFM Analysis (선형탄성 파괴역학해석에서 J-적분법에 의한 p-Version 균열모델의 적용)

  • 이채규;우광성;김영인
    • Computational Structural Engineering
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    • v.8 no.4
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    • pp.137-148
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    • 1995
  • A new path independent contour integral formulus for the distinct calculation of mode I stress intensity factors in two dimensional linear elastic fracture mechanics problems is presented. This method is based on p-convergence concepts and can be easily appended to existing finite element computer codes. In this study, the stress state at crack tip has been investigated and the path independence of J-integral values has been tested with respect to different contours expressed by normalized distance apart from the crack tip. Numerical results by p-convergence for the problems such as centrally cracked panels, single and double edged cracks in rectangular panels have been compared with those by the conventional h-convergence. The comparison demonstrates the accuracy and stability of the proposed method.

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Fracture Mechanics Analysis of a Crack in the Weld using the J-integral (J-적분을 이용한 용접접합부 균열의 파괴 역학적 해석)

  • Chang, Kyong Ho;Lee, Chin Hyung
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.17 no.2 s.75
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    • pp.243-251
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    • 2005
  • The fracture mechanics analysis of a crack in a weld must consider residual stress generated during welding. The standard definition of the J-integral requires a path dependent value in the presence of a residual stress field. Therefore, it is necessary to develop a path independent J-integral definition for a crack in a residual stress field. This paper addresses the modification of the Rice-J-integral to produce a path- independent J-integral when residual stresses and external forces are present. The residual stress problem is treated as an initial strain problem and the J-integral proposed for this type of problems is used. A program which can evaluate the J-integral for a crack in a weld is developed using the proposed J-integral definition. The situation when only residual stress is present is examined as is the case when mechanical stresses are applied in conjunction with a residual stress.

Analytical Study on Interface Debonding of Reinforced Concrete Beams Strengthened with Carbon Fiber Sheet(CFS) (탄소섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트보의 계면박리에 대한 해석적 연구)

  • Sim, Jong-Sung;Bae, In-Hwan
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.11 no.2
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    • pp.177-186
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    • 1999
  • The purpose of this study is to analyze the interface debonding of RC beams strengthened by carbon fiber sheet(CFS). The behavior of damaged RC beams strengthened with CFS is analytically investigated next using linear elastic fracture mechanics(LEFM) approach and the finite element method. The study includes an investigation of the separation mode by interface fracture of the strengthening materials due to the interfacial shear and normal stresses. The numerical method is presented to obtain the value of interfacial fracture parameter such as the strain energy release rate. Based on the results of this study, it is found that the critical case occurs when the interfacial cracks occur within a short region of the flexural crack. The CFS strengthening has not an adequate factor of safety against interfacial debonding of CFS. Furthermore, for the thicknesses of the adhesive studied[1mm~3mm], it is no noticeable effect on the strain energy release rate.