• Journal of the KSME
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• v.16 no.4
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• pp.41-48
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• 1976

재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.8 no.6
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• pp.235-243
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• 1996

The mechanical behavior ot concrete is strongly influenced by various scenarios of crack initiation and crack propagation. Recently. the study of the interface fracture and cracking in interfacial regions is emerged as an important field, in the context of the developement of high performance concrete composites. The crack path criterion for elastically homogeneous materials is not valid when the crack advances at an interface because. in this case, the consideration of the relative magnitudes of the fracture toughnesses between the constituent materials and the interface are involved. In this paper, a numerical method is presented to obtain the values of two interfacial fracture parameters such as the energy release rate and the phase angle at the tip of an existing interface crack. Criteria based on energy release rate concepts are suggested for the prediction of crack growth at the interfaces and an hybrid experimental-numerical study is presented on the two-phase beam composite models containing interface cracks to investigate the cracking scenarios in interfacial regions. In general, good agreement between the experimental results and the prediction from the criteria is obtained.

• Composites Research
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• v.21 no.4
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• pp.7-14
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• 2008

Prediction of the load-bearing capacity of an adhesive-bonded Joint is of practical importance for engineers. This paper introduces interface fracture mechanics approach to predict the load-bearing capacity of composite metal bonded joints. The adhesion strength of composite/steel bonding is evaluated in terms of the energy release rate of an interfacial crack and the fracture toughness of the interface. Virtual track closure technique (VCCT) is used to calculate energy release rates, and hi-material end-notched flexure (ENF) specimens are devised to measure the interfacial fracture toughness. Bi-material ENF specimens gave consistent mode II fracture toughness $(G_{IIc})$ values of the composite/steel interface regardless of the thickness of specimens. The critical energy release rates of double-lap joints showed a good agreement with the measured fracture toughness. Therefore. the energy-based interfacial fracture characterization can be a practical engineering tool for predicting the load-bearing capacity of bonded joints.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.420-420
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• 2021

상수도관은 시간이 경과됨에 따라 부식이 발생하고 이로 인해 관의 두께 및 강도가 감소하여 점차 상수도관의 기능을 상실하게 된다. 이러한 노후 상수도관은 누수, 적수 등 수자원에 막대한 경제적인 손실을 발생시키고 사람들에게 많은 불편을 끼친다. 현재 우리나라도 전체 상수도관 중 노후 상수도관이 많은 부분을 차지하고 있기 때문에 교체나 개선이 시급한 실정이다. 하지만 전체 상수도관을 교체하는 것은 막대한 예산이 필요하기 때문에 현실적으로 어려운 문제이다. 따라서 상수도관의 노후도 분석을 통하여 상수관망의 최적 교체 우선순위를 판단하고 교체를 실시하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 노후도 분석에 중요한 관의 부식깊이와 잔존수명을 예측하고 신뢰성해석을 통해 파괴확률을 산정하였다. 이를 위해 Romanoff(1957)와 환경부(2002)에서 실측한 상수관의 관종에 따른 관두께 변화를 적용하여 해석하였다. 실측 자료를 통해 부식깊이, 잔존수명 예측 모델을 수립하였으며 이에 따른 관의 파괴확률을 산정하였다. Romanoff(1957)의 혼합강관과 주철관에 대한 실측 자료를 사용하여 상수관의 사용연수가 10년, 20년, 30년 경과됨에 따른 부식깊이와 관파괴확률을 산정하였다. 혼합강관의 경우 사용연수에 따른 부식깊이는 0.57mm, 0.92mm, 1.21mm으로 산정되었으며, 주철관의 경우 0.16mm, 0.24mm, 0.31mm으로 산정되었다. 또한 신뢰성모형을 직경 300mm관에 적용한 결과 최대 상수도압 15kg/cm²에서 혼합강관의 사용연수에 따른 파괴확률은 3.36%, 4.65%, 6.18%로 나타났으며 주철관은 1.36%, 2.50%, 2.68%로 나타났다. 환경부(2002)의 주철관에 대한 부식 실측 자료를 통해 상수관의 사용연수 10년, 20년, 30년 경과에 따른 부식깊이와 관파괴확률을 산정하였으며 초기 관두께 측정 자료를 통해 잔존수명도 예측하였다. 부식깊이는 1.02mm, 1.25mm, 1.41mm으로 산정되었으며, 파괴확률은 5.15%, 6.30%, 7.35%로 산정되었다. 그리고 잔존수명의 경우 부식률이 20%일 때, 잔존수명은 약 30년으로 산정되었다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.13 no.5
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• pp.466-475
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• 2001

The potential shear strength of reinforced concrete beams decreases after flexural yielding due to the decrease of the effective compressive strength of concrete in plastic hinge zone. A truss model considering shear deterioration in the plastic hinge zone was proposed in order to evaluate the ductile capacity of reinforced concrete beams failing in shear after flexural yielding This model can determine the potential shear strength of the beam by using a truss model. The potential shear strength gradually decreases as the increase of the axial strain of member. When the calculated potential shear strength decreases up to the flexural yielding strength, the corresponding rotation angle is defined as the ductile capacity of the beam. The predicted ductile capacity of reinforced concrete beams is shown to be in a good agreement with experimental results.

• Journal of the KSME
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• v.21 no.6
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• pp.450-457
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• 1981

시대의 흐름은 계속 각분야에 발전을 가져오게 하고 또 발전을 요구하고 있으며 설계분야에서도 꾸준히 발전의 요구가 고조되고 있다. 재료의 물성과학적인 미시적 피로파괴의 연구와 파괴역 학적인 파괴거동의 예측은 많이 발전되어 있는 현 사회이지만 실제의 피로설계분야에 서는 일 반화 보급이 미급한 실정이며 우리가 흔히 말하는 최적설계, 안전설계, 및 경제적 설계를 위하 여서는 피로강도를 기준으로 하는 설계의 개발이 잘 이루어져야 할 것으로 생각된다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.78-78
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• 2004

기계 및 구조물의 설계시에는 허용응력 이하의 설계 조건으로 설계하지만 반복 작동을 하게 되는 기계 시스템의 경우에는 피로에 의한 파괴 현상이 나타나게 된다. 대부분의 기계 및 구조물은 사용시 변동 하중 상태에 놓이는 경우가 많게 되고 이로 인해 변동 응력이 작용되며 그 재료의 정적 강도보다 상당히 작은 간이라도 반복횟수가 증가함으로써 금속재료의 강도가 저하되어 결국 피로 파괴가 발생한다. 자동차, 항공기, 압축기, 펌프, 터빈 등과 같이 반복 작동을 하게 되는 기계 시스템에서 일어나는 파괴 현상 중에서 피로 파괴가 차지하는 비율이 점차 늘어나고 있다.(중략)

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.04a
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• pp.297-300
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• 2008

This study focuses on the evaluation of efficiency of the explicit FEM program LS-DYNA to predict the failure behavior of reinforced concrete. Analysis variables of reinforced concrete beams were longitudinal bar ratio, shear steel ratio and span-depth ratio. Failure behavior of reinforced concrete beams was approximately simulated by LS-DYNA.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.16 no.6
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• pp.710-716
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• 2002

A General Pipe Break Prediction Model that incorporates linear and exponential models in its form is developed. The model is capable of fitting pipe break trends that have linear, exponential or in between of linear and exponential trend by using a weighting factor. The weighting factor is adjusted to obtain a best model that minimizes the sum of squared errors of the model. The model essentially plots a best curve (or a line) passing through "cumulative number of pipe breaks" versus "break times since installation of a pipe" data points. Therefore, it prevents over-predicting future number of pipe breaks compared to the conventional exponential model. The optimal replacement time equation is derived by using the Threshold Break Rate equation by Loganathan et al. (2002).

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.11 no.1
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• pp.113-120
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• 2007

A new material was tested and its applicability was investigated so as to give the capability of self-diagnosis of fracture in composite mortar. In the research for giving self-diagnosis capability, conductive mortar intermixed with cokes and carbon fiber powder(milled carbon fiber) was developed and its using for self-diagnosis material was proposed. Then after examining change in the value of electric resistance and AE characteristics before and after the occurrence of cracks at each weight-stage, the relationships of each factors were analyzed. As the results, it can be recognized that a new composite material with cokes and carbon fiber powder(milled carbon fiber) can be applied for self-diagnosis of fracture in mortar specimen.