• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2000.04a
• /
• pp.34-34
• /
• 2000

재료에 따라 기계적 특성들은 하중속도에 의존하는 경우가 많다. 이런 기계적 특성들 중 파괴인성은 기계구조물을 파괴 역학적으로 안전하게 설계하는 경우뿐만 아니라, 운전되고 있는 기계 건전성의 측면에서 매우 중요한 파라미터이다. 또한 파괴인성은 작용하는 하중의 속도에 따라 정적파괴인성($K_{IC}$)과 동적파괴인성($K_{ID}$)으로 구분하고 이들의 측정 방법과 인성의 크기 또한 매우 상이하다. 동적파괴인성의 평가방법으로는 광탄성법, 모아레법 및 스트레인게이법을 이용한 충격실험방법들이 이용되고 있다.

• Tunnel and Underground Space
• /
• v.17 no.6
• /
• pp.448-452
• /
• 2007

Papers on fracture toughness of rock were surveyed. In spite of variety in methods and nations, it seemed that same rock type shows similar fracture toughness value.

• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
• /
• 2003.04a
• /
• pp.59-59
• /
• 2003

경사기능 재료는 위치에 따른 특성 변화를 갖고 있어 변화하는 주변 환경에서 사용되는 재료의 응용성을 높일 수 있는 장점이 있다. 적합한 경사기능 재료의 제조를 위해서는 탄성률, 강도, 인성 등의 위치에 따른 변화를 예측하는 것이 필요하다. 그러나 재료 내에서의 탄성률 변화 등으로 인해 경사기능 재료에서 인성을 정량적으로 표현하는데는 어려움이 있으므로 이를 정량적으로 측정하고, R-curve를 결정하는 것은 재료의 응용성에 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 폴리우레탄 스폰지를 이용하여 밀도의 분포가 연속적으로 다른 폴리 우레탄 스폰지를 제조하고 이에 알루미나 분말 슬러리를 이용하여 slip casting을 행하였다. 그 후 폴리 우레탄 스폰지를 탈지한 후 알루미나 성형체를 소결하여 연속적인 기공률 분포가 다른 다공성 알루미나를 제조하였으며, 이에 Al을 용침하여 $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료를 제조하였다. 이러한 $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료에 대해 파괴인성 및 R-curve 특성을 CT(conpact tension)시편으로 측정하였으며, 이를 균일한 복합체의 파괴인성과 비교하였다. 또한 잔류 응력 특성을 파악하기 위해 실험적이 응력 데이터를 Moire interferometry를 이용하여 결정하였다. 또한 이를 유한요서 해석법(FEM)에 의한 계산치와 비교하였다. 서로 다른 조성 분포를 갖는 $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료와 균일한 복합체의 파괴인성을 비교한 결과 동일한 Al조성에서도 서로 다른 파괴 인성치가 나타났다. $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료에서 파괴인성에 영향을 줄 수 있는 인자로는 술수한 $Al_2O_3$의 파괴인성에 Al금속의 소성변형에 의한 인성증진 효과, 그리고 경사기능 재료에서 상호 조성차이에 따른 잔류응력을 고려할 수 있을 것이다. 이중 $Al_2O_3-Al$ 경사기능 재료의 파괴인성에 미치는 잔류응력의 영향을 고려하기 위해 이의 잔류응력에 대해 실험에 의한 유추된 잔류응력과 FEM계산에 의해 유추된 잔류 응력을 비교, 분석하였다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
• /
• v.13 no.2
• /
• pp.161-167
• /
• 2001

It is difficult to obtain accurate fracture toughness values using three point bending test(TPB) proposed by RILEM committees because the shape of load-deflection curve is irregular and final crack propagation occurs after some slow stable cracking. However, fracture toughness is easily obtained from crack initiation load in the disk test. In this paper, the fracture properties of high strength concrete disks with center-crack was investigated. For this purpose, the experimental results were compared with the results by finite element analysis(FEA). And the experimental fracture locus was compared with theoretical fracture locus. Also, the results of fracture properties for the degree of concrete strength are presented. It is concluded from this study that results from FEA with maximum stress theory were compared well with the results from experiment. And the degree of concrete strength was contributed to the crack initiation load and fracture toughness, but was not contributed to the failure angle. Also, The discrepancy of fracture locus between the maximum stress theory and the experiment for concrete is considered to depend upon a large energy requirement for inducing the mixed-mode and sliding mode fractures.

• Journal of the KSME
• /
• v.28 no.4
• /
• pp.328-336
• /
• 1988

파괴인성은 내적 및 외적요인 등에 의해 변할 뿐만 아니라 조직의 불균질성 때문에 소성둔화 및 파괴가 균일하게 일어나지 않으므로 이에 대응한 파괴인성을 선택하여 평가함이 가장 중요하다. 또한 기계의 고속화에 따라 충격적인 하중에 의한 동적파괴의 문제가 중요하게 되고 이에 따라 동적파괴인성 평가법의 확립에도 많은 연구가 필요하다. 한편 피로균열진전거동의 실험에는 많은 시간과 인적 노력이 필요로 하며 이러한 문제점을 해결하여 균열진전 측정의 정밀화 및 효율성을 높이기 위해서는 컴퓨터의 이점을 적극적으로 응용할 필요가 있다.

• Tunnel and Underground Space
• /
• v.30 no.1
• /
• pp.87-97
• /
• 2020

Fracture toughness of rock is a constant that can indicate the initiation and propagation of cracks due to blasting, excavation, etc. Scaled model tests have been applied to the behavior of tunnels and the stability of limestone mines. Through the scaled model, damaged zone evaluation due to blasting is also carried out, and the scale factor is not applied to the failure-related factors. In this study, DCT (diametral compression test) and finite element method ATENA2D numerical analysis results were compared to determine whether the scale factor could be applied to the fracture toughness of rock. The theoretical values of the scale factor applied to the fracture toughness of the rock and the DCT test results and the numerical results are 0.21~0.46, 0.40, and 0.99MPa ${\sqrt{m}}$ respectively, so these three values should be considered when determining scale factor. It is necessary to derive a suitable scale factor in consideration of the length, time, and mass to which the scale factor is applied, as well as the values of the scale factor of major design factors such as uniaxial compressive strength and density.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 1999.10a
• /
• pp.21-21
• /
• 1999

파괴인성의 정량적 평가는 균열이 내재할 수 있는 구조물의 설계 및 사용중 건전성 확보를 위하여 필요하다. 파괴인성의 측정은 광탄성법, 코스틱법 및 모아레법 등에 의하여 주로 평가되고 있으나 고가의 장비가 필요하고 실험으로 구현하는데 어려움이 있기 때문에, 실험이 비교적 간단하고 신뢰성이 있는 스트레인 게이지법에 관한 연구가 최근에 이루어지고 있다. 본 연구는 항공기나 로켓의 추진기용 구조재로 사용되는 마레이징강과 티타늄 합금을 이용하여 파괴인성시험을 수행하였다. 균열선단의 변형률장은 Westergaard 응력 함수를 사용한 다중변수해로 표현하였고, 스트레인게이지에서 얻은 변형률을 대입하여 파괴인성치를 산출하였다. 스트레인게이지법에 의한 파괴인성치는 ASTM E399의 규정에 의한 실험결과들과 비교하여 그 유용성을 제시하였다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
• /
• v.6 no.1
• /
• pp.131-141
• /
• 1994

This experimental study was performed to lnvestigate the effects of the lergths dnd volume contents of glued hooked steel fiber for the fracture toughness and strength of c oncretc. The notched steel fiber reinforced concrete beams with different flber length(30, 60mm) and fiber volume content(O.0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0%) were tested under 3-point benclmg, md 1 he flexural strengths, fracture energy and CMOD were obtained from the experimental data. The fracture energy v~ds used as d means to evaluate the fracture toughness ot concrete. The results showed that the frdcture toughness and 5trength of conuett. were generally increased ds the content of steel fiber was inc~edsed, arid the length of steel ilber had a great efiect on the flexural strength but little on the compressive itrength and fractule toughness. And also, considering the distributions of steel fiber, workablity and the maxinium size of coarse dqgregates, the optimum content of steel fiber seemed to be about 1.0 '0, and when lts length uias longer the results were somewhat tavorable.

• Journal of the KSME
• /
• v.30 no.2
• /
• pp.172-179
• /
• 1990

섬유강화 복합재료는 기존의 등방성재료에 비해 비강성과 비강도가 높고 충격특성, 피로특성 그 리고 내부식성 등이 매우 우수하여 항공기뿐 아니라 자동차, 쾌속선, 스포츠용품 등에 널리 사 용되고 있으며 높은 X선 투과성과 치수안정성 등의 특성을 이용하여 의료용기기, 대규모집적회 로기판, 정밀계측기기 등에까지 응용분야가 넓어져 가고 있다. 최근에는 설계를 지원하기 위한 데이타베이스의 체계화와 실제 구조물이 요구하는 특성의 효율적인 만족을 위해 구조물의 안전성 관점에서 본 손상허용 평가가 요구되고 있다. 이를 위해 섬유강화 복합재료의 층간파괴인성을 평가할 수 있는 기존의 실험법들을 소개하고 섬유강화 복합재료의 층간파괴 특성을 고려하여 보았다. 섬유강화 복합재료를 실제 구조물에 응용하기 위해서는 설계에 대한 중요한 정보인 각 파괴모우드에 대한 층간파괴인성들을 일관성 있게 정량적으로 평가할 수 있는 방법이 제시되어 각 파괴모우드에 대한 층간파괴인성의 측정뿐 아니라 층간 파괴 거동의 규명이 행해져야 한다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
• /
• v.9 no.3
• /
• pp.179-187
• /
• 1997

콘크리트는 여러 구성 성분들이 불규칙적인 배열을 이루어 형성된 복합재료이지만, 과거에는 이 재료를 하나의 단종재료로 간주하여 해석하였기 때문에, LEFM에서 사용되는 파괴인성계수만으로는 콘크리트의 파괴역학적 접근이 어렵다는 것 이외에는 파괴인성계수들의 크기의존성에 대한 이유라든가, 실험을 통해서 관측된 구조물 두께 방향으로의 서로 다른 깊이의 균열 진행 현상에 대해서는 설명하기가 어려웠다. 따라서 본 연구는 콘크리트를 하나의 복합재료로써 각각의 구성요소들이 차지하고 있는 체적비 및 배열상의 효과를 고려하여 복합재료의 파괴거동을 해석하고, 구성재료의 수와 파괴인성계수와의 상관관계를 분석하였다. 각각의 구성요소들을 연립변형모드( SD mode)로 배열시킨 조건에서 복합재료역학개념에 입각하여 해석한 결과, 일반적으로 실험이나 비선형파괴역학 해석과 같이 하중-변위곡선 상단부에서 비선형 거동이 관측되었다. 또한 임계응력확대계수( $K_IC$)나 파괴에너지($G_r$)는 구성원의 수나 보의 크기에 대해서 거의 무관한 값을 나타내지만, 임계군열선단개구변위 ($CTOD_c$)는 크기에 영향을 받음을 보여 주었다. 균열의 진행속도는 균열이 진행될수록 감소하며, 파괴인성이 작은 구성원에서부터 균열이 발생되어 결과적으로 보의 두께 방향으로 서로 다른 크기의 균열길이가 생성됨이 관측되었다.