• Structural Engineering and Mechanics
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• 제39권2호
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• pp.241-266
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• 2011

The Self Compacting Concrete, SCC is the new generation type of concrete which is not needed to be compacted by vibrator and it will be compacted by its own weight. Since SCC is a new innovation and also the high strength self compacting concrete, HSSCC behavior is like a brittle material, therefore, understanding the strength effect on the serviceability performance of reinforced self compacting concretes is critical. For this aim, first the normal and high strength self compacting concrete, NSSCC and HSSCC was designed. Then, the serviceability performance of reinforced connections consisting of NSSCC and HSSCC were investigated. Twelve reinforced concrete connections (L = 3 m, b = 0.15 m, h = 0.3 m) were simulated, by this concretes, the maximum and minimum reinforcement ratios ${\rho}$ and ${\rho}^{\prime}$ (percentage of tensile and compressive steel reinforcement) are in accordance with the provision of the ACI-05 for conventional RC structures. This study was limited to the case of bending without axial load, utilizing simple connections loaded at mid span through a stub (b = 0.15 m, h = 0.3 m, L = 0.3 m) to simulate a beam-column connection. During the test, concrete and steel strains, deflections and crack widths were measured at different locations along each member. Based on the experimental readings and observations, the cracked moment of inertia ($I_{cr}$) of members was determined and the results were compared with some selective theoretical methods. Also, the flexural crack widths of the members were measured and the applicability for conventional vibrated concrete, as for ACI, BS and CSA code, was verified for SCCs members tested. A comparison between two Codes (ACI and CSA) for the theoretical values cracking moment is indicate that, irrespective of the concrete strength, for the specimens reported, the prediction values of two codes are almost equale. The experimental cracked moment of inertia $(I_{cr})_{\exp}$ is lower than its theoretical $(I_{cr})_{th}$ values, and therefore theoretically it is overestimated. Also, a general conclusion is that, by increasing the percentage of ${\rho}$, the value of $I_{cr}$ is increased.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권6호
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• pp.727-745
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• 2018

The design criteria and the corresponding performance levels characterize the response of extended stiffened end-plate beam-to-column joints. In order to guarantee a ductile behavior, hierarchy criteria should be adopted to enforce the plastic deformations in the ductile components of the joint. However, the effectiveness of thesecriteria can be impaired if the actual resistance of the end-plate material largely differs from the design value due to the potential activation of brittle failure modes of the bolt rows (e.g., occurrence of failure mode 3 in the place of mode 1 per bolt row). Also the number and the position of bolt rows directly affect the joint response. The presence of a bolt row in the center of the connection does not improve the strength of the joint under both gravity, wind and seismic loading, but it can modify the damage pattern of ductile connections, reducing the gap opening between the end-plate and the column face. On the other hand, the presence of a central bolt row can influence the capacity of the joint to resist the catenary actions developing under a column loss scenario, thus improving the joint robustness. Aiming at investigating the influence of these features on both the cyclic behavior and the response under column loss, a wide range of finite element analyses (FEAs) were performed and the main results are described and discussed in this paper.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.87-97
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• 1992

극지방의 천연자원의 수송에 필수적인 빙해항행선박은 금후 우리나라의 조선산업이 지향해야 할 기술집약형 선박중 하나로서 국제경쟁에 대비하여 독자적인 연구가 요구되는 분야이다. 본 연구는 빙해항행선박 기본설계의 중요한 인자인 선수부 형상과 평탄빙에서의 쇄빙능력 사이의 상관관계를 밝히는데 목적이 있다. 통상 평탄빙(level ice)에서 선박의 전진속도를 3-4 knots로 볼 때, 탄성으로 취급되는 얼음의 재료특성을 고려하여, 파괴시킬 수 있는 얼음의 최대두께와 파괴된 얼음의 특성길이를 수치적으로 추정하는데 주안점을 두고 있다. 본 연구에서는 빙해항행 선박이 평탄빙에서 연속쇄빙을 하고 있는 상황을 탄성지지기반 위에 놓인 유한 길이의 쐐기보에 작용한 충격하중의 문제로 가정하고 굽힘모멘트에 의해 어떤 위치에서 발생한 최대인장응력이 얼음의 굽힘파괴강도에 도달한다면 그 부분에서 파단이 일어날 가능성이 가장 높다고 판단한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.527-532
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• 2009

고속충돌 파괴현상에 대한 병렬계산기법을 다루었다. 특히 세라믹 재료는 다른 연성 금속 재료와 달리 강성이 크고 가볍기 때문에 충돌 방호 구조물로 활용이 되고 있다. 재료의 고속 관통 문제의 경우 매우 짧은 시간에 대변형이 일어나며, 세라믹 재료의 깨지는 특성 때문에 실험적으로 이를 분석하기 매우 어렵다. 본 연구에서는 세라믹 파괴현상을 수치적으로 모사하기 위해 절점분리기법을(node separation scheme) 적용하였다. 절점분리기법의 제약으로는 재료의 파괴가 발생함에 따라 새로운 절점이 생기게 되고, 이로 인해 지속적으로 계산 시간이 늘어난다는 사실이다. 해석 시간을 단축하기 위해 MPI(Message Passing Interface)를 이용한 병렬화를 수행하였다. 고속충돌 문제의 특이사항으로 시간에 따라 각각의 프로세서에 할당된 영역의 계산량이 비균일 해지며, 이로 인한 병렬 성능의 저하가 발생한다. 본 연구에서는 이를 방지하기 위해 동적영역할당기법을 적용하였다. 고속충돌 문제 해석을 통하여 적용된 기법의 정확성 및 병렬 성능에 대해 기술하였다.

• 한국재료학회지
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• 제24권1호
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• pp.60-65
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• 2014

Fe-based amorphous coatings were fabricated on a soda-lime glass substrate by the vacuum kinetic spray method. The effect of the gas flow rate, which determines particle velocity, on the deposition behavior of the particle and microstructure of the resultant films was investigated. The as-fabricated microstructure of the film was studied by field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and high resolution transmission electron microscopy (HR-TEM). Although the activation energy for transformation from the amorphous phase to crystalline phase was lowered by severe plastic deformation and particle fracturing under a high strain rate, the crystalline phases could not be found in the coating layer. Incompletely fractured and small fragments 100~300 nm in size, which are smaller than initial feedstock material, were found on the coating surface and inside of the coating. Also, some pores and voids occurred between particle-particle interfaces. In the case of brittle Fe-based amorphous alloy, particles fail in fragmentation fracture mode through initiation and propagation of the numerous small cracks rather than shear fracture mode under compressive stress. It could be deduced that amorphous alloy underwent particle fracturing in a vacuum kinetic spray process. Also, it is considered that surface energy caused by the formation of new surfaces and friction energy contributed to the bonding of fragments.

• 한국해양공학회지
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• 제19권1호
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• pp.49-56
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• 2005

In spite of the merits of laser welding being able to obtain the high welding quality such as smaller width of melting and heat affected zone, smaller welding deformation and fine grains of weldment compared to arc welding, laser welding is mainly used in joining of thin steel parts of electronics industry. Laser welding is getting widely used in joining thick plate and special kinds of steel due to its high power. While the arc welding is still applied for 2.25Cr-1Mo steel which is the essential material of atomic power generation equipment, the laser welding is not yet applied despite its high quality. So it has a trial to a special case demanding high welding quality such as atomic power plant. Accordingly, in this research, the mechanical properties of weldments by arc and laser welding were investigated using FEM to confirm the applicability of laser welding to 2.25Cr-1Mo steel. The Charphy test was carried out to understand the effect on the fracture toughness of weldments. The results of examination and test of the mechanical properties showed the validity of this research.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.5743-5747
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• 2015

본 연구에서는 가스아토마이저로 제조된 Fe계 벌크비정질 합금 분말을 이용하여 제작된 시험편에 레이저 육성용접을 하였고, 인장시험과 경도시험의 실시 및 미세조직을 관찰하여 육성용접 층의 파괴거동을 분석하였다. 인장시험 결과 육성용접층은 탄성변형 후 바로 파괴가 일어났고, 모재는 소성변형 후 파괴가 일어났다. 육성용접층과 모재의 실제 최대인장강도는 각 각 955.9Mpa과 220.4Mpa이다. 육성용접층과 모재의 미소경도는 각 각 $485.5{\pm}21$과 $197.4{\pm}14$ 이었고, 육성용접층은 매우 높은 경도를 갖는다. 모재는 조대한 결정립을 갖는 미세 구조를 나타내었다. 인장시험 후 파단면을 고분해능주사전자현미경으로 관찰한 결과 육성용접층과 모재의 파괴형태는 각각 취성파괴와 연성파괴를 나타내었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권10호
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• pp.2122-2129
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• 2002

Creep damage using a reference stress(RS) was analyzed for type 316LN stainless steel. The generalized K-R equation was reconstructed into the RS equation using a critical stress value $\sigma$. The RS equation was derived from the critical stress in failure time $t_f$ instead of material damage parameter $\omega$, which indicates the critical condition of collapse or approach to gross instability of materials during creep. For obtaining the reference stress, a series of creep tests and tensile tests were conducted with at 55$0^{\circ}C$ and $600^{\circ}C$. The stress-time data obtained from creep tests were applied to the RS equations to characterize the creep damage of type 316LN stainless steel. The value of creep constant r with stress levels was about 18 at 55$0^{\circ}C$ and 21 at $600^{\circ}C$. This value was almost similar with r = 24 in the K-R equation, which was obtained by using damage parameter $\omega$. Relationship plots of creep failure strain and life fraction $(t_f /t_r)$ were also obtained with different λ values. The RS equation was therefore more convenient than the generalized K-R equation, because the measuring process to quantify the damage parameter $\omega$ such as voids or micro cracks in crept materials was omitted. The RS method can be easily used by designers and plant operator as a creep design tool.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1503-1512
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• 2013

본 논문에서는 cohesive zone 모델을 이용한 유한요소해석에 기초해 압입 파괴인성 평가식을 제시한다. 먼저 Vickers 압입균열해석에 기초해 다양한 물성변수(항복변형률 ${\varepsilon}_o$, 푸아송비 ${\nu}$, 영률 E)의 들이 균열크기에 미치는 영향을 분석하고, 파괴인성을 압입 시 측정되는 최대하중과 균열길이로 나타낼 수 있는 수식을 회귀로 얻었다. 아울러 접촉길이 a, E/H (H: 경도) 등을 추가 압입변수로 선정해 다양한 형태의 파괴인성평가법을 제시했다. 이후 동일 압입하중에서 압입자각 및 압입자 형태와 균열 크기의 관계를 분석해 Vickers 압입 파괴인성평가법을 다양한 압입자 형태로 확장했다. 본 연구에서 제안된 평가식을 이용하면 압입시험으로 얻어지는 데이터로부터 바로 취성재료의 파괴인성을 예측할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.74-82
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• 1998

공정플랜트 설비 고온요소의 재질열화 정도를 평가하기 위해서 사용되는 방법 중 입계 부식법은 시험절차가 간단하고 실제 플랜트에서의 적용이 용이하여 안전 및 수명진단시에 많이 이용되어 왔다. 본 논문에서는 오랜 기간 고온에서 사용된 화학플랜트 및 정유플랜트의 실기 요소에 입계부식법을 적용하여 재질의 고온에서의 장시간 노출에 의한 인성열화도를 평가한 결과를 제시하였다. 실제 요소의 열화도 측정변수로서는 입계부식법으로 측정한 격자절단비 ($N_i/N_o$)를 사용했으며, 이로부터 인성열화도를 예측하였다. 인성열화도는 소형펀치 시험법으로 측정된 $({\Delta}DBTT)_{sp}$값으로 표현하였다. 격자절단비는 표면을 나이탈 부식했을 때의 격자수에 대한 피크린산으로 5분 부식했을 때의 격자수의 비율로 정의된다. 또한, 실험실에서 열처리된 시편으로부터 측정된 격자절단비와 Larson Miller Parameter와의 상관관계를 사용하여, 장시간 가동한 공정플랜트 요소에서 측정된 격자절단비로 잔여수명을 평가할 때의 고려사항에 대해 논의하였다.