• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
• /
• 제12권1호
• /
• pp.755-767
• /
• 2020

A significant development has been made on a new fatigue damage model applicable to Gaussian wide band stress response spectra using numerical approximation methods such as data processing, time simulation, and regression analysis. So far, most of the alternative approximate models provide slightly underestimated or overestimated damage results compared with the rain-flow counting distribution. A more reliable approximate model that can minimize the damage differences between exact and approximate solutions is required for the practical design of ships and offshore structures. The present paper provides a detailed description of the development process of a new fatigue damage model. Based on the principle of the Gaussian wide band model, this study aims to develop the best approximate fatigue damage model. To obtain highly accurate damage distributions, this study deals with some prominent research findings, i.e., the moment of rain-flow range distribution MRR(n), the special bandwidth parameter μk, the empirical closed form model consisting of four probability density functions, and the correction factor QC. Sequential prerequisite data processes, such as creation of various stress spectra, extraction of stress time history, and the rain-flow counting stress process, are conducted so that these research findings provide much better results. Through comparison studies, the proposed model shows more reliable and accurate damage distributions, very close to those of the rain-flow counting solution. Several significant achievements and findings obtained from this study are suggested. Further work is needed to apply the new developed model to crack growth prediction under a random stress process in view of the engineering critical assessment of offshore structures. The present developed formulation and procedure also need to be extended to non-Gaussian wide band processes.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제19권1호
• /
• pp.54-59
• /
• 2009

기존의 로타리 킬른으로는 융착 현상 때문에 3 mm 이하 크기의 세골재를 제조하기 어려웠다. 이를 해결할 수 있는 수직형 유동층로를 설계, 제작하고 이로부터 점토 : 석분슬러지 :폐백토 =60 : 30 : 10(wt%)조성의 성형체를 소성하여 비중 $1.1{\sim}1.7$, 흡수율 $11{\sim}19%$의 다양한 특성을 갖는 경량 세골재를 제조하였다. 골재를 발포시키기 위한 최소 소성온도는 $1130^{\circ}C$이었다. $1140^{\circ}C$ 이상으로 소성된 시편은 전형적인 발포 경량골재 특성을 보였으며, 표면에 균열이 크게 벌어져서 내부 층이 드러나 보였다. 그러나 표면에 발생된 균열은 black core 내부로 진행되지 않았기 때문에 흡수율에 영향을 주지 않았다. 소성온도가 증가하면 골재의 shell 두께는 감소하고 black core 영역은 넓어졌으나 유지시간은 미세구조에 따른 영향을 주지 않았다. 소성온도가 증가되면 표면에 액상 발생량이 증가하여 골재의 흡수율은 감소하였다. 또한 소성시간도 골재 흡수율에 큰 영향을 주었는데, 이는 액상을 형성하고 또 생성된 액상이 표면의 개기공을 막아 폐기공으로 변화시키는데 시간이 필요하기 때문인 것으로 생각된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제14권3호
• /
• pp.167-174
• /
• 2004

본보는 2003년도에 국제 학술지에 수록된 논문을 국내의 전문가들에게 소개하는 기술보고서이다. 본 연구에서 취성파괴를 보이는 암석에 대하여 시간의존성의 중요성을 설명하는 파괴역학적 모텔이 개발되었다. 균열면을 따라 형성된 신선한 구간인 암석 브리지의 파괴규명으로 불연속면의 점착강도가 감소하는 모델이 설정 되었다. 특히 임계조건 이전에 발생하는 균열성장을 사용하여 파괴역학적 모델을 개발하였는데, 이로부터 시간과 점착강도의 관계를 독립된 수식으로 표현하였다. 예로서 평면파괴가 예상되는 암석 블록에 대한 분석이 이루어 졌다. 절리면의 점착강도는 연속적으로 감소하는 것으로 밝혀줬는데, 초기에는 아주 점진적이며 그 후에는 급격하다. 그러다가 어느 시점에서는 감소된 점착강도는 사면의 불안정과 붕괴를 야기한다. 두 번째 예에서는 몇몇 물질 상수들이 분산을 가진다고 가정하였다. 여기에서는 확률론적으로 사면의 안정성이 분석되었는데 사면의 파괴확률을 시간의 함수로 예견할 수 있다. 시간이 경과함에 따라 사면의 파괴확률은 점점 증가하여 초기에 5% 수준에서 100년 후에는 40% 이상으로 증가한다. 이러한 예제들은 지하구조물이 비록 비교적 단기목적이라 하더라도 불연속면을 갖는 암반의 시간의존성 거동을 예측할 수 있음을 보여 주었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
• /
• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.993-999
• /
• 2008

인구밀집지역인 도심부나 주거지역 인근에서 이루어지는 철도교량 신축에 있어서 급속시공은 매우 의미가 있다. 이러한 신속한 시공과 더불어 교량 거더의 형고의 유동적 조절도 중요하다. 기존 I형 거더는 단면에서 수직방향으로 중립축으로부터 떨어진 모멘트 팔 길이와 긴장력을 이용한 평형을 근간으로 하는 까닭에 형고 조절에 있어 다소 어려움이 있었다. 이에 기존 단일 박스거더의 축소형인 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 보는 긴장력 조절과 콘크리트 압축강도에 따라 경간길이 및 형고 변화가 상대적으로 I형보에 비해 용이하다. 확폭플랜지를 갖는 U형 프리캐스트 거더의 철도교 적용성을 확인하기 위해 지간 30m, 형고 1.7m, 폭 3.63m의 실물크기 거더를 제작하였고 하중재하/변위재하를 이용하여 총 6,200kN의 하중을 유사정적으로 가력하였다. 실험은 4점재하시험으로 하중-변위곡선, 하중-변형율을 이용하여 휨성능을 기본적으로 확인하였고 1차 하중제거와 재재하를 통해 긴장재의 역할을 확인 하였다. 유사정적거동을 본질적으로 확인하기 위해 쉘요소를 이용한 3차원 재료비선형해석을 통하여 실험결과와 평행하게 비교하였다. 콘크리트의 비선형성은 손상-소성모델(Lee & Fenves,1998)을 이용하여 콘크리트 인장/압축 소성연화거동, 인장강화거동을 묘사하였다. 실제 균열패턴과 해석 손상패턴을 비교검토 하였고 하중-변위, 단면에 따른 하중-변형율 관계를 실제 실험결과와 비교검토 하였다. 비선형 해석에 사용된 재료물성치와 해석모델의 보유 탄성에너지 조율은 실제 거더에 가진실험을 통해 획득한 고유주파수를 통하여 확인하였다.