• 화약ㆍ발파
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• 제23권4호
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• pp.31-44
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• 2005

높은 현지응력 조건하에서는 굴착 후에 응력 재분배와 응력 교란에 의해 발생하는 터널 주변의 손상영역을 평가할 필요가 있다. 따라서 암석의 변형 및 파괴 특성을 규명하는 것이 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 미소균열들의 전파와 결합에 의해 형성되는 암석의 파괴 및 손상 메커니즘을 점이동 회귀분석 기법과 단축압축시험 동안 측정된 미소파괴음으로부터 조사하고자 하였다. 특히 암석의 손상기준들을 보다 체계적으로 결정하기 위한 수정 방법을 새롭게 제안하였고 성공적으로 적용하였다. 실험결과, 황등화강암과 여산대리석 모두에서 균열개시응력과 균열손상응력은 단축압축강도의 각각 $33{\~}36\%$와 $84{\~}89\%$ 수준인 것으로 나타났다. 하지만 여산대리석에서 정규화한 균열닫힘응력 수준은 황등화강암과 비교할 때 더욱 크게 나타났다. 또한 황등화강암에서 발생한 축방향 변형은 탄성변형 단계와 초기 미소균열 발생 과정에서 크게 발생하였다. 하지만 여산대리석에서 발생한 축방향 변형은 초기 균열들의 닫힘과 불안정한 균열전파에 의해 주로 발생하였다. 반면 단축압축조건하에서 암석의 횡방향 변형은 거의 대부분 균열손상응력 수준 이후에 발생하는 불안정한 균열전파로 인해 발생하는 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제13권3호통권33호
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• pp.108-113
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• 1999

In this study, CT specimens were prepared from ASTM A516 Gr. 65 which was used for pressure vessel plates for moderate and lower temperature service. Fatigue crack growth test was carried out in the environment of low temperature of $10^{circ}C, -10^{circ}C, -30${circ}C\;and\;-50^{circ}C$ and in the range of stress ratio of R=0.05 and 0.3 by means of opening mode displacement. Based on these test results, the characteristics from temperature and stress ration were shown as follows. 1) As the stress ratio, R increased da/dN and ${Delta}K$ of 2nd stage gradually decreased. And as R decreased, the effect of temperature became greater and greater. 2) As the temperature descended, da/dN decreased on a certain ${Delta}K$, and ${Delta}K$ did in a same da/dN. And the stress ratio, R exerted greater influence at the lower temperature. 3) The fatigue crack growth constant, m increased at $10^{circ}C$ and $-10^{circ}C$, snd decreased at $-30^{circ}C$ and $-50^{circ}C$ following the increment of stress ratio R. And m increased along with the reduction of temperature greatly decreased at $-30^{circ}C$ to come close to two(2).

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.802-810
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• 2003

이 논문에서는 균열성장에 따른 파괴기준의 변화를 고려할 수 있는 수정 특이-파괴진행대 이론이 제안되었다. 제안된 파괴이론의 파괴특성은 균열의 성장기준이 되는 미소균열단에서 에너지해방률과 미소균열단 뒤에 형성되는 파괴진행대에서 균열면 응력-변위 관계이다. 제안된 파괴이론에 의한 파괴에너지는 기존의 콘크리트 파괴실험 결과로부터 평가된 파괴에너지를 충분히 만족할 수 있었다. 실험자료의 분석결과는 파괴진행대에서 균열면 응력-변위 관계는 시험편의 기하학적 특성에 큰 영형을 받지 않으나, 에너지해방률의 파괴기준은 시험편의 기하학적 특성과 하중조건뿐만 아니라 균열성장길이에 영향을 받는 것을 보여준다. 25mm의 균열성장까지 일정한 값을 유지하던 에너지해방률은 균열성장에 대해 선형으로 최대 값까지 증가하였다. 충분한 크기의 시험편에서 최대 에너지해방률은 최대하중에서 발생되었으며, 최대하중 이후의 균열성장에 대해 이 값을 유지하였다. 균열성장에 따른 파괴기준의 변화는 미소균열의 성장과 국부화에 의한 것으로 판단된다. 에너지해방률에 의한 파괴기준의 평가는 콘크리트 파괴거동의 크기효과를 단순화하며, 미소균열의 성장과 국부화에 대한 정량화에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권2호
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• pp.96-105
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• 1995

본 연구에서는 종래의 미소피로균열 성장속도 해석방법에 대한 수정안을 제시하고 수정 후의 방 법에 의해서 계산한 값들과 S4SC 탄소강에 대한 Nisitani와 Goto의 실험결과를 비교하여 계산한 값과 실험데이터 사이에 양호한 일치가 있음을 보였다. 이미 제시된 피로균열성장속도 식에는 하한계수준과 피로한도를 연관시키는 재료상수와 탄소성 거동에 대한 수정 및 균열닫힘효과를 나타내는 방법이 포함되어 있다. 본 연구에서 행한 수정중의 하나는 기하학적인 상수대신에 퍼만(Forman)의 탄성응력 강도계수 범위식을 이용하는 것이고, 다른 하나는 균열이 성장함에 따라 편심형단면으로 되면서 모멘트에 기인해 발생되는 굽힘효과를 고려하는 것이다. 이 방 법을 수명예측에 사용하면 용접구조물은 물론 기계구조물의 보다 정확한 수명예측이 가능할 것 이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권6호
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• pp.591-604
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• 2001

In this paper, a finite element with embedded displacement discontinuity which eliminates the need for remeshing of elements in the discrete crack approach is applied for the progressive fracture analysis of concrete structures. A finite element formulation is implemented with the extension of the principle of virtual work to a continuum which contains internal displacement discontinuity. By introducing a discontinuous displacement shape function into the finite element formulation, the displacement discontinuity is obtained within an element. By applying either a nonlinear or an idealized linear softening curve representing the fracture process zone (FPZ) of concrete as a constitutive equation to the displacement discontinuity, progressive fracture analysis of concrete structures is performed. In this analysis, localized progressive fracture simultaneous with crack closure in concrete structures under mixed mode loading is simulated by adopting the unloading path in the softening curve. Several examples demonstrate the capability of the analytical technique for the progressive fracture analysis of concrete structures.

• Advanced Composite Materials
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• 제18권2호
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• pp.121-134
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• 2009

The present study investigated, both experimentally and numerically, the improvement of low-velocity impact damage resistance of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) laminates due to through-the-thickness stitching. First, we conducted drop-weight impact tests for stitched and unstitched laminates. The results of damage inspection confirmed that stitching did improve the impact damage resistance, and revealed that the improvement effect became greater as the impact energy increased. Moreover, the stitching affected the through-the-thickness damage distribution. Next, we performed FEM analysis and calculated the energy release rate of the delamination crack using the virtual crack closure technique (VCCT). The numerical results revealed that the stitching affected the through-the-thickness damage distribution because the stitch threads had a marked effect on decreasing both the modes I and II energy release rate around the bottom of the laminate. Comparison of the results for models that contained delaminations of various sizes revealed that the energy release rate became lower as delamination size increased; therefore the stitching improved the impact resistance more effectively when the impact energy was higher.

• 한국정밀공학회지
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• 제16권4호통권97호
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• pp.13-18
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• 1999

섬유강화금속적층재(Fiber Reinforced Metal Laminates. FRMLs)는 고강도금속과 섬유강화복합재료(Fiber Reinforced Composite Materials)를 적층한 새로운 종류의 하이브리드 재료이다. 국산 아라미드 섬유인 헤라크론(Heracron, 코오롱)과 국내 복합재료 제작기술(한국화이바)을 사용하여 섬유강화금속적층재를 제작하고, 이를 HERALL(Heracron Reinforced Aluminum Laminate)이라 명명하였다. HERALL(Heracron Reinforced Aluminum Laminate)의 피로균열성장특성 및 피로균열진전 방해기구를 ARALL(Aramid-fiber Reinforced Aluminum alloy Laminates) 및 Al 2024-T3과 비교해석하였다. HERALL과 ARALL은 균열진전을 저지하는 아라미드 섬유로 인해 뛰어난 피로균열성장특성 및 피로저항성을 보여주었다. 아라미드 섬유의 균열브리드징으로 인한 $K_{max}$의 감소량과 Al 2024-T3의 균열닫힘으로 인한 $K_{max}$의 증가량을 구할 수 있는 응력-COD법을 사용하여 실제로 균열성장에 영향을 준 유효응력확대계수범위를 측정하였다. 균열선단으로부터 균열을 가공하면서 COD 변화량을 측정하여 균열브리징 영역을 구하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제26권6호
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• pp.440-446
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• 2006

The reactor vessel body and closure head are fastened with the stud bolt that is one of crucial parts for safety of the reactor vessels in nuclear power plants. It is reported that the stud bolt is often experienced by fatigue cracks initiated at threads. Stud bolts are inspected by the ultrasonic technique during the overhaul periodically for the prevention of failure which leads to radioactive leakage from the nuclear reactor. The conventional ultrasonic inspection for stud bolts was mainly conducted by reflected echo method based on shadow effect. However, in this technique, there were numerous spurious signals reflected from every oblique surfaces of the thread. In this study, ultrasonic phased array technique was applied to investigate detectability of flaws in stud bolts and characteristics of ultrasonic images corresponding to different scanning methods, that is, sector and linear scan. For this purpose, simplified stud bolt specimens with artificial defects of various depths were prepared.

• 열처리공학회지
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• 제4권4호
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• pp.24-33
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• 1991

The effects of thermomechanical treatments on microstructure and fatigue properties of 7050 Al alloy were investigated. The precipitation kinetics changed to a faster rate due to cold deformation employed in this special TAHA thermomechanical treatments including pre-aging, plastic deformation and two step final-aging. The G.P. zones in the under-aged condition were cut by dislocations and dissolved during the plastic deformation. During the low cycle fatigue, the T6' condition showed cyclic hardening behavior whereas the TMT5, TMT27 and T76 conditions showed cyclic softening at above 0.7% total strain amplitudes. The ${\Delta}K_{th}$ value of TMT27 was improved more than two times, compared with that of T76 condition. The T6' with small shearable precipitates resulted in the markedly high ${\Delta}K_{th}$ value. This is thought to be resulted from dislocation reversibility and roughness-induced crack closure due to planarity of slip.

• 터널과지하공간
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• 제21권2호
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• pp.138-144
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• 2011

광산이 폐광을 하는 경우 배수시스템을 정지함으로 인해 갱도는 물로 포화된다. 갱도가 포화되었을 때 갱도 주변의 암석은 완전히 포화되고 갱도 주변 암반에는 수압이 작용한다. 암석의 일축압축강도는 함수율에 따라 달라지며 함수율이 증가함에 따라 감소한다. 수압은 암석 내 균열이나 암반 내 불연속면의 확장을 유발하게 된다. 갱도 내 포화된 수압이 지보압을 발휘할 수도 있지만 지하수에 의해 발생한 암반 물성의 저하는 갱도의 안정성을 감소시킬 것이다. 본 연구에서는 수압에 의해 발생한 갱도 주변 암반의 물성 저하가 갱도의 안정성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 2차원 불연속해석과 3차원 연속해석을 실시하였다. 수치해석 결과 수압에 의해 유발된 갱도 주변 암반의 물성 저하는 갱도 주변 암반의 변위 증가에 영향을 미치고, 2차원 해석 결과는 3차원 해석 결과 보다 큰 변위를 나타냈다.