• 터널과지하공간
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• 제11권4호
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• pp.301-310
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• 2001

열 여섯개의 절리 면을 가진 석고 시편을 제작, 일축 압축 실험을 하여 관측된 결과를 절리 면이 두 개 및 세개 가진 시편의 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 다중 절리면(열여섯 면)에서 관측된 익형(翼形)크랙, 이차 크랙, 연절리 (連節理) 유형은 절리가 두 개 및 세 개를 가진 시험체와 비슷한 형상을 보였다. 익형 크랙은 절리면과 일정한 각도를 유지한 상태에서 시작하여 안정적으로 진전, 최대 압축응력 방향으로 발달하였으며 이차 크랙 또한 안정적인 진전 양상을 보였으나 높은 하중 상태에서 이차 크랙은 불안정한 진전을 보이며 연절리 현상을 보였다. 이차 크랙의 종류로는 유사 공면(共面) 및 사면(斜面) 이차 크랙이 관측되었다. 연절리 현상은 익형 크랙과 이차 크랙에 의한 절리면의 연결로 나타나며 본 실험에서 네 종류의 연절리 현상이 관측되었다. 관측된 연절리의 발생 형태, 익형 크랙 및 이차 크랙의 초기 발생 응력은 절리면의 간격, 연속성, 경사각, 단선(短線)각도와 절리면의 배열과 관련이 있다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.17-30
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• 2009

지하에 공동을 건설하는 터널 공사의 경우 초기 응력의 집중 및 발파와 같은 시공단계에서의 과도한 에너지의 적용으로 인하여 주변 암반에 손상을 발생시킨다. 이러한 손상의 발생은 터널에 작용하는 하중 및 터널 주변 암반의 흐름조건에 상당한 영향을 끼친다. 이러한 이유로 터널 주변에 발생하는 손상구간에 대하여 다양한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 유사암석으로 제작된 공동이 존재하는 절리모델의 이축압축실험을 통하여 공동주변의 손상발생을 연구하였다. 절리면은 수평면과 $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$의 조건으로 형성되었으며, 초조강시멘트 재료를 이용하여 유사절리모델을 제작하였다. 이축압축 실험결과 공동주변에서는 절리면에 수직한 방향으로 인장균열의 발생이 관측되었으며, 균열의 진행으로 인하여 암반블록이 형성되었으며, 진행하는 인장균열이 다른 절리면에 도달하여 암반블록이 완전히 형성된 경우 탈락하는 과정을 보였다. 이러한 인장균열의 진전은 절리면의 각도에 따라 상이한데 절리면의 각도가 클수록 안정적이며 진행성의 균열 진전 양상이 관측되었다. 이러한 인장균열의 발달은 절리면으로 구성된 암편을 보로 가정 할 경우 공동의 곡률로 인한 기하학적 형상의 불규칙성으로 인하여 모멘트가 작용하는 것으로 판단된다. 이상의 실험결과를 입자요소해석 방법을 기반으로 하는 PFC 2D를 이용하여 모사하였다. 해석결과 실험에서 관측한 바와 같이 절리면 각도가 작을수록 손상대의 폭은 넓어지며 인장균열의 진행에 의한 암반블록의 형성이 관측되었다. 또한 상호작용이 발생하는 균열을 조사한 결과 수치해석에서도 절리면의 각도가 작은 조건에서 진행성의 파괴가 나타났다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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• pp.324-326
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• 2004

l2wt%Cr Steel has been applied on turbine bucket and nozzle partition material of power plant. Turbine bucket and nozzle get damaged by solid particle within steam, therefore they are protected by surface treatments such as ion nitriding, boriding and chrome carbide HVOF spray coating. In this study, solid particle erosion(SPE) characteristics after these surface treatments are examined at operating temperature 540$^{\circ}C$ and 590$^{\circ}C$ of fossil power plant and the mechanism of damage was studied. Erosion of 12wt%Cr steel is originated by micro cutting and that of boriding and chrome carbide HVOF spray is originated by these mechanism - repeating collision, crack initiation and propagation. As the results of SPE test at 540$^{\circ}C$ and 30$^{\circ}$ impact angle that is the most commonly occurred in power plant, Boriding had the best SPE -resistance property, Cr$_2$C$_3$-25(Ni20Cr) HVOF spayed and ion nitrided samples were also better than bare metals(l2wt%Cr Steels). At 590$^{\circ}C$ and 30$^{\circ}$ impact angle, Boriding had also the most superior characteristic and HVOF spay sample was better than bare metal.

• Computers and Concrete
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• 제15권2호
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• pp.305-319
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• 2015

On mesoscopic level, concrete can be treated as a three-phase composite material consisting of mortar, aggregates and interfacial transition zone (ITZ) between mortar and aggregate. A lot of research has confirmed that ITZ plays a crucial role in the mechanical fracture process of concrete. The aim of the present study is to propose a numerical method on mesoscale to analyze the failure mechanism of reinforced concrete (RC) structures under mechanical loading, and then it will help precisely predict the damage or the cracking initiation and propagation of concrete. Concrete is meshed by means of the Rigid Body Spring Model (RBSM) concept, while the reinforcing steel bars are modeled as beam-type elements. Two kinds of RC members, i.e. subjected to uniaxial tension and beams under bending, the fracture process of concrete and the distribution of cracks, as well as the load-deflection relationships are investigated and compared with the available test results. It is found that the numerical results are in good agreement with the experimental observations, indicating that the model can successfully simulate the failure process of the RC members.

• 한국주조공학회지
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• 제16권6호
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• pp.537-549
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• 1996

This study aims at investigating the correlation of microstructure and mechanical properties of the AZ91 Mg/Al borate whisker composites fabricated by squeeze csting technique with a variation of applied pressure. Microstructure observation and in-situ fracture tests were conducted on the composites to identify the microfracture process. Detailed microstructural analyses indicated that the grain refinement could be achieved with applied pressure and the little change in volume fraction on reinforcing whiskers could be carried out. It was also found clearly from in-situ observation of crack initiation and propagation that in the composite processed by the lower applied pressure, microcracks were initiated earily at whisker/matrix interfaces, thereby resulting in the drop in strength. In the composite processed by the higher applied pressure, on the other hand, planar slip lines were well developed in the matrix, and then propagated through whiskers without whisker/matrix decohesion. Thus, the effect of the applied pressure on microstructure and mechanical properties can be explained by grain refinement, increased amounts of reinforcements, and improvement of whisker/matrix interfacial strength as the applied pressure in increased.

• 열처리공학회지
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• 제13권5호
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• pp.324-329
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• 2000

Microstructure, mechanical and fatigue behaviors of TiCN and TiN/TiCN thin films, deposited on quenched and tempered STD61 tool steel, were investigated by using XRD, XPS, hardness, adhesion and fatigue tests. The TiCN thin film is grown along the (100), (111) orientation, whereas the TiN/TiCN thin film is grown along the (111) orientation. The preferred orientation of TiN/TiCN thin film strongly depends on the TiN buffer layer whose orientation is (111), as is well-known. The TiN/TiCN thin film showed the higher adhesion compared with TiCN single layer because the TiN buffer layer, having good toughness, reduces the effects of the lower hardness of substrate. In the high cycle tension-tension fatigue test, the fatigue life of the TiCN and the TiN/TiCN coated steel increased approximately two to four times and five to nine times respectively compared with uncoated specimens. The TiN buffer layer in multilayer thin films plays an important role in reducing residual stress and fatigue crack initiation, and then in restraining the fatigue propagation.

• Journal of Welding and Joining
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• 제12권2호
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• pp.87-96
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• 1994

Correlation between microstructural features and segregation of elements (Si, Mn, P and S) near the mid of thickness in the base metal and the synthetic HAZ was investigated. Furthermore, the relationship between the degree of center segregation and weld cold cracking susceptibility in the thickness direction was also conducted by evaluating the effect of P concentration on the critical applied stress. The results obtained are as follows: 1) Pearlite band, containing the MnS type inclusion and a locally transformed structure with a higher hardness, was observed in the center segregation region. 2) By the weld thermal cycle, center segregation region was transformed to the white band which had a higher hardness than that of base metal due to a greater hardenability of concentrated Mn, P etc.. 3) Weld cold cracking susceptibility in the thickness direction was mainly dependent on the concentration of impurity elements rather than on the number of the segregated particles near the mid of thickness. 4) During welding, the higher concentrated region was easily changed into white band. Therefore, it could be predicted that the initiation and propagation of a cold crack would be promoted by increasing the restraint stress and hydrogen content.

• Computers and Concrete
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• 제4권5호
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• pp.347-362
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• 2007

Due to heterogeneities at all scales, concrete exhibits significant variability in mechanical behavior from sample to sample. An understanding of the fundamental mechanical performance of concrete must therefore be embedded in a stochastic framework. The current work attempts to address the connection between a two-dimensional concrete mesostructure and the random local material properties associated within that mesostructure. This work builds on previous work that has focused on the random configuration of concrete mesostructures. This was accomplished by developing an understanding of the effects of variations in the mortar strength and the mortar-aggregate interfacial strength in given deterministic mesostructural configurations. The results are assessed through direct tension tests that are validated by comparing experimental results of two different, pre-arranged mesostructures, with the intent of isolating the effect of local variations in strength. Agreement is shown both in mechanical property values as well as the qualitative nature of crack initiation and propagation.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.453-461
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• 2002

본 연구에서는 고강도 강재인 SM570강재와 POSTEN80강재로 제작된 하중비전달형 십자용접연결부의 피로특성을 평가하는 것으로 대상강재의 피로강도, 피로균열의 발생과 진전, 판두께효과, 정적강도와 피로강도와의 관계를 기존의 연구결과와 비교, 분석하였다. SM570강재와 POSTEN80강재의 피로강도는 설계지침에 제시된 등급보다 높은 것으로 나타났으며 판두께효과 및 일부의 경우에 있어 정적 강도 의존성을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.62-70
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• 1999

건축 구조물의 재령이 증가함에 따른 손상은 구조물의 안전성 및 신뢰성 확보에 매우 심각한 문제이다. 최근에는 이렇게 손상을 입은 콘크리트 구조물의 보수 보강을 위해 탄소섬유시트가 광범위하게 사용되고 있지만 탄소섬유시트를 보강한 콘크리트의 파괴기구가 명확하게 규명되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 탄소섬유시트를 보강한 콘크리트의 손상거동 및 미시적 파손기구를 이해하기 위해 4가지 경우의 시험편, 즉 순수한 콘크리트, 철근 보강 콘크리트, 탄소섬유시트 보강 콘크리트, 철근과 탄소섬유시트 보강 콘크리트 시험편에 대하여 3점 굽힘 시험을 실시하였다. 이러한 시험편들의 파손기구를 명확히 하기 위해 음향방출기법이 사용되었으며 균열 발생, 성장을 모니터링하기 위해 2차원 AE 발생원 위치추정 기법이 적용되었다.