• 대한토목학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.75-82
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• 1987

본(本) 연구(硏究)는 소규모강복범위(小規模降伏範圍)를 벗어나는 대규모강복조건하(大規模降伏條件下)에서 구조안정성(構造安定性)에 관(關)한 중요(重要)한 문제(問題)인 불안정연성파괴(不安定延性破壞)를 평가(評價)할 수 있는 파괴역학인자(破壞力學因子)로서의 J 적분(積分)을 수치해(數値解)로서 구하는데 그 목적(目的)을 두었다. 이를 위해 균열재(龜裂材)의 균열선단요소(龜裂先端要素)로 8절점등방특이요소(節點等方特異要素)를 사용(使用)하고, 균열발생(發生)은 파괴인성(破壞靭性) $J_{IC}$를 초과할 때 일어나도록 하였으며, 그리고 균열성장(成長)의 취급(取級)은 균열개구각(龜裂開口角)을 이용(利用)했다. 본(本) 연구(硏究)에 의해 해석(解析)된 J 적분치(積分値)를 사용(使用)하여 균열재의 균열발생 과 안정성장(安定成長), 불안정(不安定) 발생점(發生點)을 찾은 결과(結果) 다른 연구결과(硏究結果)와 잘 일치(一致)하고 있어 탄소성(彈塑性)을 고려(考慮)한 J 적분치(積分値)가 균열의 안정성장(安定成長) 및 불안정연성파괴(不安定延性破壞) 문제(問題)를 다루는 파괴역학인자(破壞力學因子)로서 직접(直接) 이용(利用)될 수 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권4호
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• pp.432-440
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• 2007

In this study, we have investigated the closure behavior of fatigue cracks in SAPH440 steel plates under a mixed-mode I+II loading. A crack image capturing system as a direct measuring method was used to measure the closure levels at a crack tip. The crack closure levels in the fluctuation and stable sections were increased with the increase of the mode mixture ratio. The mode mixture ratio independent fatigue crack propagation rates equation was calculated by considering mixed-mode crack closure levels. The equation was examined according to the application method of crack opening ratio. The fracture surface analysis by C-scan method was also performed in order to investigate the closure mechanism and propagation mode of crack under the mixed-mode I+II loading. The crack closure under the mixed mode I+II is confirmed as a surface roughness closure by the quantitative analysis of fracture surface using the proposed surface roughness parameter.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권3호
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• pp.427-435
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• 2010

인장 균열은 콘크리트의 가장 취약한 특성으로 수화열 및 건조수축 등으로 인해 초기재령에서 발생되는 경우가 많다. 초기의 균열을 정확히 예측하기 위해서는 응력-균열 개구 관계가 시간에 따라 어떻게 변화하는 지를 파악해야 한다. 이 연구에서는 기존에 수행되었던 쐐기형 쪼갬 실험결과에 대한 역해석을 수행하였으며, 측정된 하중-균열 개구 변위를 최적으로 모사하는 응력-균열 개구 관계에 대한 쌍선형 연화곡선을 구하였다. 파괴에너지의 시간에 따른 변화에 관한 분석이 이루어졌으며, 분석 결과를 바탕으로 초기재령에서의 응력-균열 개구 관계에 대한 모델을 제안하였다. 최대 하중, 최대 하중에서의 균열 개구 변위, 파괴에너지에 대하여 실험 측정값, 역해석 결과, 모델로부터 계산된 결과들을 비교해 보았으며, 이를 통해 제안된 모델을 검증하였다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.70-76
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• 2013

Several finite element models for the leak-before-break (LBB) assessment of overlay dissimilar metal weldment were constructed and analyzed to develop a simple finite element modeling method. The J-integral, crack opening displacement (COD) and J-integral distribution along the crack front in thickness direction due to the applied moment were obtained from the analysis results of the constructed finite element models, and studied compared to the previous literatures. It is concluded that the modeling with base material only is simple and produces a slightly conservative results compared to the complex modeling composed with weld metal and base metal in the calculation of J-integrals and COD values which are used for the calculation of fracture toughness and postulated leakage crack length respectively.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권4호
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• pp.533-538
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• 2009

The magnitude of constraint effect $A_2$ values on the non-linear elastic plastic fracture toughness was experimentally estimated by using displacement at various measuring positions near crack tip. Constraint effect $A_2$ value was dependent on specimen configuration and on the measured displacement near crack front. The crack tip opening displacement in the vicinity of the crack tip front should be estimated within plastic region when appropriately constraint effect was calculated. It was found that the magnitude of constrain effect |$A_2$| is below 8.0 at the crack tip. But an appropriate location to measure the effective constraint effects $A_2$ at the critical value of J that crack initiation is characterizable by is r = 2mm and ${\theta}=90^{\circ}$ away from original crack tip, and the constraint effect |$A_2$| estimated is 5.3.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권11호
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• pp.2796-2803
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• 2000

For traditional Leak-Before-Break(LBB) analyses, symmetric conditions were assumed for a pipe-nozzle interface to simplify the analysis in calculating J-integral. However. this assumption could result in an overly conservative design criteria for a pipe-nozzle interface, Since the pipe-nozzle interface is asymmetric due to the difference of stiffness between pipe and nozzle, it is required to develop a new methodology considering the nozzle effect. The objective of this paper is to evaluate the effect of nozzle no the development of LBB design criteria for nuclear pipings. For this purpose, extensive finite element analysis were performed to evaluate the effect of nozzle on Crack Opening Area(COA), Detectable Leakage Crack(DLC) length and J-integral values. In conclusion, it was proven that the application of LBB concept could be extended for more nuclear piping system by considering the nozzle.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.46-54
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• 2013

실제 교량의 바닥판에 적용할 목적으로 섬유의 길이 및 혼입량을 달리한 두 가지 초고성능 시멘트 복합체를 고려하고 있다. 이 연구의 목적은 이 두 재료의 균열저항성을 평가하는 것이다. 두 재료에 대한 휨인장 파괴실험을 수행하였고, 실험으로부터 얻은 하중-균열개구변위 관계를 최적으로 모사하는 인장응력-균열개구 관계를 역해석을 통해 파악하였다. 역해석결과 13 mm 길이의 섬유를 2% 함유한 UHPCC는 16.3 mm와 19.5 mm 길이의 섬유를 각각 0.5%와 1.0% 함유한 UHPCC에 비해 파괴에너지가 작은 것으로 나타났다. 균열을 보다 분산시키고 균열폭을 감소시키기 위해서는 길이가 긴 두 종류의 섬유를 혼용한 UHPCC를 사용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.58-66
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• 2002

본 연구의 목적은 유효탄성균열모델과 점성균열모델의 개념에 기초한 임계응력확대계수, 임계균열단개구변위와 파괴에너지, 이선형 연화 곡선같은 콘크리트의 파괴특성들을 초기재령 콘크리트에 관해 구명하는 것이다. 이를 위해 모드 I의 파괴를 일으킬 수 있는 쐐기쪼갬시험이 노치가 있는 육각형의 쐐기 시험체에 대하여 수행되었다. 강도와 재령의 변화에 따라 하중-균열입구변위 곡선이 얻어졌으며, 이것은 선형탄성 파괴역학과 유한요소법에 의해 분석되었다. 실험 결과를 분석한 결과, 재령 1일부터 재령 28일까지의 임계응력확대계수와 파괴에너지는 증가하였으며, 임계균열단개구변위는 감소하였다. 또한 수치해석을 통하여 재령 1일부터 재령 28일까지의 이선형 연화 곡선의 네 파라미터를 구할 수 있었다. 이렇게 얻어진 초개재령 콘크리트의 파괴특성치와 이선형 연화 곡선은 초기재령 콘크리트의 파괴 기준과 유한요소해석시의 입력 상수로서 사용될 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.205-214
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• 2012

균열폭은 콘크리트 구조물의 사용성을 평가하는 측면에서는 매우 중요하다. 균열폭을 일정값 이하로 유지할 수 있다면 낮은 투수성을 유지할 수 있으므로 콘크리트의 피복만으로도 염소이온에 의한 부식을 방지할 수 있다. 따라서 내구적인 구조물을 설계하기 위해서는 인장 균열에 대한 충분한 정보가 필요하다. 그러나 균열폭을 정확하게 계측하는 데는 몇 가지 어려움이 있다. 먼저, 균열의 생성 위치를 미리 알기 어렵다. 또한 변형률 게이지 등 탄성영역에서 사용되는 게이지는 사용할 수 없다. 이러한 문제를 극복하기 위해서 화상상관기법 및 고해상도 CCD를 이용한 균열 및 변위계측 시스템을 개발하였다. 이를 통해서 임의의 위치에 생성되는 인장균열폭을 측정하는 방법을 제시하였다. 변위계측 정밀도 검증을 실시한 결과 평균오차는 0.069 픽셀, 표준편차는 0.050 픽셀이었다. UHPC를 이용하여 직접인장 실험을 수행하였다. 노치 구역과 비노치 구역에서 각각 균열을 측정하는 방법을 제시하고, 하중단계에 따라서 클립인 게이지의 결과와 비교하여 설명하였다. 시편의 전면에서 변위벡터를 구성하고, 등변위도 및 변형률도를 작성하였다. 다양한 실험에 적용할 수 있는 범용의 기법이기 때문에 임의의 균열폭 혹은 전면변위 측정 분야에서 많이 활용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권9호
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• pp.2223-2233
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• 1993

An engineering method is suggested to calculate the applied load versus crack extension in the elastic-plastic fracture. The condition for an increment of crack extension is set by a critical increment of crack-up opening displacement(CTOD). The ratio of the CTOD increment to the incremental crack extention is a critical crack-tip opening angle(CTOA), assumed to be constant for a material of a given thickness. The Dugdale model of crack-tip deformation in an infinite plate is applied to the method, and a complete solution for crack extension and crack instability is obtained. For finite-size specimens of arbitrary geometry in general yielding, an approximate generalization of the Dugdale model is suggested so that the approximation approaches the small-scale yielding solution in a low applied load and the finite-element solution in a large applied load. Maximum load is calculated so that an applied load attains either a limit load on an unbroken ligament or a peak load during crack extension. The proposed method was applied to three-point bend specimens of a carbon steel SM45C in various sizes. Reasonable agreements are found between calculated maximum loads and experimental failure loads. Therefore, the method can be a viable alternative to the J-R curve approach in the elastic-plastic fracture analysis.