• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.173-182
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• 2007

콘크리트 구조물에 발생한 균열은 내구성과 사용성 측면의 문제가 발생할 수 있기 때문에 정기적으로 관리하여야 한다. 대부분의 균열 측정은 균열 현미경과 균열 게이지와 같은 장비를 이용하여 균열의 폭, 길이, 방향 등과 같은 균열의 특징을 육안조사나 수작업에 의해 수행되고 있다. 그러나 기존의 방법들은 시간과 인력이 많이 필요할 뿐만 아니라 계측자의 주관이 개입될 여지가 많다. 따라서 이 연구에서는 이미지 프로세싱과 인공신경회로망을 이용하여 콘크리트 표면 균열 평가 기법을 제시하고자 한다. 개발된 기법은 세부분(균열 검출, 균열 분석, 균열 패턴인식)으로 나누어진다. 개발된 기법의 유효성을 검증하기 위하여 실험을 수행하였고, 실험 결과 개발된 기법은 콘크리트 표면 균열을 효과적으로 검출, 분석할 수 있었고, 5가지 균열 패턴을 정확히 인식하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권9호
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• pp.853-860
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• 2017

본 연구는 균열 발생 및 전파단계에서 하중모드 II의 영향을 평가하기 위해 피로균열 하한계 영역의 혼합모드 I+II 하중을 통해 실험적으로 평가하였다. 균열 발생단계(Stage I)에서는 혼합모드상태에서 하중작용 각도(${\theta}$)가 증가할수록 모드 II 영향으로 인하여 낮은 하중에서 균열이 발생하고, 균열 전파단계 (Stage II)에서는 균열전파 속도는 감소하였다. 다단계 하중작용 각도변화에 따른 하중모드 II영향은 균열전파단계 실험을 통해 평가하였다. 혼합모드 I+II 하중 작용 시 작용각도 ($0^{\circ}{\rightarrow}{\theta}{\rightarrow}60^{\circ}$) 증가에 따라 피로균열전파속도는 감소하였으며 늦게 발생한 균열에서도 마찬가지로 감소하였다. 작용각도가 ${\theta}{\geq}75^{\circ}$ 범위에서는 하중작용각도 증가에 따라 피로균열전파속도가 증가하고 피로수명이 감소하는 것을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.624-635
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• 1990

본 연구에서는 마멸과정을 선형파괴역학적 관점에서 해석하여, 탄성체의 표면 에 산재되어 있는 표면균열의 전파거동을 마멸과정규명의 입장에서 살펴보고자 한다. 우선 마멸거동에 관한 파괴역학적 접근방식에 의한 마멸이론의 확립을 위해서, 표면균 열이 내부균열보다 그 전파 가능성이 높다고 한 Keer등의 주장에 착안하여 Hertz 접촉 압력하의 경사진 표면균열의 전파거동을 선형파괴역학적으로 해석하고자 한다. 이론 해석에 있어서는 표면균열을 인상전립의 연속분포로 치환하고, 전립밀도분포함수에 관 한 특이적분방정식을 유도해서 Erdogangupta의 방법을 이용하여 그 해를 구하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제28권4호
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• pp.352-357
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• 2008

구조물의 안전 보장 문제에 있어 재료의 파손 이전에 미세균열을 검출하는 것은 매우 중요하다. 비선형 초음파 기법은 일반적인 초음파 기법보다 미세결함에 민감하기 때문에 이를 이용하여 비파괴적으로 구조물이나 재료의 건전성을 진단하는 방법이 주목받고 있다. 계면접촉에 의한 비선형 초음파 효과는 초음파가 내부의 미세 균열에 입사될 때 미세균열면에서 응력과 변위가 비선형 관계를 가지고, 이에 의해 파가 왜곡되어 그 결과 고조파 성분이 발생하는 현상이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 초음파 기법의 적용가능성을 알루미늄 시편에 인위적으로 발생시킨 피로균열을 대상으로 실험적으로 검증하고자 하였다. 이를 위해 V-노치를 갖는 A16061의 피로균열 시험편을 준비하고, 균열방향으로 2차 고조파 성분의 크기를 측정하였다. 실험결과 미세균열에서 고조파 성분이 크게 발생하며 이 기법에 의한 균열깊이 측정이 일반적인 반사파의 6 dB drop법보다 정확함을 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권4호
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• pp.354-361
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• 2004

SH파의 균열 산란장 해석을 위하여 먼저 균열개구변위(COD)를 미지수로 하는 경계적분방정식(BIE)을 수립하였다. 폭 2a의 고립된 2차원 균열(slit)에 임의의 각도로 입사하는 시간조화 평면파에 대하여 COD를 주파수 ka의 함수로 구하였으며, 다른 연구 결과와 잘 일치함을 확인하였다. 초음파 비파괴평가에서 중요한 변수로 취급되는 원거리 산란음장을 두 가지 방법으로 구하였다. 펄스-에코 모드에서 Kirchhoff 근사법과 BIE-COD에 기초한 엄밀해의 결과를 입사각도와 주파수의 함수로 계산하고 서로 비교하였다. SH파가 균열면에 수직으로 입사/반사한 경우 산란음장은 최대가 되고, 두 방법은 정확히 일치하였다. 수직입사에서 멀어질수록 산란진폭은 모두 급격히 감소하며, Kirchhoff 근사법은 엄밀해와 차이를 보였다. 시간 영역의 원거리 산란진폭 거동을 구하기 위하여 대역폭을 갖는 중심주파수 10MHz를 곱하고, 퓨리에 역변환으로 시간영역 신호를 계산하였다. 경사 입사시에 시간영역의 진폭은 좌우 균열 선단에 의해 분리되며, 두 신호 사이의 시간 간격은 균열의 크기와 관련된다 엄밀해와 비교할 때 Kirchhoff 근사법은 정확한 시간 간격을 제공하나, 동일한 크기의 균열 선단 신호를 제공하는 부정확함이 있다.

• 연구논문집
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• 통권23호
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• pp.127-140
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• 1993

The drive pulley, which is employed for loading and unloading raw materials in a steel mill, is usually manufactured by use of various welding processes. In this study the weldment in the pulley, in which TIG and $CO_2$ welding processes are used, has been analyzed from view point of fracture mechanics. Fracture toughness tests have been performed according to ASTM E813. A servo-hydraulic testing machine (10kN) has been employed. Also the crack propagation tests (Mode I) have been performed with compact tension specimen in compliance with ASTM E647. To predict the critical crack size in the weldment, finite element stress analysis for the drive pulley under real operating conditions have been performed. In addition, the residual stresses at the weldment and in heat-affected zone have been obtained by hole drilling method. The planar critical crack size have been predicted for the drive pulley by considering the stress analysis results and the residual stresses due to welding process. For the drive pulley considered in this study, it has been concluded that the most important factor in determining the critical crack size is the welding residual stress in the transverse direction. Also the effect of stress concentration at the root of the weldment have been noticeable. For the planar crack, the fatigue crack growth life from an initial crack size of 2mm to the critical crack size obtained as in the above have been predicted. The predicted lives were between 55, 900 and 72, 000 cycles depending on the shape of the elliptical crack. The predicted lives were in fairly good agreement for the drive pulley considered in this study.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.231-238
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• 2002

콘크리트 교량 바닥판은 건조수축 및 온도변화 등에 의하여 초기 1차균열이 발생하고, 사용기간 동안 반복되는 차량하중의 크기와 철근 간격 등에 의하여 초기 균열이 이방향 균열로 점차 발전하게 된다. 그러나 현재 사용되고 있는 대부분의 균열 예측식이 일방향 부착-슬립이론에 기초하고 있기 때문에 철근과 보강재의 간격에 따라 변화되는 교량 바닥판의 균열폭을 예측하고 보강된 바닥판의 사용성을 평가하기에는 많은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 시험결과에 기초하여 성능향상된 바닥판의 균열 메카니즘을 구명하였으며, 이로부터 사용성을 평가할 수 있는 새로운 균열예측식을 제안하였다. 제안된 균열예측식은 기존 균열식에 비하여 예측결과가 우수한 것으로 나타났으나, 철근 항복 이후 철근과 보강재의 변형률이 급격히 증가할 때 오차범위가 커지는 것으로 나타나 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다. 따라서 보다나은 균열예측을 위해서는 피로 하중하에서의 철근 항복이후에 대한 추가적인 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제9권1호
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• pp.56-63
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• 1999

암석은 불연속면들에 의해 다양한 방식의 거동을 보인다. 이러한 암석의 복잡한 파괴와 변형거동을 해석하기 위한이전의 많은 연구들은 균열모델의 개발에 중점을 두었다. 본 연구에서는 석탄과 같은 파쇄 암석에 대해 활주균열모형과 전단균열모형의 타당성을 검토하였고 모델을 수치해석에 적용하였다. 수치해석을 수행하기 위해 여러 방식으로 유한 요소 프로그램을 수정하였다. 2차원 해석에서 횡등방성을 설명하기 위하여 대칭축의 방향에 대해 응력-변형률 관계를 수정하였고, 균열성장에 따른 유효탄성계수의 변화를 계산하였다. 2차원 실내 단축압축시험의 가단한 예를 해석하였으며 해석결과는 실내시험에서 구한 결과와 일치하였다.

• 지질공학
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• 제16권2호
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• pp.179-187
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• 2006

인공적인 슬릿을 형성한 모르타르와 노치를 형성한 화강암 시편이 이 연구를 위해 사용되었다. 전위이론을 토대로 방사형식에 의한 미소균열의 파괴 메커니즘이 변환기에 탐지된 종파의 초동, 모니터링을 위한 변환기의 위치와 최소자승법 적용에 의해 결정된 파괴원 위치 사이의 공간적인 분포에 의해 평가되었다. 해석결과 전위면의 방위는 육안으로 관찰된 시편의 균열방향과 비교적 잘 일치하였다. 이 연구의 궁극적인 목적은 암석재료내 미소균열의 파괴 메커니즘에 관한 기본적인 정보를 제공하는데 있다.

• 소성∙가공
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• 제13권6호
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• pp.484-489
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• 2004

This paper employed a systematic analysis using a 2-D hybrid special finite element containing an edge crack in order to describe the fracture behavior of spot-welds in automotive structures. The 2-D hybrid special finite element is derived form a mixed formulation with a complex potential function with the description of the singularity of a stress field. The hybrid special finite element containing an edge crack can give a better description of its singularity with only one hybrid element surrounding one crack. The advantage of this special element is that it can greatly simplify the numerical modeling of the spot welds. Some numerical examples demonstrate the validity and versatility of the present analysis method. The lap-shear, lap-tension and angle-clip specimens are analyzed and some useful fracture parameters such as the stress intensity factor and the initial direction of crack growth are obtained simultaneously.