• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.697-700
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• 2011

본 논문에서는 X-FEM을 사용하여 혼합모드 하중 상태에서의 이차원 선형탄성체의 균열문제에 대한 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. X-FEM이란 균열과 같은 특수한 해를 근사하는 방법으로써, 확장함수를 도입하여 FEM의 한계를 극복하는 방법론이다. X-FEM 하에서 해를 근사하는 데 쓰이는 확장함수들은 불연속성과 특이성을 포함하고 있어 물리적 영역에 의존한다. 이는 설계민감도 해석을 수행하는 과정에서 그러한 의존성을 고려해주는 것이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 X-FEM 기반의 형상 설계민감도 해석해를 제안하고자 한다. 식의 유도는 전 미분 공식에 기초하고 있으며, 형상함수의 설계변분에 대한 의존성에 관한 항을 추가시켰다. 또한, 균열 주위의 국부적인 공간에서의 확장된 자유도에 설계속도를 가한다. 이에 대한 몇 가지 수치 예제를 통하여 개발된 방법론의 타당성을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제52권6호
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• pp.587-593
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• 2019

본 연구에서는 다초점 레이저 스캔 현미경 (confocal laser scanning microscope, CLSM)을 활용한 균열의 생성 및 성장에 대한 분석을 실시하기 위해 가압조건 및 동결/융해를 통하여 풍화를 가속시킨 실험을 수행하였다. 실험에 적용된 가압조건은 시료 3개에 각 가압틀을 이용하여 50 MPa, 55 MPa, 70 MPa로 설정하였으며 조건을 유지한 상태로 동결/융해 실험을 실시하였다. 실시된 동결/융해 실험에서 온도 조건은 -20~40℃로 설정하고, 설정 온도까지 도달시간 1시간, 유지시간 2시간을 기본으로 6시간을 1주기로 하였다. 이를 바탕으로 동결/융해 매 20주기가 끝난 후 CLSM을 활용하여 시료의 표면을 관찰하였다. 그 결과 동결/융해 실험이 반복되면서 각 시료에 발생한 균열의 개수가 7개, 10개, 19개로 가해진 압력에 따라 차이를 보였고 균열의 누적 길이도 가해진 압력이 큰 시료에서 길게 나타났다. 측정한 균열의 누적 길이와 동결/융해 실험 주기를 통해 계산한 균열의 성장 속도 역시 압력의 세기에 따라 높은 압력을 가한 시료에서 빠르게 나타났다.

• Tribology and Lubricants
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• 제15권2호
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• pp.141-149
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• 1999

Fracture, fatigue and wear characteristics of Al-Si alloy used for compressor are experimentally studied. Plane strain fracture toughness test is carried out using three point bending specimen. Fatigue test is performed under constant loading condition and wear test is carried out as a function of sliding velocity and applied load. To obtain the crack propagation characteristics and wear mechanism of Al-Si alloy, fracture and worn surfaces are investigated using SEM. It is verified that fracture and fatigue strength of Al-Si alloy are improved by the fine microstructure of alloy. The wear behavior and specific wear amount of Al-Si alloy are not dependent on the microstructure but on a function of the silicon content. Anodizing on the surface of Al-Si alloy, surface hardness and wear characteristics are improved.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.1-7
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• 2008

A study of new materials that are light-weight, high in strength has become vital to the machinery of auto industries. But then, there are a lot of problems with developing such materials that require expensive tools, and a great deal of time and effort. Therefore, the improvement of fatigue strength and fatigue life are mainly focused on by adopting residual stress. And Influence of corrosive condition for corrosion fatigue crack was investigated, after immersing in 3.5%NaCl, $10%HNO_3$+3.5%HF, $6%FeCl_3$. The immersion period was performed for 365days. The compressive residual stress was imposed on the surface according to each shot velocity based on shot peening, which is the method of improving fatigue life and strength. Fatigue life shows more improvement in the shot peened material than in the un peened material in corrosion conditions. The threshold stress intensity factor range was decreased in corrosion environments over ambient. Compressive residual stress of surface on the Shot-peen processed operate resistance force of fatigue crack propagation. The fatigue crack growth rate of the Shot-peened material was lower than that of the un peened material. Also m, fatigue crack growth exponent and number of cycle of the shot peened material was higher than that of the un peened material. That is concluded from effect of da/dN.

• Geomechanics and Engineering
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• 제17권4호
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• pp.333-342
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• 2019

Geological dynamic hazards during coal mining can be caused by the failure of a composite system consisting of roof rock and coal layers, subject to different loading rates due to different advancing velocities in the working face. In this paper, the uniaxial compression test simulations on the composite rock-coal layers were performed using $PFC^{2D}$ software and especially the effects of loading rate on the stress-strain behavior, strength characteristics and crack nucleation, propagation and coalescence in a composite layer were analyzed. In addition, considering the composite layer, the mechanisms for the advanced bore decompression in coal to prevent the geological dynamic hazards at a rapid advancing velocity of working face were explored. The uniaxial compressive strength and peak strain are found to increase with the increase of loading rate. After post-peak point, the stress-strain curve shows a steep stepped drop at a low loading rate, while the stress-strain curve exhibits a slowly progressive decrease at a high loading rate. The cracking mainly occurs within coal, and no apparent cracking is observed for rock. While at a high loading rate, the rock near the bedding plane is damaged by rapid crack propagation in coal. The cracking pattern is not a single shear zone, but exhibits as two simultaneously propagating shear zones in a "X" shape. Following this, the coal breaks into many pieces and the fragment size and number increase with loading rate. Whereas a low loading rate promotes the development of tensile crack, the failure pattern shows a V-shaped hybrid shear and tensile failure. The shear failure becomes dominant with an increasing loading rate. Meanwhile, with the increase of loading rate, the width of the main shear failure zone increases. Moreover, the advanced bore decompression changes the physical property and energy accumulation conditions of the composite layer, which increases the strain energy dissipation, and the occurrence possibility of geological dynamic hazards is reduced at a rapid advancing velocity of working face.

• Computers and Concrete
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• 제3권2_3호
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• pp.79-90
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• 2006

This paper describes the results of an investigation into high mass-low velocity impact behaviour of reinforced concrete beams. Tests have been conducted on fifteen 2.7 m or 1.5 m span beams under drop-weight loads. A high-speed video camera has been used at rates of up to 4,500 frames per second in order to record the crack formation, propagation, particle spallation and scabbing. In some tests the strain in the reinforcement has been recorded using "Durham" strain gauged bars, a technique developed by Scott and Marchand (2000) in which the strain gauges are embedded in the bars, so that the strains in the reinforcement can be recorded without affecting the bond between the concrete and the reinforcement. The impact force acting on the beams has been measured using a load cell placed within the impactor. A high-speed data logging system has been used to record the impact load, strains, accelerations, etc., so that time histories can be obtained. This research has led to the development of computational techniques based on combined continuum/discontinuum methods (finite/discrete element methods) to permit the simulation of impact loaded reinforced concrete beams. The implementation has been within the software package ELFEN (2004). Beams, similar to those tested, have been analysed using ELFEN a good agreement has been obtained for both the load-time histories and the crack patterns.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권2호
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• pp.156-164
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• 2003

STS316L은 인성, 연성, 부식저항성 등 우수한 기계적 성질 때문에 에너지환경설비 등 구조물에 널리 이용되고 있다. 그러나, 용접구조물은 가혹한 환경하에서 경년열화가 심각하다. 지금까지의 연구들은 주로 용접부의 피로균열진전거동에 관하여 수행되었고, 피로균열진전속도식의 재료상수와 비파괴적 평가의 상관성에 관한 연구는 거의 없었다. 본 연구는 SIS316L 용접부의 피로균열진전 거동을 조사하고, 초음파 파라미터로 열화특성을 평가하고 시간-주파수 분석으로 해석을 하였다. 본 연구 결과는 용접구조물의 사용기간 중 피로수명 등을 예측하기 위한 기초 데이터로서 사용될 수 있다.

• 비파괴검사학회지
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• 제9권2호
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• pp.25-36
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• 1989

This essay is a general review of the application of ultrasonic NDE techniques to the performance assessment and characterization of composite materials. A brief review of ultrasonic input-output characterization of a composite plate by shear waves is presented. A theoretical development of ultrasonic wave propagation in isotropic and anisotropic media excited, respectively, by a circular transducer and an oscillatory point source is summarized. Some experimental results are described in which ultrasonic velocity and attenuation measurements give insight into material degradation of fatigued composite laminates. Ultrasonic determination of the elastic constants of a composite plate and an experimental attempt at ultrasonic testing of an isotropic plate containing a crack are also included. A recent effort for the characterization of viscoelastic materials using the ultrasonic NDE technique is outlined. Finally, the reliability of ultrasonic NDE is briefly touched upon.

• 지질공학
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• 제11권3호
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• pp.315-325
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• 2001

암석 내 응력에 의한 손상 진행과정을 관찰하고, 손상 정도에 따른 투수특성에 파악하기 위한 일련의 실내시험을 실시하였다. 백악기 중립질 화강암으로 제작한 암석공시체는 일축압축시험을 통해 압축강도의 65∼95% 범위의 손상응력(damage stress)를 받았으며, 이 공시체의 손상상태를 측정하고자 탄성파 속도시험을 실시했다. 또한, 손상된 공시체에 대한 실내 투수시험을 통해 손상정도에 따른 투수성의 변화를 관찰하였다. 시험결과에 따르면, 암석 손상은 일축압축강도의 80%에 해당하는 응력이 가해질 때부터 암석 전체에 걸쳐 전반적으로 발달하고, 이에 따라 탄성파 속도가 감소한다. 80%수준 이상의 손상응력을 받은 암석공시체들은 0.6이상의 균열밀도를 나타내며, 균열의 연장과 상호연결성이 좋은 것으로 관찰되었다. 또한, 이 공시체들은 균열밀도 0.6미만의 공시체들보다 상대적으로 높은 투수계수를 보였다. 이상의 내용을 통해 본 연구에 사용된 암석 공시체들은 주로 압축강도의 80% 이상의 응력단계에서부터 공시체 전반에 걸쳐 본격적인 손상이 진행되어 다수의 균열이 발생하고, 이들이 성장함에 따라 균열 상호간의 연결도가 높아져 비교적 원활한 물의 유동경로가 확보되므로 높은 투수계수를 갖는 것으로 생각할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권5호
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• pp.521-526
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• 2014

본 논문에서는 초기균열을 갖고 있는 폐포형 구조, 발포알루미늄의 축방향 기계적 거동을 실험 및 유한요소해석으로 연구하였다. 재료시험에서 MTS 사의 10kN Landmarks 를 사용하여, 모드 I 형상의 15mm/min 의 하중속도로 변위를 제어하였다. 또한 유한요소해석 범용프로그램인 ABAQUS 6.10 으로 3 차원 형상의 실험과 동일한 조건으로 모델을 구성하여 해석을 수행하였다. 실험의 축방향 변위-하중 그래프와 시간에 대한 균열 길이를 기반으로 에너지 해방률을 계산하였으며, 이 값을 해석에서 파손 에너지 조건으로 사용하였다. 결과적으로 변위 값에 따른 하중 거동을 확인할 수 있었으며, 발포알루미늄이 접착제에 비해 상대적으로 큰 밀도와 탄성계수를 가지므로 발포알루미늄의 변형이 상대적으로 작다는 것을 확인할 수 있었다.