• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.52-59
• /
• 2003

동적 하중이 작용하는 콘크리트 CLWL-DCB 시험편에 대해 변위제어 파괴실험이 실시되었다. 381mm의 균열성장 동안 측정된 균열속도는 0.80mm/sec ~ 215m/sec이었다. 측정된 하중과 하중점-변위로부터 외부일 및 운동에너지와 변형에너지가 유도되었고, 에너지 균형에 필요한 파괴에너지가 각 균열속도의 균열성장에 대해 계산되었다. 실험의 결과에 요구되는 파괴에너지의 회귀식으로부터 연속적으로 성장하는 균열의 파괴저항이 계산되었다. 실험에 요구되는 파괴에너지에 대한 최대 표준오차는 3.2% 이하였다. 균열속도에 관계없이 약 28mm의 초기 균열성장 또는 미소균열의 성장에 대한 파괴저항의 증가율은 상대적으로 작았으며, 이후의 균열성장 또는 미소균열의 국부화에 대해 파괴저항의 기울기는 급격히 증가하여 균열속도에 따라 90∼145mm의 균열성장에서 최대 파괴저항이 되었다. 평균 185mm의 균열성장 동안 최대 파괴저항을 유지한 후 파괴저항은 균열속도가 빠를수록 급속히 감소하였다. 최대 파괴저항은 균열속도가 0.273m/sec보다 빠른 경우에 균열속도의 대수 값에 비례하여 142N/m에서 217N/m까지 증가하며, 균열속도가 빠를수록 관성력이 포함되지 않은 평균 파괴에너지율 215N/m와 유사한 값을 보였다. 콘크리트의 균열성장에 대한 파괴저항을 측정하기 위해서는 균열속도에 따라 최소한 90∼145mm의 안정 균열성장이 필요하다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제23권4호
• /
• pp.488-503
• /
• 1999

The present paper considers the constraint effect on J-R curves under the two-parameter $J-A_2$ controlled crack growth within a certain amount of crack extension. Since the parameter $A_2$ in $J-A_2$ three-term solution is independent of applied loading under fully plasticity or large-scale defor-mation $A_2$ is a proper constraint parameter uring crack extension. Both J and $A_2$ are used to char-acterize the resistance curves of ductile crack growth using J as the loading level and $A_2$ are used to char-acterize the resistance curves of ductile crack growth using J as the loading level and A2 as a con-straint parameter. Approach of the constraint-corrected J-R curve is proposed and a procedure of transferring the J-R curves determined from standard ASTM procedure to non-standard speci-mens or real cracked structures is outlined. The test data(e.g. initiation toughness JIC and tearing modulus $T_R$) of Joyce and Link(Engineer-ing Fracture Mechanics 1997, 57(4) : 431-446) for single-edge notched bend[SENB] specimen with from shallow to deep cracks is employed to demonstrate the efficiency of the present approach. The variation of $J_{IC}$ and $T_R$ with the constraint parameter $A_2$ is obtained and a con-straint-corrected J-R curves is constructed for the test material of HY80 steel. Comparisons show that the predicted J-R curves can very well match with the experimental data for both deep and shallow cracked specimens over a reasonably large amount of crack extension. Finally the present constraint-corrected J-R curve is used to predict the crack growth resistance curves for different fracture specimens. over a reasonably large amount of crack extension. Finally the present constraint-corrected J-R curve is used to predict the crack growth resistance curves for different fracture specimens. The constraint effects of specimen types and specimen sizes on the J-R curves can be easily obtained from the constrain-corrected J-R curves.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.357-364
• /
• 2002

CLWL-DCB 시험편에 대한 변위제어 파괴실험으로 381mm의 균열성장에 대한 저항곡선이 유도되었다. 변형률 게이지를 사용하여 측정된 평균 균열성장속도는 0.70 mm/sec와 55mm/sec이었다. 초기균열에서 측정된 회전각도는 0.70 mm/sec와 55mm/sec의 균열속도에 대해 각각 최소한 171mm와 93mm의 균열성장 이전에 특이성이 존재하는 것을 보여주었다. 저항곡선의 최대 기울기는 0.70mm/sec 균열속도에 대해 25.4mm와 88.9mm 그리고 55mm/sec 균열속도에 대해 50.8 mm와 127mm의 균열성장길이 사이에서 발생되며, 미소균열 국부화에 의한 것으로 판단된다. 빠른 균열속도에서 미소균열성장 구역은 보다 길게 형성되며, 미소균열의 국부화 동안에도 큰 균열성장을 보였다. 0.70mm/sec 균열속도의 파괴저항은 152.4mm의 균열성장 이후에 평균 파괴에너지율의 약 70%인 143N/m의 비교적 일정한 값을 유지하였다. 55mm/sec 균열속도는 254mm 균열성장에서 최대 파괴저항 245N/m까지 증가한 후 파괴저항의 감소되어 불안정 균열성장이 발생될 수 있음을 보여준다. 55mm/sec 균열속도의 저항곡선은 TPB 실험과 유사하여, 시험편의 크기가 작거나 균열의 속도가 빠른 경우에 취성거동을 할 수 있는 것을 보여준다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권12호
• /
• pp.1021-1026
• /
• 2016

본 연구는 점탄성을 가진 HTPB 입자강화 복합재료의 균열저항에 대하여 쐐기분열시험 및 균열선단열림각도를 이용하여 평가하였다. 일반적으로 균열진전 함수로서 균열선단열림각도는 파괴저항을 결정하기 위해 사용되며, 수치적으로 일정한 값을 가진다. 디지털 화상관련법은 임계 균열선단열림각도를 도출하기 위하여 균열선단열림변위 및 균열진전길이를 측정하기 위해 사용되었다. 본 연구의 시험 결과에서 입자강화 복합재료의 임계 균열선단열림각도는 균열초기 진전 후 일정한 값을 가진다. 임계 균열선단열림각도는 $50^{\circ}C$에서 $-40^{\circ}C$로 온도의 감소에 따라 증가한다. 이러한 임계 균열선단열림각도는 입자강화 복합재료의 파괴역학 파라미터로 사용될 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
• /
• pp.397-402
• /
• 2003

Fracture resistance curves for concerned materials are required in order to perform elastic-plastic fracture mechanical analyses. Fracture resistance curve is built with J-integral values and crack extension values. The objective of this paper is to apply the load ratio method to the measurement of the crack length for the real scale pipe specimen. For these, the fracture test using the real scale pipe specimen and finite element analyses were performed. A 4-point bending jig was manufactured for the pipe test and the direct current potential drop method and the load ratio method was used to measure the crack extension and the length for the real scale pipe test. Finite element analyses about the compliance of the pipe specimen were executed for applying the load ratio method according to the crack length.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.237-244
• /
• 1995

Fracture properties for LEFM, S-FPZ and NS-FPZ models were determined using by finite element method and energy balance from the experimental results of three-point bend tests. For the LEFM model the stress intensity factor needed to increase continuously with crack extension, and for the S-FPZ model the fracture process zone characteristics need to change continuously if the critical stress intensity factor was to remain constant. The LEFM model showed the largest resistance and the slowest crack extension, while the NS-FPZ model showed the smallest resistance and the fastest crack extension. The responses for the S-FPZ model were intermediate between those for the LEFM and NS-FPZ models and the total fracture energy densities for the S-FPZ and NS-FPZ models and the total fracture energy densities for the S-FPZ and NS-FPZ models were equal.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제33권9호
• /
• pp.930-937
• /
• 2009

The estimation method of the fracture resistance curve for the pipe specimen was proposed using the load ratio method for the standard specimen. For this, the calculation method of the load - CMOD curve for the pipe specimen with the common format equation(CFE) was proposed by using data of the CT specimen. The proposed method agreed well with experimental data. The J-integral value and the crack extension were calculated from the estimated load - CMOD data. The fracture resistance curve was estimated from the calculated J-integral and the crack extension. From these results, it have been seen that the proposed method is reliable to estimate the J-R curve of the pipe specimen.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제14권5호
• /
• pp.689-697
• /
• 2002

콘크리트 삼점휨 시험편의 변위제어에 의한 동적 파괴실험으로 하중과 하중점-변위가 측정되었다. 변형률 게이지를 사용하여 균열의 성장길이가 측정되었으며, 균열이 성장되는 동안의 평균속도는 0.16 ~ 66 m/sec이었다. 균열성장에 대한 파괴에너지는 측정된 외부일에 대한 하중점-변위에 대한 운동에너지와 영구변형이 고려되지 않은 탄성에너지의 차이로부터 계산되었다. 모든 균열속도에 대해 23mm의 균열성장 동안 미소균열이 성장되며, 51 mm의 최대 탄성0에너지까지 안정 균열성장과 이후의 불안정 균열성장을 보였다. 균열속도가 66msec인 경우를 제외하고 80mm의 균열성장에서 균열성장의 구속이 관측되었다. 균열속도에 대한 파괴에너지와 파괴에너지율의 분석은 13mm/sec보다 느린 경우에 정적 거동을 그리고 1.9m/sec보다 빠른 속도에서 동적 거동을 보였다. 동적 실험에서 측정된 하중과 하중점-변위 관계의 큰 차이에도 불구하고 관성력과 균열성장길이 그리고 탄성에너지의 차이로 불안정 균열성장 이전의 균열속도에 대한 파괴저항은 균열속도에 영향을 받지 않았다. 안정 균열성장 동안의 최대 파괴저항은 최대하중 이후 최대 탄성에너지에서 발생되며, 동적 실험이 정적 실험보다 147% 큰 값이었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제28권5호
• /
• pp.640-647
• /
• 2004

In order to perform elastic-plastic fracture mechanical analyses, fracture resistance curves for concerned materials are required. The unloading compliance method and the DCPD(Direct Current Potential Drop) method have been widely used for measuring the crack length and the extension for a standard specimen fracture resistance curve test. However it is difficult to apply the unloading compliance method to a real pipe fracture resistance curve test. The objective of this paper is to propose the calibration equation between the normalized crack length and the normalized electric potential, and to apply to pipe fracture experiments. For these, finite element analyses were performed with various current input locations and crack front configurations. Also the 4-point bending jig was manufactured for a pipe test and the DCPD method was used to measure crack extensions and crack lengths for a pipe test. The calculated crack length by the DCPD method agreed with the measured crack length within 5% error.

• 한국해양공학회지
• /
• 제10권2호
• /
• pp.98-105
• /
• 1996

A method is proposed to evaluate the elastic-plastic fracture resistance curve only with load displacement records without the crack length measurement in CT specimen. This method is based on the idea that the effect of plastic deformation and the crack growth can be measured only by using a load-displacement record. If we know the reference-load curve representing the hardening of specimen, then the crack extension can be calculated by the elastic compliance determined from the load ratio. The results of this proposed method were compared to those of the elastic-plastic fracture resistance curve for the ASTM standard unloading compliance method. The experimental results for two kinds of ductile materials showed that the proposed method well simulates the material J-R curves. This method is currently applied for CT specimens. but it can be extended to the other specimen geometries.