The development of high-strength fibers such as boron/epoxy and carbon/epoxy and adhesives has made it possible to repair cracked metallic plates by bonding reinforcing patches to the plate over the crack. In this study, aluminum 6061-T6 alloy plates with the high strength are applied to specimens with a cracked bolt hole to study the effect of diverse patch materials on the fatigue behavior of this structure. Additionally, the observation of the effort of different patch sizes on the specimen was performed. The results shows that the patch repair can improve the static strength by about 17% and the fatigue life by 200% compared with non-repaired case. And it was also revealed that the patching method along to crack growth direction is mort efficient in cost and weight reduction.
The fatigue failure of rail is a principal source of derailment accidents. The reduction of fatigue failures can be achieved by Intensive track maintenance and periodic safety assessments for the railway. For the safety assessments, it is required to have more accurate knowledge for fatigue behavior such as the crack initiation, propagation, crack growth rate and the remaining service life in rail. In this paper, the mean stress effects for the fatigue behavior of rail steel are studied. For this study, the fatigue test is conducted and some equations for fatigue evaluation are applied and compared. From the results, we can see that the fatigue crack growth rate is the more increased as the men stress Is the more increased, the mean stress effect is represented well by the combination of stress intensity factor range and maximum stress intensity factor and Crooker and Range's equation represented by ${\Delta}K, K_{max}$ is the best fit for fatigue evaluation and safety assessment of rail.
In this paper, we investigated the effect of solar cell breakage on maximum output power of PV module. The test result using artificial light source didn't give any change in output power in case of crack near electrical ribbon. Also, there was a reduction in output power in case of increasing of crack area far from electrical ribbon. But, this experiment is under artificial light source test method. So, when such a PV module is outdoor for a long time, there would be problems on electrical output power and durability because of thermal aging phenomenon of solar cell breakage.
It is necessary to develop a new technology for effectively controlling thermal crack caused hydration heat according to the increasing construction of large size massive concrete structures such as mat foundation of high-rise building. Therefore, to develop a new technology for reducing hydration heat of large size massive concrete in this study, it was investigated hydration heat generation properties of binder using latent heat materials. As a test result, it was confirmed that latent heat materials were advanced on the reduction of hydration heat and control of thermal crack. It is expected to be applied as the excellent technology on the management of hydration heat and thermal crack in large size massive concrete structures.
PURPOSES : The purpose of this study is to evaluate the durability of ternary blended concrete mixtures adding ultra fine admixture. METHODS : From the literature review, crack was considered as the main distress failure criterion on concrete bridge deck pavement. To reduce the initial crack development due to drying shrinkage, CSA expansion agent and shrink reduction agent were used to ternary blended concrete mixtures as a admixture. Laboratory tests including chloride ion penetration test, surface scaling test, rapid freeze & thaw resistance test, non restrained drying shrinkage and restrained drying shrinkage test were conducted to verify the durability of ternary blended concrete mixtures. RESULTS : Based on the test results, proposed mixtures were verified as high qualified durable materials. Expecially initial drying shrinkage crack was not occurred in ternary blended concrete mixtures with CSA expansion agent. CONCLUSIONS : It is concluded that the durability of proposed ternary blend concrete mixture was acceptable to apply for the concrete bridge deck pavement.
본 논문에서는 점탄성 재료의 피로균열 성장을 분석하기 위해 ${\Delta}J$-적분을 이용하였다. J-적분의 계산 시 기존의 수치해석 방법이 아닌 해석적인 적분 해를 도출하여 계산시간을 절감하고 정확도를 크게 높였다. 계산 시 응력확대계수는 특정 균열에 대해 참조하는 방법이 아닌 유한요소해석을 통해 구하는 방법을 사용하였다. 기존의 ${\Delta}K$를 이용한 피로균열 예측과는 달리 크리프 변형계수, 단 두 개의 피로성장 모델 변수만을 가지고 다양한 하중과 하중주기에서의 피로균열 성장을 성공적으로 분석할 수 있었다.
Water-induced strength reduction is one of the most critical causes for rock deformation and failure. Understanding the effects of water on the strength, toughness and deformability of rocks are of a great importance in rock fracture mechanics and design of structures in rock. However, only a few studies have been conducted to understand the effects of water on fracture properties such as fracture toughness, crack propagation velocity, consumed energy, and microstructural damage. Thus, in this study, we focused on the understanding of how microscale damages induced by water saturation affect mesoscale mechanical and fracture properties compared with oven dried specimens along three notch orientations-divider, arrester, and short transverse. The mechanical properties of calcite-cemented sandstone were examined using standard uniaxial compressive strength (UCS) and Brazilian tensile strength (BTS) tests. In addition, fracture properties such as fracture toughness, consumed energy and crack propagation velocity were examined with cracked chevron notched Brazilian disk (CCNBD) tests. Digital Image Correlation (DIC), a non-contact optical measurement technique, was used for both strain and crack propagation velocity measurements along the bedding plane orientations. Finally, environmental scanning electron microscope (ESEM) was employed to investigate the microstructural damages produced in calcite-cemented sandstone specimens before and after CCNBD tests. As results, both mechanical and fracture properties reduced significantly when specimens were saturated. The effects of water on fracture properties (fracture toughness and consumed energy) were predominant in divider specimens when compared with arrester and short transverse specimens. Whereas crack propagation velocity was faster in short transverse and slower in arrester, and intermediate in divider specimens. Based on ESEM data, water in the calcite-cemented sandstone induced microstructural damages (microcracks and voids) and increased the strength disparity between cement/matrix and rock forming mineral grains, which in turn reduced the crack propagation resistance of the rock, leading to lower both consumed energy and fracture toughness ($K_{IC}$).
In this study, in regard to fiber reinforced mortar mixing steel fiber and 4types of organic fiber, impact test was carried out. Because to predict fracture reduction performance with flexural, tensile strength when types of fiber were different as impact reduction performance of concrete is closely related with toughness such as flexural strength, tensile strength and fracture energy etc. As a result, enhancement of toughness by fiber reinforcement controls the spall of rear. On the other hand in case of steel fiber relatively turned up high toughness in appropriate load compared with organic fiber but in same mixing rate, impact reduction performance by projectile showed low performance due to few number of an individual of mixing.
본 연구에서는 수경성 시멘트 경화체의 구조적 결함인 휨강도를 향상시키시 위해 보통 포틀랜드 시멘트비를 0.1로 하여 혼합수량을 줄이고 수용성 고분자 물질인 Hydroxy Propy Methyl Cellulose(HPMC)를 첨가하여 시멘트입자의 윤활작용에 따른 균일한 분산효과와 결합효과를 얻도록 하였으며, twin roll mill로 혼련 성형하여 치밀하고 균일한 경화제 시편을 제조하였다. 이러한 고강도 시멘트 경화체의 휨강도는 약 96MPa, 탄성계수는 60GPa로 우수한 특성을 나타내었다. 고강도 시멘트의 고강도화 기구는 100${\mu}m$ 이상의 큰 기공제거 및 균열성장경로인 모세관 기공의 감소, 미수화 시멘트의 증가로 인한 탄성계수의 증가와 crack toughening(입자 가교, 고분자 섬유 가교, frictional interlocking)에 의한 파괴 인성의 향상 때문인 것으로 판단된다.
Recently, based on the smart structure concept, optical fiber sensors have been increasingly applied to monitor the various engineering and civil structural components. Repairs based on adhesively bonded fiber reinforce composite patches are more structurally efficient and much less damaging to the parent structure than standard repairs based on mechanically fastened metallic patches. As a result of the high reinforcing efficiency of bonded patches fatigue cracks can be successfully repaired. However, when such repairs are applied to primary structures, it is needed to demonstrate that its loss can be immediately detected. This approach is based on the "smart patch" concept in which the patch system monitors its own health. The objective of this study is to evaluate the potentiality of application of transmission-type extrinsic Fabry-Perot optical fiber sensor (TEFPI) to the monitoring of crack growth behavior of composite patch repaired structures. The sensing system of TEFPI and the data reduction principle for the detection of crack detection are presented. Finally, experimental results from the tests of center-cracked-tension aluminum specimens repaired with bonded composite patch is presented and discussed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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