콘크리트 중력댐 상부면의 균열에 작용하는 수압의 영향을 주로 고려하여 댐의 파괴거동을 조사하였다. 첫째, 표면적분법에 의하여 응력확대계수를 구하는 경우에 작용하는 수압의 형태를 등분포형태 외에, 삼각형 분포 및 포물선분포도 고려하여 보았다. 둘째, FRANC(FRacture Analysis Code)를 이용하여 균열면에 작용하는 수압의 형태에 따른 기존균열의 전파방향을 추적하였다. 셋째, 월류수위 아래에서 균열이 전파되지 않을 수 있는 한계균열길이를 수압의 분포형태에 따라 구분하여 구하여 보았다. 표면적분법으로 수압의 형태에 따라 응력확대계수를 구한 결과는 FRANC를 이용하여 얻어진 결과와 비교 되었으며 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다. 균열면에 작용하는 수압의 형태가 삼각형분포의 경우에 균열의 전파방향은 등분포의 경우에 비하여 댐의 기초쪽으로 기우는 것을 알 수 있었으며, 또한 월류수위 아래에서 한계균열길이는 댐높이의 대략 2/5-1/2되는 곳에서 최대가 됨을 알 수 있었다.
Since the crack generation and its propagation caused by welding defects is one of the main hull damage patterns, the simulation of crack propagation process has an important significance for ship safety. Based on interface element method, a finite element model to simulate crack propagation is studied in the paper. A Lennard-Jones type potential function is employed to define potential energy of the interface element. Tensile tests of steel flat plates with initial central crack are carried out. Surface energy density and spring critical stress that are suitable for the simulation of crack propagation are determined by comparing numerical calculation and tests results. Based on a large number of simulation results, the curve of simulation correction parameter plotted against the crack length is calculated.
Fatigue fracture in machine components is produced by surface micro-crack from stress concentration area such as notch and material defect. It is difficult to predict the remaining fatigue lift of mechanical components because the surface micro-crack on critical area initiates and grows with statistical distribution. Plane bending fatigue tests were carried out on the plain specimen of Al 2024-T3 and the initiation and growth behavior of surface micro cracks were observed. The statistical distribution of surface length of multiple micro cracks and their maximum length were investigated. The maximum surface crack length distributions were analyzed on the basis of the statistics of extremes in order to examine the prediction of remaining life.
Yielding of the internal steel reinforcement is an important mechanism that influences the Intermediate Crack-induced debonding (IC debonding) behavior in FRP-strengthened RC members since the FRP is required to carry additional forces beyond the condition of steel yielding. However, rational design practice dictates an appropriate limit state is defined when steel yielding is assured prior to FRP debonding. This paper proposes a criterion which correlates the occurrence of IC debonding to the formulation of a critical steel yielding length. Once this length is exceeded the average bond stress in the FRP/concrete interface exceeds its threshold value, which proves to correlate with the average bond resistance in an FRP/concrete joint under simple shear loading. This proposed IC debonding concept is based on traditional sections analysis which is conventionally applied in design practice. Hence complex bond stress-slip analyses are avoided. Furthermore, the proposed model incorporates not only the bond properties of FRP/concrete interface but also the beam geometry, and properties of steel and FRP reinforcement in the analysis of IC debonding strength. Based upon a solid database, the validity of the proposed simple IC debonding criterion is demonstrated.
In this paper we are particularly focusing on the dynamic crack fatigue life of a 25 m length wind turbine blade. The blade consists of composite materiel (glass/epoxy). This work consisted initially to make a theoretical study, the turbine blade is modeled as a Timoshenko rotating beam and the analytical formulation is obtained. After applying boundary condition and loads, we have studied the stress, strain and displacement in order to determine the critical zone, also show the six first modes shapes to the wind turbine blade. Secondly was addressed to study the crack initiation in critical zone which based to finite element to give the results, then follow the evolution of the displacement, strain, stress and first six naturals frequencies a function as crack growth. In the experimental part the laminate plate specimen with two layers is tested under cyclic load in fully reversible tensile at ratio test (R = 0), the fast fracture occur phenomenon and the fatigue life are presented, the fatigue testing exerted in INSTRON 8801 machine. Finally which allows the knowledge their effect on the fatigue life, this residual change of dynamic behavior parameters can be used to predicted a crack size and diagnostic of blade.
In this work, fatigue tests by axial loading were carried out to investigate the effect of stress ratio on the growth behaviors of surface fatigue crack for SM45C steel and Al 2024-T4 alloy. The growth behaviors of surface crack have been monitored during fatigue process by measuring system attached CCTV and monitor. When the growth rates of surface crack were investigate by the concept of LEFM based on Newman-Raju's .DELTA.K, the dependence of stress ratio appears both SM45C steel and Al 2024-T4 alloy. Therefore, modified stress intensity factor range, .DELTA.K' [=(1+R)/sup n/.DELTA.K] are intorduced to eliminate the dependence of stress ratio. Using .DELTA.K', it is found that the dependence of stress ratio disappears both SM45C steel and Al 2024-T4 alloy.
The speed competition of optical disk drive has been accelerated with the fast advancement of its storage density and data transmission technology. The continuous increase of the spinning speed of CD meets the unexpected and catastrophic failure of disk during the operation. The effect of its thickness and outer radius of disk were investigated to reduce stresses and J-integral around the crack tip. The effect of its thickness was considered ahead of the crack tip. In the effect of outer radius of disk, linear elastic fracture mechanics was used to obtain the critical crack length, which indicates the onset length for unstable crack growth. This approach is so significant as to detect the growing crack by disk drive before the catastrophic failure, which will provide the standard size of its safety for high-speed disk drive.
The influence of cracks on the elastic deflection and ultimate bearing capacity of eccentric thin-walled columns with both ends pinned was studied in this paper. First, a method was developed and applied to determine the elastic deflection of the eccentric thin-walled columns containing some model-I cracks. A trigonometric series solution of the elastic deflection equation was obtained by the Rayleigh-Ritz energy method. Compared with the solution presented in Okamura (1981), this solution meets the needs of compatibility of deformation and is useful for thin-walled columns. Second, a two-criteria approach to determine the stability factor ${\varphi}$ has been suggested and its analytical formula has been derived. Finally, as an example, box columns with a center through-wall crack were analyzed and calculated. The effects of cracks on both the maximum deflection and the stability coefficient ${\varphi}$ for various crack lengths or eccentricities were illustrated and discussed. The analytical and numerical results of tests on the columns show that the deflection increment caused by the cracks increases with increased crack length or eccentricity, and the critical transition crack length from yielding failure to fracture failure ${\xi}_c$ is found to decrease with an increase of the slenderness ratio or eccentricity.
The stream generator tubes represent an integral part of a major barrier against the fission product release to the environment. So, the rupture of these tubes could permit flow of reactor coolant into the secondary system and injure the safety of reactor coolant system. Therefore, if the crack was detected during In-Service Inspection of tubes the cracked tube should be evaluated by the pulgging criteria and plugged or not. In this study, the fracture mechanics evaluation is carried out on the thru-wall axial crack due to Primary Water Stress Corrosion Cracking in the roll transition aone of steam generator tube to help the assurence the integrity of tubes and estabilish the plugging criteria. Due to the Inconel which is used as tube material is more ductile than others, the plastic instability repture theory was used to calculate the critical and allowable crack length. Based on Leak Before Break concept the leak rate for the critical crack length and the allowable leak rate are compared and the safety of tubes was given.
A study has been made on the behavior of microscopic fatigue crack growth at the stress level of the fatigue limit with ferrite-martensitic structures. For the above purpose, two types of the microstructures were prepared ; one is the microstructure having the ferrite encapsulating the islands of second phase martensite(FEM), the other is the microstructure with the martensite encapsulating the islands of ferrite(MEF). It has been pointed out that the fatigue limits of these microstructures are related to the critical stress at which the microcrack in the ferrite proceeds to the martensite. The high fatigue limit might be excepted for the MEF microstructure in which the critical crack length would be restricted within the second phase spacing in contrast with the FEM microstruture. However, the fatigue tests shows that no appreciable difference of the fatigue limits among them were recognized. Also, it turned out from the metallographic observations that the micro crack path is very much affected by the microstructures, so that the microcracks grow according to the 3-dimentional situation of its microstructures.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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