• Composites Research
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• 제23권4호
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• pp.21-27
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• 2010

대부분의 구조물 파괴는 피로에 의해서 발생한다. 따라서 지금까지 모드 혼합비가 피로 특성에 어떤 영향을 미치는지에 대한 수많은 연구가 수행되어 오고 있다. 하지만 대부분의 연구가 금속/금속 계면이나 복합재료 층간 분리에 관한 연구이다. 따라서 본 연구에서는 이종재료인 복합재료/금속 계면의 피로 특성에 대한 기초 자료를 얻고자 하였다. 이를 위하여 복합재료와 탄소강을 동시 경화법을 이용하여 접합한 SLB(single leg bending) 시편을 이용하여 피로 실험을 수행하였다. 특히, 피로 특성에 모드 혼합비$(G_{II}/G_T)$가 어떠한 영향을 미치는지에 대해 알아보고자 하였다. 전체적으로 모드 II 하중 성분 이 많을수록 균열진전속도가 빨라진다는 결과를 얻었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.1448-1454
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• 1994

Data which gathered and used in the field of fatigue and fracture mechanics have a lot of uncertainties. In this case, those uncertainties will make scatter band in evaluation of fatigue life and fracture toughness. Thus, the probabilistic analysis of these data will be needed. For determining the fatigue life in mixed mode, using crack direction law and fatigue crack growth law, the problem is studied as a constrained life minimization. Stress intensity factor(SIF) is computed by approximate solution table(Ewalds/Wanhill 1984) and 0th order PFEM. The variance of fatigue life and SIF are computed by differentiation of tabulated approximate solution and 1st order PFEM. And these are used for criterion of design values, principal parameter determination and modelling. The problem of center cracked plate is solved for checking the PFEM model which is influenced by various parameters like as initial crack length, final crack length, two fatigue parameters in Paris Equation and applied stress.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권5호
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• pp.567-582
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• 2022

In the present study, a series of physical experiments and numerical simulations were conducted to investigate the effects of mode I and mixed-mode I/II cracks on the fracture modes and stability of roadway tunnel models. The experiments and simulations incorporated different inclination angle flaws under both static and dynamic loads. The quasi-static and dynamic testing were conducted by using an electro-hydraulic servo control device and drop weight impact system (DWIS), and the failure process was simulated by using rock failure process analysis (RFPA) and AUTODYN software. The stress intensity factor was also calculated to evaluate the stability of the flawed roadway tunnel models by using ABAQUS software. According to comparisons between the test and numerical results, it is observed that for flawed roadways with a single radical crack and inclination angle of 45°, the static and dynamic stability are the lowest relative to other angles of fractured rock masses. For mixed-mode I/II cracks in flawed roadway tunnel models under dynamic loading, a wing crack is produced and the pre-existing cracks increase the stress concentration factor in the right part of the specimen, but this factor will not be larger than the maximum principal stress region in the roadway tunnel models. Additionally, damage to the sidewalls will be involved in the flawed roadway tunnel models under static loads.

• 한국도로학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.9-20
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• 2005

본 연구는 아스팔트 덧씌우기 포장에 나타나는 반사균열을 제어하기 위하여 노후된 시멘트 콘크리트 포장과 아스팔트 덧씌우기 포장 경계면에 보강재의 효과적인 부착 방법을 찾기 위하여 수행하였다. 이를 위한 부착재로는 RSC-4 유화아스팔트, 컴파운드, 불포화 폴리에스터 수지 (UPR) 등 3종류를 사용하였다. 또한 아스팔트 혼합물은 3종류의 밀입도 혼합물(AC 60-80, RLDPE 8%, PG 76-22)을 사용하였다. 보강 재료로서 유리섬유 그리드 하부에 직포가 부착된 것을 사용하였다. 복합모드 파괴(mode II)의 모사를 위한 촉진시험은 휠트랙킹 장비를 이용하여 수행하였다. 반사균열의 진전은 피로수명으로서 하중 사이클 수에 따라 측정하였고, 공시체의 변위는 각각 시험 공시체에 대하여 demec 게이지를 이용하여 측정하였다. 본 연구 결과, UPR 부착이 가장 효과적이었으며 다음은 RSC-4의 순이었다. 그러나 현장 적용성을 고려할 때 , RSC-4 유제가 보강 재료의 부착을 위해 적절한 선택으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제6권2호
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• pp.59-64
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• 1996

암석 시료가 파괴될 때에 발생되는 AE신호는 미세한 균열 발생시의 갑작스런 변형에너지 해바에 기인한다. 압전 압력형 탐촉자와 다채널 기록장치를 이용하여 AE 신호파를 기록하여 분석하므로 외적인 하중조건과 그에 따른 미세균열의 특징에 대하여 연구하였다. 연구결과 미세균열의 체적은 수 $\mu\textrm{m}^3$ 내지 $150,000\mu\textrm{m}^3$로 산출되어서 그 크기가 넓은 범위로 분포하였고 인장형 미세균열이 대체적으로 전단형 보다 큰 체적을 보였다. 또한, 균열원에서의 에너지 강도는 모드 I 하중조건하에서 발생하는 AE 신호가 혼합모드 조건하에서 발생한 신호보다 약 3배정도 크게 나타났으나,시료가 파괴되는 동안 기록된 AE 신호의 숫자는 반대로 모드 I의 경우가 혼합모드의 25%에 불과하였다. 이러한 사실은 같은 크기의 파괴면을 형성하는데 필요한 에너지 요구량이 대체적으로 동일함을 암시하는 것으로 보인다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권6호
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• pp.591-604
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• 2001

In this paper, a finite element with embedded displacement discontinuity which eliminates the need for remeshing of elements in the discrete crack approach is applied for the progressive fracture analysis of concrete structures. A finite element formulation is implemented with the extension of the principle of virtual work to a continuum which contains internal displacement discontinuity. By introducing a discontinuous displacement shape function into the finite element formulation, the displacement discontinuity is obtained within an element. By applying either a nonlinear or an idealized linear softening curve representing the fracture process zone (FPZ) of concrete as a constitutive equation to the displacement discontinuity, progressive fracture analysis of concrete structures is performed. In this analysis, localized progressive fracture simultaneous with crack closure in concrete structures under mixed mode loading is simulated by adopting the unloading path in the softening curve. Several examples demonstrate the capability of the analytical technique for the progressive fracture analysis of concrete structures.

• 대한치과기공학회지
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• 제30권2호
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• pp.79-86
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• 2008

The purpose of this study was to investigate the effect retention element formed by metal surface treatment method on the bond strength of indirect composite resin and metal. The metal specimens were cast from Ni-Cr alloy($Rexillium^{(R)}$ III). They were divided into 5 groups by applied retention element: $50{\mu}m$ aluminium oxide sandblasting group, $250{\mu}m$ aluminium oxide sandblasting group, 0.2mm retention crystal group, 10% $H_{2}SO_{4}$ solution etching group, $110{\mu}m$ $Rocatec^{TM}$ Plus system group. Total 50 metal specimens were veneered with Sinfony indirect composite resin system. Specimens were tested for shear bond strength on an Instron universal testing machine and fracture mode of fractured specimens were analyzed by SEM and EDS. 1. 0.2 mm retention crystals were most effective in improving the resin-metal shear bond strength (p<0.05). 2. Sandblasting by $250{\mu}m$ aluminium oxide were more effective than sandblasting by $50{\mu}m$ aluminium oxide in improving the resin-metal shear bond strength(p<0.05). 3. Fracture mode of resin-metal fractured surface were cohesive failure mode in 0.2mm retention crystal, mixed failure mode in sandblasted specimens, etched specimens and the specimens sandblasted with $110{\mu}m$ $Rocatec^{TM}$ Plus system.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.485-494
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• 1999

본 연구에서는 요소를 사용하지 않고 절점들만을 이용하여 해석이 가능한 새로운 수치해석기법인 EFG(Element-Free Galerkin)법을 사용하여 임의의 균열의 성장과정을 해석할 수 있는 효율적인 알고리즘을 개발하고, 이를 바탕으로 균열의 성장방향과 경로를 정확히 추정하여 일련의 균열진전해석을 수행할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 균열해석에 있어서는 균열선단의 특이성과 균열면의 분연속성을 수치적으로 반영할 수 있는 기법을 도입하여 균열을 모형화하였으며, 선형탄성파괴역학이론에 근거하여 균열해석과정을 정식화하였다. 또한, EFG 형상함수가 kronecker delta 조건을 만족시키지 못함으로써 발생하는 필수경계조건의 처리문제를 penalty법을 이용하여 해결하였다. 개발된 균열진전해석 알고리즘을 정지상태와 성장하는 상태에 있는 모드 Ⅰ, 모드 Ⅱ 및 혼합모드상태의 대표적인 균열문제들에 적용하여 응력확대계수와 균열성장방향 및 균열의 성장경로를 추정하고 이를 이론적·실험적 결과들과 비교함으로써 그 정확성과 효율성을 검증하였다.

• 한국안전학회지
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• 제15권2호
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• pp.13-21
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• 2000

Under the mixed mode loading, it has been known that the influence of non-singular terms in the stress fields is serious, because the critical distance, ${\gamma}_o$ - the distance of nonlinear elastic region near the crack tip has no negligible value. In this paper, it has been studied on the influence of non-singular terms, T-stress, and the case of T=0, ${\sigma}cos^2{\beta}$, ${\sigma}cos(2{\beta})$ and $0.05{\sigma}cos(2{\beta})$, under uniaxial tension and compression. It has been seen that the T-stress of ${\sigma}cos(2{\beta})$ has better than others as comparing to the experimental data.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제5권6호
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• pp.817-837
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• 1997

In the present contribution an interface crack model is introduced which is capable of modelling crack initialisation and growth in aluminium as well as in Fibre Metal Laminates. Interface elements are inserted in a finite element mesh with a yield function which bounds all states of stress in the interface. Hardening occurs after a state of stress exceeds the yield stress of the material. The hardening branch is bounded by the ultimate stress of the material. Thereafter, the state of stress is reduced to zero while the inelastic deformations grow. The energy dissipated by the inelastic deformations in this process equals the fracture energy of the material. The model is applied to calculate the onset and growth of cracking in centre cracked plates made of aluminium and GLARE$^{(R)}$. The impact of the model parameters on the performance of the crack model is studied by comparisons of the numerical results with experimental data.