• 한국건축시공학회지
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• 제15권1호
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• pp.25-33
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• 2015

본 연구에서는 콘크리트 레벨에서의 프리케스트 콘크리트 개발을 목적으로 하며 수화열에 의한 균열발생을 확인하기 위해 FEM해석을 실시하여 초기균열 지수를 평가하였다. 평가결과 경화촉진제 사용량이 증가할수록 조기 압축강도가 증가하는 것으로 나타났으며 응결 시간 또한 단축되는 것을 알 수 있었다. 이는 경화촉진제에 의하여 시멘트 화합물중 $C_3A$의 반응에 의해서 응결시간이 단축되는 것으로 판단된다. 또한 단열온도 상승 시험 결과 경화촉진제의 사용량이 증가 할수록 콘크리트 중심부 온도 $80^{\circ}C$이상의 온도를 나타냈으며 경화촉진제에 의해서 최고 온도 발열시간을 단축시키는 것으로 나타났다. 이는 경화촉진제가 시멘트 수화반응을 촉진시켜 수화열을 짧은 시간에 높게 나타나는 현상으로 판단된다. 또한 높은 수화열은 균열을 발생시킬 수 있음으로 FEM 해석을 통하여 균열지수 평가를 실시하였다. FEM 해석 결과 조기에 높은 수화열이 증가하여도 균열에는 영향이 없는 예측된다. 이는 초기강도가 높기 때문에 허용응력이 증가로 인하여 인장강도가 증가하기 때문이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권11호
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• pp.1979-1985
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• 2003

Fretting is a kind of surface degradation mechanism observed in mechanical components and structures. The fretting damage decreases in 50-70% of the plain fatigue strength. This may be observed in the fossil power plant and the nuclear power plant used in special environments and various loading conditions. The thermal degradation of material is observed when the heat resisting steel is exposed for long period time at the high temperature. In the present study, the degraded 1Cr-0.5Mo steel used for long period time at high temperature (about 515$^{\circ}C$) and artificially reheat-treated materials are prepared. These materials are used for evaluating an effect of thermal aging on the fretting fatigue behavior. Through the experiment, it is found that the fretting fatigue endurance limit of the reheat-treated 1Cr-0.5Mo steel decreased about 46% from the non-fretting fatigue endurance limit, while the fretting fatigue endurance limit of the degraded 1Cr-0.5Mo steel decreased about 53% from the non-fretting fatigue endurance limit. The maximum value of fatigue endurance limit difference is observed as 57%(244 MPa) between the fretting fatigue of degraded material and non-fretting fatigue of reheat-treated material. These results can be a basic data to a structural integrity evaluation of heat resisting steel considered to thermal degradation effect.

• 터널과지하공간
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• 제30권3호
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• pp.256-269
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• 2020

본 연구의 목적은 KURT 화강암 시료의 포화유무에 따른 균열손상 기준과 파괴인성의 변화를 측정하는 것이다. 이를 위하여 일축압축시험을 이용한 소성체적변형률을 통해 KURT 화강암의 균열손상 기준을 도출하였다. 또한 암석의 파괴인성을 보다 신뢰성 있게 측정하기 위해 암석의 비선형적 변형에 대한 보정(Level II Method; ISRM, 1988) 을 통해 포화유무에 따른 KURT 화강암의 수정 파괴인성(corrected fracture toughness)을 측정하였다. 시험결과 건조시료의 평균 균열개시 응력(σ_ci)과 균열손상 응력(σ_cd)은 91.1 MPa과 128.7 MPa이었으며, 포화시료의 평균 균열개시 응력(σ_ci)과 균열손상 응력(σ_cd)은 58.2 MPa과 68.2 MPa이었다. 건조시료에 비해 포화시료의 균열개시 응력은 36% 감소하였으며 균열손상 응력은 건조시료 대비 47%나 감소되는 결과를 나타내었다. 균열손상 응력(σ_cd)이 상대적으로 더욱 감소하였음을 감안할 때 시료의 포화로 인해 더 낮은 응력조건에서 구조물에 대한 손상이 쉽게 발생할 수 있음을 알 수 있다. KURT 화강암의 비선형성을 고려한 수정 파괴인성은 0.811 MPa·m^0.5이었으며 포화시료의 수정 파괴인성은 0.620 MPa·m^0.5이었다. 즉 암석의 비선형성을 고려함으로써 파괴인성의 증가를 확인할 수 있었으며, 암석의 포화시 수정 파괴인성은 24% 감소하였다. 따라서 지하수 포화로 인해 암석 내 균열의 생성과 진전에 대한 저항성이 감소함을 알 수 있다.

• Journal of Platform Technology
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• 제10권4호
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• pp.3-10
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• 2022

본 연구에서는 수소차에 사용되는 수소압력용기 비파괴 안전성 평가 플랫폼 개발을 위해 유한요소해석을 사용하여 안전성 평가 기준 개발에 대한 연구를 수행하였다. Type 4 수소 압력 용기의 안전성을 평가하기 위해 복합 재료의 특성에 따른 매개변수를 바탕으로 재료의 물성을 유한요소 해석을 통해 도출하였다. 이를 통해 수소압력용기에 사용되는 CFRP 복합소재의 기계적 특성을 바탕으로, 내부 결함을 모델링하고 수소압력용기에 대한 평가기준을 사용하여 내부결함에 대한 파손가능성 여부를 도출하는 프로세스를 연구하였다. 결함은 박리, 이물질, 표면 수직균열을 모델링하고 파손 기준에 따른 손상을 분석하여 비파괴검사를 통해 검출된 결함의 안전성 여부를 판단할 수 있는 방법을 연구하였다. 연구 결과 박리 결함은 수소 압력용기의 내부에 근접할수록 파손가능성이 높아졌으며, 수직 균열을 경우 균열의 깊이가 깊어질수록 손상가능성이 높게 나타났다. 또한, 이물질 결함의 경우 압력용기의 외부 방향에 비해 내부 방향에 위치한 경우 손상가능성이 높게 나타났다. 본 연구를 통해 결함의 종류, 형상 및 크기에 따른 수소압력용기의 안전성을 평가할 수 있는 방법을 제시하였으며, 향후 본 연구결과를 바탕으로 수소차량 압력용기의 비파괴시험 안전검사 플랫폼 개발 연구를 수행하고자 한다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제35권6호
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• pp.461-472
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• 2010

연구목적: 본 연구는 미세인장결합강도와 파괴인성을 통해 복합 레진 수복물의 수리 시기와 표면 처리 방법에 따른 파괴 거동을 알아보고자 시행되었다. 연구 재료 및 방법: Short rod 시편과 composite resin specimen block을 준비하여 표면 처리 방법에 따라 none-treated, sand blasting, bur roughening 군으로 나누고 이를 다시 즉시군과 2주 지연군으로 나누어 수리했다. 결과: 미세인장결합강도와 파괴인성을 측정한 결과, 두 실험 모두에서 즉시군이 지연군보다 높은 값을 보였다. 기계적 표면 처리군이 none-treated군보다 높은 값을 보였고, sand blasting과 bur roughening 사이에 유의한 차이는 없었다. 파괴인성과 미세인장결합강도는 상관 관계가 없었다. FE-SEM을 보아 수복물의 탈락은 균열 전도와 관계가 있는 것으로 보인다. 결론: 수리된 복합 레진의 파괴 거동 평가에는 파괴인성 실험이 적합하다.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권3호
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• pp.439-447
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• 2020

This paper presents two sets of full three-dimensional thermoelastic finite element analyses of superimposed thermo-mechanically loaded Spar Wingskin Joints made with laminated Graphite Fiber Reinforced Plastic composites. The study emphasizes the influence of residual thermal stresses and material anisotropy on the inter-laminar delamination behavior of the joint structure. The delamination has been pre-embedded at the most likely location, i.e., in resin layer between the top and next ply of the fiber reinforced plastic laminated wingskin and near the spar overlap end. Multi-Point Constraint finite elements have been made use of at the vicinity of the delamination fronts. This helps in simulating the growth of the embedded delamination at both ends. The inter-laminar thermoelastic peel and shear stresses responsible for causing delamination damage due to a combined thermal and a static loading have been evaluated. Strain energy release rate components corresponding to the Mode I (opening), Mode II (sliding) and Mode III (tearing) of delamination are determined using the principle of Virtual Crack Closure Technique. These are seen to be different and non-self-similar at the two fronts of the embedded delamination. Residual stresses developed due to the thermoelastic anisotropy of the laminae are found to strongly influence the delamination onset and propagation characteristics, which have been reflected by the asymmetries in the nature of energy release rate plots and their significant variation along the delamination front.

• 한국표면공학회지
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• 제56권6호
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• pp.401-411
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• 2023

This study investigates the synthesis, characterization, and application of zinc oxide (ZnO) nanoparticles for corrosion resistance and stress corrosion cracking (SCC) mitigation in high-temperature and high-pressure environments. The ZnO nanoparticles are synthesized using plasma discharge in water, resulting in rod-shaped particles with a hexagonal crystal structure. The ZnO nanoparticles are applied to Alloy 600 tubes in simulated nuclear power plant atmospheres to evaluate their effectiveness. X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy analysis reveals the formation of thermodynamically stable ZnCr₂O₄and ZnFe₂O₄ spinel phases with a depth of approximately 35 nm on the surface after 240 hours of treatment. Stress corrosion cracking (SCC) mitigation experiments reveal that ZnO treatment enhances thermal and mechanical stability. The ZnO-treated specimens exhibit increased maximum temperature tolerance up to 310 ℃ and higher-pressure resistance up to 60 bar compared to non-treated ZnO samples. Measurements of crack length indicate reduced crack propagation in ZnO-treated specimens. The formation of thermodynamically stable Zn spinel structures on the surface of Alloy 600 and the subsequent improvements in surface properties contribute to the enhanced durability and performance of the material in challenging high-temperature and high-pressure environments. These findings have significant implications for the development of corrosion-resistant materials and the mitigation of stress corrosion cracking in various industries.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.706-711
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• 2007

Numerical studies were performed to examine the effects of notch location of impact specimens on the failure behavior of HAZ (heat affected zone) when Charpy V-notch impact test were made at a low temperature ($1^{\circ}C$). Carbon steel plate (SA-516 Gr. 70) with thickness of 25mm for pressure vessel was welded by SMAW (shielded metal-arc welding) and specimens were fabricated from the welded plate. Charpy tests were then performed with specimens having different notch positions of specimens varying from the fusion line through HAZ to base metal. A series of finite element analysis which simulates the Charpy test and crack propagation initiating at the tip of V-notch was carried out as well. The finite element analysis takes into account the irregular fusion line and non-homogenous material properties due to the notch location of the specimen in HAZ. Results reveals that the energies absorbed during impact test depend significantly on the notch location and direction of specimen. Finite element analysis also demonstrates that the notch location of specimens, to a great extent, influences the reliability and consistency of the test.

• Computers and Concrete
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• 제17권5호
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• pp.639-653
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• 2016

The present article discusses the effect of the ratio of bridge surface to total shear surface, number of bridge areas and normal stress on the failure behavior of the planar non-persistent open joints. Totally, 38 models were prepared using plaster and dimensions of $15cm{\times}15cm{\times}15cm$. The bridge area occupied $45cm^2$, $90cm^2$ and $135cm^2$ out of the shear surface. The number of rock bridges increase in fixed area. Two similar samples were prepared on every variation in the rock bridges and tested for direct shear strength under two high and low normal loads. The results indicated that the failure pattern and the failure mechanism is mostly influenced by the ratio of bridge surface to total shear surface and normal stress so that the tensile failure mode change to shear failure mode by increasing in the value of introduced parameters. Furthermore, the shear strength and shear stiffness are closely related to the ratio of bridge surface to total shear surface, number of bridge areas and normal stress.

• Computers and Concrete
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• 제25권1호
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• pp.15-27
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• 2020

During the past decades, the application of acoustic emission techniques (AET) through the diagnosis and monitoring of the fracture process in materials has been attracting considerable attention. AET proved to be operative among the other non-destructive testing methods for various reasons including their practicality and cost-effectiveness. Concrete and rock structures often demand thorough and real-time assessment to predict and prevent their damage nucleation and evolution. This paper presents an overview of the work carried out on the use of AE as a monitoring technique to form a comprehensive insight into its potential application in brittle materials. Reported properties in this study are crack growth behavior, localization, damage evolution, dynamic character and structures monitoring. This literature review provides practicing engineers and researchers with the main AE procedures to follow when examining the possibility of failure in civil/resource structures that rely on brittle materials.