• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권1호
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• pp.65-89
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• 2016

This paper presents the development of methodologies using Extended Finite Element Method (XFEM) for cracked unstiffened and concentric stiffened panels subjected to constant amplitude tensile fatigue loading. XFEM formulations such as level set representation of crack, element stiffness matrix formulation and numerical integration are presented and implemented in MATLAB software. Stiffeners of the stiffened panels are modelled using truss elements such that nodes of the panel and nodes of the stiffener coincide. Stress Intensity Factor (SIF) is computed from the solutions of XFEM using domain form of interaction integral. Paris's crack growth law is used to compute the number of fatigue cycles up to failure. Numerical investigations are carried out to model the crack growth, estimate the remaining life and generate damage tolerant curves. From the studies, it is observed that (i) there is a considerable increase in fatigue life of stiffened panels compared to unstiffened panels and (ii) as the external applied stress is decreasing number of fatigue life cycles taken by the component is increasing.

• Computers and Concrete
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• 제27권1호
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• pp.55-62
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• 2021

The concrete fatigue analysis can be performed with the use of fracture mechanics. The fracture mechanics defines the fatigue crack propagation as the relationship of crack growth rate and stress intensity factor. In contrast to metal, the application of fracture mechanics to concrete is more complicated and therefore many authors have introduced empirical expressions using Paris law. The topic of this paper is development of a new prediction of fatigue crack propagation for concrete using rheological-dynamical analogy (RDA) and finite element method (FEM) in the frame of linear elastic fracture mechanics (LEFM). The static and cyclic fatigue three-point bending tests on notched beams are considered. Verification of the proposed approach was performed on the test results taken from the literature. The comparison between the theoretical model and experimental results indicates that the model proposed in this paper is valid to predict the crack propagation in flexural fatigue of concrete.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권4호
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• pp.375-381
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• 2011

본 연구의 주목적은 마그네슘합금의 피로균열성장거동을 지배하는 파라미터들의 확률론적 특성을 규명하는 것이다. 피로균열전파실험은 AZ31 마그네슘합금의 CT 시편을 이용하여 통계적으로 수행하였으며, 시편두께, 하중비, 최대하중 등의 여러 가지 실험조건으로 실온에서 진행하였다. 이 실험을 통하여 획득한 통계적 피로 데이터를 이용하여 피로거동 파라미터의 확률적 변동성 해석과 함께 확률분포 적합성을 고찰하였다. 균열성장속도계수는 확률적으로 매우 큰 변동성을 나타내는 파라미터로 밝혀졌으며, 반면에 균열성장속도지수는 매우 작은 변동성을 나타냄으로써 재료상수로 볼 수 있을 것이다. 피로거동 파라미터인 균열성장속도계수와 균열성장속도지수에 가장 적합한 확률분포는 3-파라미터 Weibull 분포이며, 2-파라미터 Weibull 분포는 균열성장속도계수의 경우에만 양호한 적합성을 나타낸다는 것을 규명하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권12호
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• pp.1317-1323
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• 2014

본 연구의 목적은 마찰교반용접된 Al7075-T651의 피로균열전파 거동에 미치는 시험편의 채취방향의 영향을 고찰하기 위한 것이다. 피로균열전파 실험은 마찰교반용접된 공시재로부터 모재와 용접재에 대하여 CT 시험편을 채취하여 일정응력확대계수범위 제어하에서 수행되었다. 균열이 용접선에 수직하여 전파하는 것(TL 시험편으로 명명)과 균열이 용접선과 나란히 전파하는 시험편(LT 시험편으로 명명)에 대하여 3가지 다른 응력확대계수범위에서 실험이 수행되었다. 시험편의 채취 방향에 따라 피로균열전파거동에 주요한 영향을 미침을 알 수 있었다. Paris 법칙에 적합시킨 결과 지수 m값은 WM-LT 시험편이 3.56으로 가장 높게 나타났다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권5호
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• pp.397-401
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• 2000

화력발전 플랜트의 터빈 블레이드(blade) 재료인 12Cr 합금강의 고속 열화 시편에 대한 레일리(Rayleigh) 표면탄성파의 산란과 속도의 주파수 의존특성을 액체/고체 경계 면에서 표면파의 발생기구에 의해 나타나는 후방복사 초음파 세기의 입사각 의존성으로 간접 평가하고 부식피로 특성과 비교 분석하였다. 후방복사 현상이 발생하는 입사각 폭은 부식온도와 반비례하였으며 이는 효과적 부식층의 두께 증가로 설명되었다. 이 프로파일의 폭은 피로시험에서 균열성장 관계식인 파리스(Paris) 법칙의 지수 m과 선형적으로 반비례하여 열화시편의 부식 피로 특성의 비파괴적 평가에 있어 후방복사된 초음파를 이용한 기술이 매우 유용함을 보여 보여주었다.

• 수산해양기술연구
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• 제24권1호
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• pp.44-49
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• 1988

본 연구에서는 피로파괴에 영향을 주는 여러 인자중에서 우선 피로크랙전파에 대한 시험편 두께의 영향을 검토하기 위하여 최초 두께 25mm인 일반구조용 압연강재를 평면가공하여 두께 5, 10, 15, 20, 25mm인 CT 시험편을 가공한 후 인장-인장편진반 복피로시험을 행하여 실험한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 피로수명이 가장 짧게 나타나는 임의의 시험편 두께가 존재하며, 본 실험의 경우에는 두께 15m인 시험편의 경우 피로수명이 가장 짧게 나타났다. 2. 피로크랙의 발생은 두께가 두꺼운 시험편의 경우가 늦지만 피로크랙 성장은 두꺼운 시험편의 경우가 빠르게 나타났다. 3. 본 실험에서 paris시의 계수 m의 값은 절위는 1.98~4.59로서 시험편의 두께가 두꺼울수록 m의 값이 크게 된다.

• 항공우주정책ㆍ법학회지
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• 제32권1호
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• pp.201-224
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• 2017

이 논문은 공해상 군용기(또는 군용항공기)의 법적 지위에 관한 것으로 군용기의 법적 지위, 상공비행의 자유, 추적권, 임검권, 방공식별구역(ADIZ) 등을 다루었다. 1982년 UN해양법협약 제86조에 의하면 공해는 영해와 내수는 물론이고 접속수역, 배타적 경제수역이 아닌 수역을 의미하므로 기존의 공해였던 부분이 상당히 연안국관할권 하에 놓이게 되었다. 이와 같은 공해의 상공비행과 관련된 군용기의 법적 지위에 관한 사항으로 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다. 첫째, 1944년 시카고 협약은 군용기의 법적 지위를 명시하고 있지 않은데 제3조(a)에서 본 협약이 민간항공기에만 적용되고 국가항공기에는 적용되지 않는다고 명시하고, 제3조 (b)에서 군용기, 세관용 항공기, 경찰용 항공기 등이 국가기관에 소속된 국가항공기로 간주된다고만 명시되어 있다. 따라서 현재 군용기의 법적 지위는 1919년 파리협약 제32조에 명시되었던 면책특권과 국제관습법에 의존하는 수밖에 없다. 한편 UN해양법협약 제95조는 공해상 군함의 면제권에 관하여 공해에 있는 군함은 기국외의 어떠한 국가의 관할권으로부터도 완전히 면제된다고 규정하고 있는데, 군용기의 경우도 군함에 준하는 면책권을 향유한다고 해석할 수 있다. 둘째, UN해양법협약 제111조는 추적권에 관하여 규정하고 있는데 이러한 추적권은 군함이나 군용기 또는 기타 정부역무에 종사함이 명백히 표시되고 식별되며 이에 대한 권한이 부여된 선박이나 항공기에 의해서만 행사되어질 수 있음을 명시하고 있으므로 선박 뿐 아니라 군용기에 의해서도 추적권이 행사될 수 있음을 규정하고 있다. 그러나 외국항공기에 대한 연안국의 공해상공의 추적권(right of aerial hot pursuit)이 국가관행이나 법적 확신(opinio juris)에 의해서 국제관습법 상 존재하는지는 확실하지 않다. 공해상공의 추적권 사례가 매우 적으므로 영공 이원의 외국항공기에 대한 이 권리가 국제관습법을 증명하는 '법으로 인정된 일반관행(general practice accepted as law)으로 존재한다고 할 수는 없다. 셋째, UN해양법협약 제110조는 임검권(right of approach)에 관하여 설명하고 있는데, 외국선박을 공해에서 만난 군함은 일정 혐의를 가지고 있다는 합리적 근거가 있는 한 그 선박을 임검하는 것은 정당화되는데, 이 규정은 정부 업무에 사용 중인 것으로 명백히 표시되어 식별이 가능하며 정당하게 권한이 부여된 모든 선박이나 항공기에도 적용된다. 따라서 이러한 규정은 군용기에도 준용된다고 할 수 있다. 넷째, 방공식별구역(ADIZ)은 자국 영공을 방위하기 위해 영공 외곽 배타적 경제수역(EEZ) 또는 공해 상공에 설정하는 공중 구역으로 국제법상 '자위권'(또는 정당방위, self defense)에 근거하여 일방적으로 선포되므로, 엄밀히 말하면 ADIZ를 설치할 규범도, 이를 금지할 수 있는 규범도 없고, 이를 규제하는 국제기구도 없다고 할 수 있다. 그러나 ADIZ가 영공의 확장으로 해석되지는 않는다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.35.2-35.2
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• 2009

최근 전세계적으로 저탄소, 녹색성장으로 인하여 원자력발전이 주목받고 있다. 또한 에너지의 고효율로 인한 발전소의 설비가 대형화가 됨에 따라 발전소의 수명평가와 건전성평가가 중요해지고 있다. 일반적으로 구조물 내에 존재하는 균열의 크기와 형상을 파악하여 피로균열전파속도를 평가함으로써 건전성평가를 확인하고 있다. 그리고 고온, 고압에서의 피로균열전파속도는직류전위차 (Direct Current Potential Drop : DCPD)법을 사용하고 있다. DCPD법은 균열의 정밀한 측정방법으로써 측정시 오차가 발생하기 때문에 ASTM에서 제시된 incremental polynomial 법을 권고하고 있다. 따라서 본 연구에서는 피로균열전파전파속도의통계적처리를 통해서 합리적인 곡선을 구하여 건전성평가에 활용하고자 한다. 실험에 사용된 시편은 두께 5mm, 폭 25.4mm CT시편을 사용하였으며, 1mm의 예비균열을 주었다. 그리고 실험온도는 상온에서 실시 하였으며, 주파수는 10Hz를 주었다. 그리고 DCPD 측정을 위해 5A의 전류를 주었으며, 이때 측정된 전압값을 ASTM에 제시된 관계식에넣어 균열길이로 환산하였으며, 데이터처리는 ASTM에 제시된 incremental polynomial법을 기본적으로 사용하였다. 또한 ASTM에 제시된 2n+1을 이용하여 데이터의 수 n을 1~7 까지 변화를 주어 3~15 point 까지 데이터를 처리하여곡선을 제시하였다. 분석결과 $R^2$값이 1을 기준으로 했을 때 3~7 point 까지는큰 차이를 보이지 않았지만 9-point 이후부터는 $R^2$ 감소함을 알 수 있었다. 또한 적용된 데이터의수에 따라 피로군열전파속도 곡선에서 측정된 Paris law의 n값과 C 값은 큰차이를 보이지 않았다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권4호
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• pp.834-842
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• 1998

This paper examines the crack growth behavior of 7075-T651 and 5052-H32 aluminum alloy under high-low block loading condition. The cantilever beam type specimen with a chevron notch is used in this study. The crack growth and closure ae investigated by compliance method. The applied stress ratios are R=0.15, 0.0, -0.15 and R=-0.15, 0.0, 0.15. The crack growth rate was found to increase as the load amplitude increases. However,${\bigtriangleup}K_eff$ was almost independent on the stress ratio. The experimental constants of 7075-T651 and 5052-H32 in Paris law were c`=1-1.3${\times}{10^-7},m`=3~3.2 and c`=4~6{\times}{10^-9}, m`=4.3-4.8$, respectively. $K_op$ of 7075-T651 and 5052-H32 becomes smaller as the stress ratio decreases. It seems that the crack closure affects $K_op$.

• 수산해양기술연구
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• 제26권2호
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• pp.204-212
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• 1990

The SMC composite, now being considered in certain structural applications, is anticipated to experience repeated loading during service. Thus, understanding of the fatigue behavior is essential in proper use of the composite material. In this paper, using the SMC composite composed of E-glass chopped strand and unsaturated polyester resin three point bending fatigue tests are carried out to investigate the fatigue crack propagating behavior under various cyclic stresses and fatigue damage of various microcrack forms. The following results are obtained from this study; 1) Most of the total fatigue life of the SMC composite is consumed at the initial extension or the growth of the macroscopic crack. 2) A Paris' type power-law relationship between the crack propagation rate and stress intensity factor range is obtained, and the value of material constant m is much higher (m=9~11)than that of other metals. 3) In case of high cyclic stress the fatigue damage show high microcrack density and short crack length, but in case of low cyclic stress does it vice versa. 4) Fatigue damage is characterized by microcrack density, crack length and distribution of crack orientation.