• 한국자기학회지
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• 제23권1호
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• pp.18-25
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• 2013

배관용 비파괴 검사에서 자기누설방식을 이용하여 배관의 결함을 검출하도록 개발된 탐상 시스템 장비를 MFL PIG(Magnetic Flux Leakage Pipeline Inspection Gauge)라 한다. 이 장비는 투자율이 큰 금속 배관의 길이 방향인 축방향으로 자기장을 형성하고, 결함이 있는 부분에 발생하는 누설 자속 신호를 홀센서를 이용하여 검출한다. 하지만 MFL PIG는 배관에 축방향으로 발생한 미소결함에 대해서는 누설 자속의 발생량이 미세하여 결함 유무를 판별하기 어렵다. 본 논문에서는 배관에 발생한 축방향 미소결함을 검출하기위해 CMFL(Circumferential MFL) PIG를 적용하였고, 결함 주위에 발생한 누설 자속 신호의 크기 및 분포를 3차원 정자계 유한요소법을 이용하여 검출 및 분석하였다. 이러한 검출 신호로부터 길이, 폭, 깊이와 같은 결함의 형상을 판정하는 기법을 제안하였고 이를 CMFL PIG 모의 성능 실험을 통하여 비교 및 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.129-136
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• 2018

대형 용접 구조물에 대한 피로설계 수명의 예측은 일반적으로 Palmgren Miner과 등가손상도 방법 또는 선형누적손상도 방법을 사용한다. 또한 용접 구조물에서 피로 균열이 발생되면 잔존 수명은 S-N 곡선과 선형 파괴역학에 기초하여 예측되고 있다. 본 연구에서는 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열 진전거동과 피로수명을 예측하기 위하여 피로 시험을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열진전해석은 NX NASTRAN 및 FRANC3D를 이용하여 유한요소 해석을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 균열 형상비, 초기균열 크기 및 응력비에 미치는 영향을 검토하기 위하여 피로균열진전 해석을 실시하였다. 또한 초기균열크기, 균열 형상비와 응력비의 변화에 따른 3차원 피로균열진전 해석 결과와 피로시험결과를 비교하였다. 피로균열진전 해석결과, 피로균열 진전속도와 응력확대계수와의 관계에서 피로시험과 유사하게 나타남을 확인하였으며, 면외거셋 용접이음의 피로수명을 추정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.1-6
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• 2013

3차원 균열은 항공기나 압력용기 계통에서 흔히 발견되는 결함중의 하나이다. 균열을 갖는 구조물에 대한 정확한 응력확대계수 해석과 균열성장속도는 파괴강도와 피로수명을 평가하는데 필요로 한다. 3차원 유한요소법은 구조물에 존재하는 표면균열의 응력확대계수를 구하는데 이용되어 진다. 기하모델, 즉 균열을 포함하는 솔리드모델을 정의한 후, 절점이 버켓법에 의해 생성되어 진다. 요소생성은 사변형 솔리드요소를 데라우니 삼각화 기술에 의해 생성하도록 하였다. 시스템의 정확도와 효용성을 체크하기 위해 내압을 받는 원통형용기에 균열이 존재하는 경우의 응력확대계수 해석을 수행하였다. 개발된 시스템을 이용한 해석결과는 ASME 식과 Raju-Newnam식과 비교하여 5%이내의 차이를 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1417-1425
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• 1990

본 연구에서는 취성재료인 유리판이 충격을 받을 때 생기는 크랙패턴 특히, 콘 크랙의 발생 현상을 이론적으로 규명하여 취성재료의 충격파괴방지에 도움이 되게 하고져 하였으며, 판두께방향의 변형을 고려한 제1보에서의 삼차원 동탄성이론에 의한 응력해석방법을 이용하여 충돌점 및 충돌점근방에서의 변형율분포를 해석하였다. 또 한 고속 및 자유낙하 충격시험을 행하여 얻은 크랙의 패턴과 본 이론해석 결과인 변형 률 분포의 수치계산 결과와 비교함으로써 콘 크랙의 발생현상을 3차원 동탄성이론을 이용한 본 충격응력해석 방법에 의한 규명하였다. 변형률 분포의 해석은 국부변형을 고려한 Hertz의 접촉이론과 Lagrange의 고전판 이론을 이용하여 구한 충격하중계수의 크기에 따라 충격하중의 함수근사식을 바꿔가며 해석하였으며 충돌점으로 부터 0.1cm 간격으로 5cm범위까지를 해석하였다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권6호
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• pp.709-719
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• 2001

In particle or short-fiber reinforced composites, cracking of reinforcements is a significant damage mode because the cracked reinforcements lose carrying capacity. This paper deals with elastic stress distributions and load carrying capacity of intact and cracked ellipsoidal inhomogeneities. Three dimensional finite element analysis has been carried out on intact and cracked ellipsoidal inhomogeneities in an infinite body under uniaxial tension and pure shear. For the intact inhomogeneity, as well known as Eshelbys solution, the stress distribution is uniform in the inhomogeneity and nonuniform in the surrounding matrix. On the other hand, for the cracked inhomogeneity, the stress in the region near the crack surface is considerably released and the stress distribution becomes more complex. The average stress in the inhomogeneity represents its load carrying capacity, and the difference between the average stresses of the intact and cracked inhomogeneities indicates the loss of load carrying capacity due to cracking damage. The load carrying capacity of the cracked inhomogeneity is expressed in to cracking damage. The load carrying capacity of the cracked inhomogeneity is expressed in terms of the average stress of the intact inhomogeneity and some coefficients. It is found that a cracked inhomogeneity with high aspect ratio still maintains higher load carrying capacity.

• Advances in concrete construction
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• 제3권2호
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• pp.127-143
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• 2015

Steel fibre reinforced concrete (SFRC) is an anisotropic material due to the random orientation of the fibres within the cement matrix. Fibres under different inclination angles provide different strength contribution of a given crack width. For that the pull-out response of inclined fibres is of great importance to understand SFRC behaviour, particularly in the case of fibres with hooked ends, which are the most widely used. The paper focuses on the numerical modelling of the pull-out response of this kind of fibres from high-strength cementitious matrix in order to study the effects of different inclination angles of the fibres to the load-displacement pull-out curves. The pull-out of the fibres is studied by means of accurate three-dimensional finite element models, which take into account the nonlinearities that are present in the physical model, such as the nonlinear bonding between the fibre and the matrix in the early stages of the loading, the unilateral contact between the fibre and the matrix, the friction at the contact areas, the plastification of the steel fibre and the plastification and cracking of the cementitious matrix. The bonding properties of the fibre-matrix interface considered in the numerical model are based on experimental results of pull-out tests on straight fibres.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제19권1호
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• pp.231-254
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• 1994

Fracture of cusp, on posterior teeth, especially those carious or restored, is major cause of tooth loss. Inappropriate treatments, such as unnecessarily wide cavity preparations, increase the potential of further trauma and possible fracture of the remaining tooth structures. Fracture potential may be directly related to the stresses exerted upon the tooth during masticatory function. The purpose of this study is to evaluate the fracture resistance of tooth, restored with composite resin inlay. In this study, MOD inlay cavity prepared on maxillary first premolar and restored with composite resin inlay. Three dimensional finite element models with eight nodes isoparametric solid element, developed by serial grinding-photographing technique. These models have various occlusal isthmus and depth of cavity, 1/2, 1/3 and 1/4 of isthmus width and 0.7, 0.85 and 1.0 of depth of cavity. The magnitude of load was 474 N and 172 N as presented to maximal biting force and normal chewing force. These loads applied onto ridges of buccal and lingual cusp. These models analyzed with three dimensional finite element method. The results of this study were as follows : 1. There is no difference of displacement between width of occlusal isthmus and depth of cavity. 2. The stress concentrated at bucco-mesial comer, bucco-disal comer, pulpal line angle and the interface area between internal slopes of cusp and resin inlay. 3. The vector of stress direct to buccal and lingual side from center of cavity, to tooth surface going on to enamel. The magnitude of vector increase from occlusal surface to cervix. 4. The crack of tooth start interface area, between internal slop of buccal cusp and resin inlay. It progresses through buccopulpal line angle to cervix at buccomesial and buccodistal comer. 5. The influence with depth of cavity to fracture of tooth was more than width of isthmus. 6. It would be favorable to make the isthmus width narrower than a third of the intercuspal distance and depth of cavity is below 1 : 0.7.

• 콘크리트학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.67-75
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• 2000

It was well recognized that the damages associated mainly with the aging of civil infrastructures were one of very serious problems for assurance of safety and reliability. Recently carbon fiber sheet(CFS) has been widely used for reinforcement and rehabilitation of damaged concrete beam. However, the fundamental mechanism of load transfer and its load-resistant for carbon fiber sheet reinforced concrete are not fully understood. In this study, three point bending test has been carried out to understand the damage progress and the micro-failure mechanism of CFS reinforced mortars. For this purpose, four different types of specimens are used, that is, mortar, steel bar reinforced mortar, CFS reinforced mortar, and steel bar and CFS reinforced morter. Acoustic Emission(AE) technique was used to evaluate the characteristics of damage progress and the failure mechanism of specimens. in addition, two-dimensional AE source location was also performed to monitor crack initiation and propagation processes for these specimens.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제47권6호
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• pp.712-718
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• 2015

Cast duplex stainless steels are susceptible to thermal aging during long-term service at temperatures ranging from $280^{\circ}C$ to $450^{\circ}C$. To analyze the effect of thermal aging on leak-before-break (LBB) behavior, three-dimensional finite element analysis models were built for circumferentially cracked pipes. Based on the elasticeplastic fracture mechanics theory, the detectable leakage crack length calculation and J-integral stability assessment diagram approach were carried out under different bending moments. The LBB curves and LBB assessment diagrams for unaged and thermally aged pipes were constructed. The results show that the detectable leakage crack length for thermally aged pipes increases with increasing bending moments, whereas the critical crack length decreases. The ligament instability line and critical crack length line for thermally aged pipes move downward and to the left, respectively, and unsafe LBB assessment results will be produced if thermal aging is not considered. If the applied bending moment is increased, the degree of safety decreases in the LBB assessment.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권6호
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• pp.363-370
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• 2021

본 연구는 이러한 단점을 보완하기 위해 철근을 대체하여 내산화성과 전기저항이 높은 GFRP 보강근을 적용한 도상슬래브의 최적변수해석을 수행하였다. 철도 궤도슬래브에 적용되는 철근은 열차 운행 중 신호전류의 손실을 일으켜 열차의 안정성을 저해하며, 철근의 부식으로 내구성이 저하될 수 있다. GFRP 보강근의 직경 및 배근 개수 변화가 전체 콘크리트 도상슬래브의 휨강도 및 균열제어에 미치는 영향을 유한요소 변수해석을 통하여 상세분석하였다. 해석 결과, GFRP 보강근의 직경 및 배근을 합리화하여 제안하였으며 이러한 경우 기존 배근보다 더욱 경제적인 단면을 도출할 수 있음을 알 수 있었다. 본 연구로부터 도출된 결과는 향후 GFRP 보강근을 적용하여 도상슬래브를 설계하는 경우 보다 합리적이고 경제적인 단면을 산정할 수 있는 가이드라인이 될 수 있을 것으로 기대된다.