• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.1-6
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• 2004

In this study, the intrinsic static/dynamic fracture toughness of Al 7175=T74 is evaluated from the apparent static/ dynamic toughness of notched specimen, The critical average stress fracture model is suggested to establish the relationship to predict the intrinsic fracture toughness from the apparent fracture toughness of a notched specimen. The critical average stress fracture model is established using the relation between the notch root radius and the effective distance calculated by finite element analysis. Also, effective distance is applied to estimate the failure criterion for the combustion pipe with notch. It is conclude that the true fracture toughness can be estimated from test results of apparent fracture toughness measured by using a notched specimen. Also, the effective In this study, the intrinsic static/dynamic fracture toughness of Al 7175=T74 is evaluated from the apparent static/ dynamic toughness of notched specimen, The critical average stress fracture model is suggested to establish the relationship to predict the intrinsic fracture toughness from the apparent fracture toughness of a notched specimen. The critical average stress fracture model is established using the relation between the notch root radius and the effective distance calculated by finite element analysis. Also, effective distance is applied to estimate the failure criterion for the combustion pipe with notch. It is conclude that the true fracture toughness can be estimated from test results of apparent fracture toughness measured by using a notched specimen. Also, the effective distance can be used to evaluate the failure criterion of structure with notch.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권6호
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• pp.19-25
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• 2021

This paper presents a method that uses the stress failure criteria to predict the tensile failure strength of open-hole laminates with stress concentrations. The composite material used in this study corresponds to a 177 ℃ cured, carbon/epoxy unidirectional tape prepreg. The results obtained by testing ten different laminates were compared and analyzed to verify the tensile strength of the open-hole laminates predicted using the proposed stress failure criteria. The findings of this study confirm that the tensile strength predictions performed using the proposed method are generally accurate, except in cases involving highly soft laminates (10% of 0° ply).

• 한국해양공학회지
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• 제25권3호
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• pp.53-65
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• 2011

This is the third of several companion papers dealing with the derivation of material constants for ductile failure criteria under hydrostatic stress. It was observed that the ultimate engineering stresses and elongations at fracture from tensile tests for round specimens with various notch radii tended to increase and decrease, respectively, because of the stress triaxiality. The engineering stress curves from tests are compared with numerical simulation results, and it is proved that the curves from the two approaches very closely coincide. Failure strains are obtained from the equivalent plastic strain histories from numerical simulations at the time when the experimental engineering stress drops suddenly. After introducing the new concept of average stress triaxiality and accumulated average strain energy, the material constants of the Johnson-Cook failure criterion for critical energies of 100%, 50%, and 15% are presented. The experimental results obtained for EH-36 steel were in relatively good agreement with the 100% critical energy, whereas the literature states that aluminum fits with a 15% critical energy. Therefore, it is expected that a unified failure criterion for critical energy, which is available for most kinds of ductile materials, can be provided according to the used materials.

• Geomechanics and Engineering
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• 제11권3호
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• pp.439-455
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• 2016

This paper presented solutions of displacement and stress for a circular opening which is reinforced with grouted rock bolt. It satisfies the Mohr-Coulomb (M-C) or generalized Hoek-Brown (H-B) failure criterion, and exhibits elastic-brittle-plastic or strain-softening behavior. The numerical stepwise produce for strain-softening rock mass reinforced with grouted rock bolt was developed with non-associative flow rules and two segments piecewise linear functions related to a principle strain-dependent plastic parameter, to model the transition from peak to residual strength. Three models of the interaction mechanism between grouted rock bolt and surrounding rock proposed by Fahimifar and Soroush (2005) were adopted. Based on the axial symmetrical plane strain assumption, the theoretical solution of the displacement and stress were proposed for a circular tunnel excavated in elastic-brittle-plastic and strain-softening rock mass compatible with M-C or generalized H-B failure criterion, which is reinforced with grouted rock bolt. It showed that Fahimifar and Soroush's (2005) solution is a special case of the proposed solution for n = 0.5. Further, the proposed method is validated through example comparison calculated by MATLAB programming. Meanwhile, some particular examples for M-C or generalized H-B failure criterion have been conducted, and parametric studies were carried out to highlight the influence of different parameters (e.g., the very good, average and very poor rock mass). The results showed that, stress field in plastic region of surrounding rock with considering the supporting effectiveness of the grouted rock bolt is more than that without considering the effectiveness of the grouted rock bolt, and the convergence and plastic radius are reduced.

• 터널과지하공간
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• 제25권3호
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• pp.231-243
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• 2015

본 연구에서는 최근 재개발되고 있는 정선지역의 철광산에서 현장 초기지압 시험과 수많은 암석 실내시험을 실시하였다. 본 광산의 측압계수는 심도가 깊어질수록 작아지는 경향을 보였으며 평균값은 1.10으로 나타났다. 본 광산에 주로 분포하는 네 가지 암종인 백운암, 규장암, 화강암, 철광석에 대한 실내시험을 통해 암석의 단위중량, 공극률, 흡수율, 탄성파속도, 일축압축강도, 영률, 포와송비, 인장강도, 쇼어경도, 내부마찰각, 점착력 등의 각종 역학적 특성을 조사하였다. 실내시험 결과의 통계분석을 통해 암종별 물성을 비교하였고 물성 상호간의 관련성을 검토하였는데, 철광석보다는 규장암이나 화강암의 강도특성이 더 컸으며 암석 물성 간의 일반적인 상관관계와는 반대되는 현상도 발견되었다. 또한 Mohr-Coulomb 파괴조건과 Hoek-Brown 파괴조건을 적용하여 네 가지 암석의 파괴조건을 해석하였다.

• Computers and Concrete
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• 제1권4호
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• pp.417-432
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• 2004

An analytical model which can simulate the post-cracking nonlinear behavior of reinforced concrete (RC) members such as bars and panels subject to uniaxial and biaxial stresses is presented. The proposed model includes the description of biaxial failure criteria and the average stress-strain relation of reinforcing steel. Based on strain distribution functions of steel and concrete after cracking, a criterion to consider the tension-stiffening effect is proposed using the concept of average stresses and strains. The validity of the introduced model is established by comparing the analytical predictions for reinforced concrete uniaxial tension members with results from experimental studies. In advance, correlation studies between analytical results and experimental data are also extended to RC panels subject to biaxial tensile stresses to verify the efficiency of the proposed model and to identify the significance of various effects on the response of biaxially loaded reinforced concrete panels.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.599-606
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• 2003

An analytical model which can simulate the post-cracking nonlinear behavior of reinforced concrete (RC) members such as bars and panels subjected to uniaxial and biaxial tensile stresses is presented. The proposed model includes the description of biaxial failure criteria and the average stress-strain relation of reinforcing steel. Based on strain distribution functions of steel and concrete after cracking, average response of an embedded reinforcement, a criterion to consider the tension-stiffening effect is proposed using the concept of average stresses and strains. The validity of the introduced model is established by comparing the analytical predictions for reinforced concrete tension members with results from experimental studies. Finally, correlation studies between analytical results and experimental data from biaxial tension test are conducted with the objective to establish the validity of the proposed models and identify the significance of various effects on the response of biaxially loaded reinforced concrete panels.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.5-19
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• 2019

암반으로 구성되어 있는 급경사($65^{\circ}{\sim}85^{\circ}$)비탈면이 장기간 안정한 상태로 유지되고 있는 자연현상을 고려할 때, 설계 및 초기 시공 단계에서 위와 유사한 지반 상태로 이루어진 깎기 암반비탈면에 대해 1:0.5(발파암 경사 기준)보다 급한 경사를 적용할 수 있을 것이다. 급경사로 설계 가능한 양호한 연속체 암반비탈면의 안정성을 검토하는 과정에서, 설계실무 측면에서 범용적인 암반강도정수 산정방법이 필요하게 되었다. Hoek 등(2002)이 수정 보완하여 발표한 Hoek-Brown 파괴기준과 GSI분류는 불연속구조의 영향을 충분히 고려한 암반특성화 시스템으로 평가되었으며, 응력변화에 따라 등가 Mohr-Coulomb 강도정수(등면적법)를 산출하는 방법을 제안하였다. 비탈면에서는 등가 M-C 강도정수가 최대구속응력(${{\sigma}^{\prime}}_{3max}$ 또는 수직응력)변화에 따라 민감하게 변화하므로 실무적으로 활용하기에 어려운 점이 있다. 이 연구에서는 양호한 연속체 암반비탈면에 대해 최대구속응력 범위이내에서 범용적으로 적용할 수 있는 강도정수산정방법(등각분할법)을 H-B 파괴기준을 응용하여 제안한다. 등각분할법 강도정수(A)의 타당성 및 적용성을 평가하기 위해, 연구대상 암반비탈면을 기존 실시설계 현장 인근에 있는 급경사 비탈면에서 암석종류별(화성암, 변성암, 퇴적암)로 선정하고, Hoek이 제시한 등가 M-C 강도정수(등면적법)들과 비교 분석하였다. 등면적법 및 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 기본적인 자료인 기존 실시설계 현장의 실내 암석 삼축압축시험과 연구대상 암반비탈면의 불연속구조의 특성조사(Face Mapping)를 통해 RocLab 프로그램(H-B 파괴기준을 기본으로 전산화된 지반정수 산정 소프트웨어)을 활용하여 산정하였다. 산정된 등면적법 등가 M-C 강도정수는 상호 연동되어 점착력과 내부마찰각이 아주 크거나($45^{\circ}$ 이상) 작게 나타났다. 등각분할법 등가 M-C 강도정수는 등면적법 등가 M-C 강도정수의 중간 정도이며, 내부마찰각은 $30^{\circ}{\sim}42^{\circ}$의 범위를 보인다. 연구대상 암반비탈면의 등각분할법 강도정수(A)와 기존 실시 설계 현장에서 연구대상 암반비탈면과 유사한 암반상태(동일 등급 RMR)에 적용한 강도정수(B)와 비교 분석하고, 이 지반정수들로 적용한 비탈면 안정해석(한계평형해석과 유한요소해석) 결과를 통해 제안한 등각분할법의 적용성을 간접적으로 평가하였다. A와 B의 강도정수 차이는 10% 정도이다. 한계평형해석 결과(우기 기준), A적용 안전율(Fs)=14.08~58.22(평균 32.9), B적용 안전율(Fs)=18.39~60.04(평균 32.2)이며, 각 동일한 암석종류에 따라 상호 유사하게 나타났다. 유한요소 해석 결과, A적용 변위=0.13~0.65mm(평균 0.27mm), B적용 변위=0.14~1.07mm(평균 0.37mm)으로 매우 유사하다. H-B 파괴기준을 응용하여 등각분할법으로 산출한 지반 정수를 실무적인 전단강도로 적용할 수 있는 적용성 평가에서 유의미한 결과를 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.9-20
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• 2019

국내에서의 지진과 같은 자연재해의 발생횟수가 증가하고 있다. 이에 따라 재해, 재난 환경에 적합한 임시거주공간 혹은 피난시설의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 경량 복합패널을 이용하여 기존 피난시설과는 차별화된 구호주거를 제작하고자 하였다. 이를 위해 경량 복합패널에 대한 구조적 성능을 검증하고자 하였으며, 패널에 대한 성능 시험 방법 중 ASTM E72 기준에 따른 면내 전단 강도 실험을 진행하였다. 실험 결과, 각 실험체가 면내 하중을 받을 때의 최대하중을 알아내었다. 모든 실험체는 가력 부분의 패널이 찢어지면서 실험이 종료되었다. 실험체의 초기 강성은 계산을 통해 예측한 강성과 일치하였다. 하지만 패널의 특성인 국부적인 찌그러짐과 찢어짐으로 인해 강성저하와 최종파괴가 발생하였다. 개구부가 있는 실험체들은 개구부의 위치와 형태에 따라 기본 실험체와 강성과 강도에서 차이를 보였다. 또한 모든 실험 결과를 종합하여 패널이 받는 최대하중과 힘을 받는 면적이 비례한다는 것을 확인하였다. 이를 통해 실험체들의 극한전단응력을 계산하였으며, 평균 극한전단응력을 산정하였다. 경량 복합패널의 평균 극한전단응력은 $0.047N/mm^2$이며, 이 값을 통해 패널의 면적에 따른 허용하중을 합리적으로 예측할 수 있는 근거를 제시하였다.