• 제목/요약/키워드: crack mapping

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체적비가 $SiC_{p}$/AL 복합재료의 기계적 및 피로균열진전 특성에 미치는 영향 (Effect of Volume Fraction on Mechanical and Fatigue Crack Growth Properties of SiC Particle Reinforced AL Alloy Composites)

  • 권재도;안정주;문윤배
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권4호
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    • pp.1301-1308
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    • 1996
  • In order to save the energy and protect the environment, it were studied about ecomaterials with the developed countries as central figure. In the Metal Matrix Composites(MMCs), this trends appeared the development of the MMCs which had excellent mechanical properties in spite of the low volume fraction of reinforcement. Therefore, in this study, fatigue crack growth test, tensile and hardness test were conducted in order to investigate the mechanical and fatigue properties of 5 %, and 10 % $SiC_{p}$/Al composites. As the results, in the tensile and hardness test, tensile strength and hardness increased but fatigue crack growth rate decreased with $SiC_{p}$/Al volume fraction. And in the view of fatigue failured surface through the SEM, fatigue crack initiated around the SiC particle and in low $\Delta{K}$ regions, fatigue creck detoured the SiC particle but crack propagated through the SiC particle in the high $\DeltaK$ regions.

통합 이미지 처리 기술을 이용한 콘크리트 교량 균열 탐지 및 매핑 (Crack Inspection and Mapping of Concrete Bridges using Integrated Image Processing Techniques)

  • 김병현;조수진
    • 한국안전학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.18-25
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    • 2021
  • In many developed countries, such as South Korea, efficiently maintaining the aging infrastructures is an important issue. Currently, inspectors visually inspect the infrastructure for maintenance needs, but this method is inefficient due to its high costs, long logistic times, and hazards to the inspectors. Thus, in this paper, a novel crack inspection approach for concrete bridges is proposed using integrated image processing techniques. The proposed approach consists of four steps: (1) training a deep learning model to automatically detect cracks on concrete bridges, (2) acquiring in-situ images using a drone, (3) generating orthomosaic images based on 3D modeling, and (4) detecting cracks on the orthmosaic image using the trained deep learning model. Cascade Mask R-CNN, a state-of-the-art instance segmentation deep learning model, was trained with 3235 crack images that included 2415 hard negative images. We selected the Tancheon overpass, located in Seoul, South Korea, as a testbed for the proposed approach, and we captured images of pier 34-37 and slab 34-36 using a commercial drone. Agisoft Metashape was utilized as a 3D model generation program to generate an orthomosaic of the captured images. We applied the proposed approach to four orthomosaic images that displayed the front, back, left, and right sides of pier 37. Using pixel-level precision referencing visual inspection of the captured images, we evaluated the trained Cascade Mask R-CNN's crack detection performance. At the coping of the front side of pier 37, the model obtained its best precision: 94.34%. It achieved an average precision of 72.93% for the orthomosaics of the four sides of the pier. The test results show that this proposed approach for crack detection can be a suitable alternative to the conventional visual inspection method.

편심 경사균열 을 가진 판 이 순수굽힘 을 받는 경우의 응력확대계수 (Stress Intensity Factors of a Sheet with an Eccentrically Inclined Crack Subjected to Pure Bending)

  • 최선호;조상봉
    • 대한기계학회논문집
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    • 제9권1호
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    • pp.18-23
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    • 1985
  • 본 논문에서는 편심 경사진 균열을 가진 판이 순수굽힘을 받는 경우에 등각사 상함수를 발견하고 등각사상법에 의한 복소응력함수를 사용하여 응력확대계수의 근사 이론식을 구하고 광탄성 실험을 통하여 비교 고찰하였다.

가지친 표면크랙의 응력확대계수 (Stress Intensity Factors for Branched Edge Cracks)

  • 구인회
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.257-264
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    • 1986
  • 무한평판에 묻혀진 크랙에 대한 응력확대계수를 결정하는 전위분포법을 반무한 평판에서의 표면크랙에 확장 적용하였다. 이를 위해 반평면에서의 전위응력의 기본 해가 간단한 복소수 응력함수형태로 얻어졌다. 평형을 이루는 절편적인 분포로부터 응력확대의 계수를 계산하는 새로운 방식을 제안하였으며, 수직표면 크랙과 묻혀진 경사크랙에 대한 기존해와 이 방법의 결과가 상호 비교되었다. 경사진 표면크랙에 대한 계산결과는 유한평판에서의 기존하는 Mapping Collocation 해석과 비교되어 좋은 일치를 보여 주었다. 구부러진 크랙과 대칭으로 가지친 크랙에 대해서는 표면크랙과 묻혀진 크랙사이에 상당한 차이가 있음이 나타났다.

유한요소 변위값을 이용한 인장하중 판재 균열선단 주위의 응력분포 해석 (Stress Distribution in the Vicinity of a Crack Tip in a Plate under Tensile Load Using Displacement Data of Finite Element Method)

  • 백태현
    • 한국정밀공학회지
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    • 제25권10호
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    • pp.84-91
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    • 2008
  • Due to the complexity of the engineering problems, it is difficult to obtain directly the stress field around the crack tip by theoretical derivation. In the paper, the hybrid method is employed to calculate full-field stress around the crack tip in uni-axially leaded finite width tensile plate, using the displacement data of given points calculated by finite element method as input data. The method uses complex variable formulations involving conformal mappings and analytical continuity. In order to accurately compare calculated fringes with experimental ones, both actual and reconstructed photoelastic fringe patterns are two times multiplied and sharpened by digital image processing. Reconstructed fringes by hybrid method are quite comparable to actual fringes. The experimental results indicate that Mode I stress intensity factor analyzed by the hybrid method are accurate within a few percent compared with ones obtained by empirical equation and finite element analysis.

Influence of loading rate on flexural performance and acoustic emission characteristics of Ultra High Performance Concrete

  • Prabhat Ranjan Prem;Vignesh Kumar Ramamurthy;Vaibhav Vinod Ingle;Darssni Ravichandran;Greeshma Giridhar
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제89권6호
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    • pp.617-626
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    • 2024
  • The study investigated the behavior of plain and fibered Ultra-High Performance Concrete (UHPC) beams under varying loading conditions using integrated analysis of the flexure and acoustic emission tests. The loading rate of testing is -0.25 -2 mm/min. It is observed that on increasing loading rate, flexural strength increases, and toughness decreases. The acoustic emission testing revealed that higher loading rates accelerate crack propagation. Fiber effect and matrix cracking are identified as significant contributors to the release of acoustic emission energy, with fiber rupture/failure and matrix cracking showing rate-dependent behavior. Crack classification analysis indicated that the rise angle (RA) value decreased under quasi-static loading. The average frequency (AF) value increased with the loading rate, but this trend reversed under rate-dependent conditions. K-means analysis identified distinct clusters of crack types with unique frequency and duration characteristics at different loading rates. Furthermore, the historic index and signal strength decreased with increasing loading rate after peak capacity, while the severity index increased in the post-peak zone, indicating more severe damage. The sudden rise in the historic index and cumulative signal strength indicates the possibility of several occurrences, such as the emergence of a significant crack, shifts in cracking modes, abrupt failure, or notable fiber debonding/pull-out. Moreover, there is a distinct rise in the number of AE knees corresponding to the increase in loading rate. The crack mapping from acoustic emission testing aligned with observed failure patterns, validating its use in structural health monitoring.

하이브리드 기법에 의한 경사균열 팁 주위의 광탄성 응력장 해석 (Analysis of Photoelastic Stress Field Around Inclined Crack Tip by Using Hybrid Technique)

  • 첸레이;서진;이병희;김명수;백태현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권9호
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    • pp.1287-1292
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    • 2010
  • 본 연구에서는 균열선단 주위의 응력장을 균열선단으로부터 떨어진 일직선상에서 유한요소법에 의해 계산된 광탄성 등색프린지 차수와 급수형 등각사상 맵핑함수를 이용하여 해석하였다. 해석된 광탄성 응력장을 실제의 광탄성프린지와 비교하였다. 정성적인 비교가 용이하도록 디지털 영상처리에 의해 등색프린지 패턴을 2 배로 증식시키고, 증식된 프린지를 다시 세선처리하여 서로 비교하였다. 유한요소법으로 계산된 프린지 차수를 이용한 하이브리드 응력장 해석에 의해 계산된 프린지와 광탄성 실험에 의한 실제의 프린지를 정성적이고 정량적인 비교를 하였다. 입력된 변위와 계산된 변위의 퍼센트 오차는 18 개의 데이터 모두 6.0% 이하로 서로 일치하였다. 또한 하이브리드 기법에 의한 정규화시킨 응력확대계수 $K_I$$K_{II}$는 유한요소법과 경험식으로 계산된 값에 근접하였다.

원공(圓孔)을 갖는 유한판(有限板)의 응력집중(應力集中)에 대한 P-Version 모델 (P-Version Model of Stress Concentration Around a Circular Hole in Finite Strips)

  • 우광성;이채규;윤영필
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권4_1호
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    • pp.1-8
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    • 1992
  • 면내거동과 휨거동을 받는 원형구멍을 갖는 유한평판에서 원형구멍 주위의 응력을 모델링하기 위해 p-version 유한요소법이 제시되었으며, 또한 동일한 문제로써 원형구멍으로부터 발생된 균열해석을 위해 균열확장법이 사용되었다. 적분형 르장드르함수에 기초한 p-version 유한요소법이 원형구멍 주위의 응력경사가 심한 기하형상을 모델링하는데 적합함을 보여준다. 한편, 원형 경계조건을 표현하는데 이산화오차를 피하기 위해 초유한사상기법이 사용되었다. 앞에서 제시된 방법을 통한 수치해석 결과는 Nisida, Howland, Newman 등의 실험 및 이론결과와 종래의 유한요소법에 의한 수치해석결과와 비교하여 우수한 값을 보여 주고 있다.

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음향방출과 초음파 C-scan을 이용한 AISI 4130 균열재의 파괴거동 연구 (Fracture Behavior of Pre-cracked AISI 4130 Specimens by Means of Acoustic Emission and Ultrasonic C-scan Measurements)

  • 옹장우;문순일;정현조
    • 비파괴검사학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.7-13
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    • 1993
  • AISI 4130 금속재를 사용한 균열 컴팩터 인장시편의 파괴거동이 음향방출(AE) 및 초음파 C-scan을 이용하여 조사되었다. 모든 시편들을 특정 수준의 하중까지 증가시키면서, 크랙 개구변위 (COD)와 더불어 여러가지의 음향방출 인자들을 얻었다. 크랙 선단의 크랙 개구변위와 손상(소성)역을 계산하기 위하여 탄소성 유한요소 해석이 수행되었다. 펄스-반사, 침수형으로한 초음파 C-scan은 손상역 크기와 상사시키기 위하여 행해졌다. 유한요소 해석 결과와 측정된 크랙개구변위는 만족할 정도로 일치하였다. 음향방출 결과에서, 시험시편들은 연성거동을 나타내었다. 총 사상수대 크랙 개구변위의 기울기는 크랙 개시점을 결정하는 데에 유용하였다. 예비 시험적인 C-scan 화상은 손상역의 초음파 진폭변화를 보여주었고, 손상역의 형상 및 크기가 유한요소 결과와 정성적으로 부합되었다. 손상역 크기에 관한 추가적인 연구가 요약되었다.

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철근콘크리트 구조물의 열화 진단시스템 개발 - 열화요인 진단을 중심으로 - (Development of Deterioration Diagnosis System for the R/C Structures - Mainly on Cause of Deterioration -)

  • 이장화;박홍석;유영찬;김도겸;송영철
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1994년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.243-248
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    • 1994
  • The purpose of this study is to develop Deterioration Diagnosis System for the Reinforced Concrete Structure which can be used preliminary in determining the factors causing deterioration by simple inspection and mapping of the indicators of deterioration. Total 29 items compromising material, structural and constructional factors causing deterioration were considered in this system. Also the indicators of deterioration were subdivided into 54 items such as concrete crack pattern and steel corrosion etc. Each indicator of deterioration was quantatified by allocating and giving grade to each item which has extra weight according to its conscquence. Satisfactory results were obtatined by applying this Diagnosis system to the indicators of deterioration in ref. [3]. Further research was required on the indicators of deterioration in construction site to enhance the field applicability of this system.

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