• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.583-590
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• 2016

본 논문은 강형식 기반의 MLS 차분법에 Rayleigh 감쇠효과를 적용한 동적균열진전 해석기법을 제시한다. Rayleigh 감쇠 효과가 반영된 동적 평형방정식과 구성방정식을 도출하고, MLS 미분근사식을 이용하여 지배방정식들을 이산화하였다. 평형방정식뿐만 아니라 구성방정식에서도 감쇠효과를 적절하게 고려하여 기존의 무요소 강정식화 기법에서 고려하지 못했던 비례감쇠 알고리즘을 구현하였다. 시간관련 항을 포함한 동적 평형방정식은 중앙차분법(central difference method)을 이용하여 시간적분 하였고, 속도에 대한 차분식을 lagging시켜 이산화 방정식을 간소화시켰다. 균열의 기하학적 특성은 표면력 '0'인 자연경계 조건을 균열면에 놓인 절점들에 부과하여 묘사하였으며, 균열성장으로 인해 해석단계마다 변하는 절점의 생성 및 이동 효과를 계방정식 구성에 반영하였다. 단일균열과 다중균열을 갖는 수치예제를 통해서 제안된 수치기법의 정확성을 검증하였으며, 비례감쇠 효과의 고려가 동적균열진전 해석결과에 미치는 영향을 보였다.

• 한국안전학회지
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• 제21권3호
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• pp.114-121
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• 2006

As one of the serviceability limit states, the prediction and control of crack width in reinforced concrete bridges or PSC bridges are very important for the design of durable structures. However, the current bridge design specifications do not provide quantitative information for the prediction and control of crack width affected by the initiation and propagation of corrosion. Considering life span of concrete bridges, an improved control equation about the crack width affected by time-dependent general corrosion is proposed. The developed corrosion and crack width control models can be used for the design and the maintenance of prestressed and non-prestressed reinforcements by varying time, w/c, cover depth, and geometries of the sections. It can also help the rational criteria for the quantitative management and the prediction of remaining life of concrete structures.

• 한국추진공학회지
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• 제16권6호
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• pp.79-84
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• 2012

창이 있고 밀폐되어있는 시험챔버를 사용하여 고속가압에 의한 고체추진제의 균열진전시험을 수행하였다. 고체추진제 예균열 시험편은 시험챔버내에 설치되고, 축압기 내에 고압으로 축적된 질소가스는 고속가압을 위해 가압밸브를 통해 시험챔버를 가압한다. 시험챔버 내의 압력이 설정압력에 도달하게 되면 가압밸브는 닫히고 배기밸브를 통해 시험챔버는 감압이 된다. 본 논문에서는 시험결과로부터 시간에 따른 시험챔버압력을 나타내는 압력-시간 선도를 얻었으며, 선도로부터 가압비(${\Delta}P/{\Delta}t$)를 계산하였다. 3가지 가압비 64.34, 73.86, 85.44 MPa/s 에 대한 시험을 수행하였으며, 가압비에 따른 균열진전 길이를 측정하였다. 또한 고속 디지털카메라촬영을 통해 균열진전과정을 분석하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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• pp.539-544
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• 2012

창이 있고 밀폐되어있는 시험챔버를 사용하여 고속압력하중부가에 의한 고체추진제의 균열진전시험을 수행하였다. 고체추진제 예균열 시험편은 시험챔버내에 설치되고, 고속압력하중을 부가하기 위해 어큐뮬레이터 내에 고압으로 축적된 질소가스를 가압밸브를 통해 시험챔버 내에 가압하였으며, 시험챔버내의 압력이 설정압력에 도달하게 되면 가압밸브는 닫히고 배기밸브를 통해 시험챔버는 감압이된다. 시험결과로부터 시간에 따른 시험챔버압력을 나타내는 압력-시간 선도를 얻었으며, 선도로부터 가압비(${\Delta}P/{\Delta}t$)를 계산하였다. 3가지 가압비 64.34, 73.86, 85.44 MPa/s 에 대한 시험을 수행하였으며, 가압비에 따른 균열진전길이가 측정되었다. 또한 고속 디지털카메라촬영을 통해 균열진전과정을 분석하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.529-537
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• 2021

LNG 운반선은 선체와 화물창이 일체형인 멤브레인 타입을 적용한 대형선을 중심으로 건조되어 왔으나, 최근 친환경 연료인 LNG의 수요 증가 및 LNG 벙커링 인프라 확대로, 중소형 운반선에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 중소형 LNG 운반선에 IMO B 형식 탱크를 적용하고 설계의 안정성 및 적합성을 검증하는 것을 목표로 하였고, B 형식 탱크를 적용하는 경우 필수적으로 수반되는 파괴역학 기반의 균열 진전 해석 및 가스 누출을 대비하여 설치되는 부분 2차 방벽의 크기의 결정을 위한 내용을 소개하였다. LNG 운반선 적용에 적용되는 국제 규정인 IGC 코드를 이용하여 설계 수명동안 균열 진전 해석에 적용될 응력 분포를 산정하는 방법을 제시하였고, Paris 법칙과 British Standard 7910 (BS 79110) 기반의 균열 진전 해석 프로그램을 개발하여 표면 균열 진전 해석을 수행하였다. 다음으로 2차 방벽의 크기를 결정하기 위하여, 초기 관통 균열의 크기를 가정할 수 있는 방법론을 제시하고, 균열 감지 후 회항 가능 기간인 15일 동안의 관통 균열 진전 해석을 수행하여 국제 규정에서 요구하는 B 형식 화물 탱크의 안정성 및 적합성을 검증하였다. 더 정확한 피로 균열 진전 해석을 위하여 코드 기반에 더하여 직접 해석을 통한 해석 절차 개발 및 검증이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집 - 한국공작기계학회
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• pp.373-378
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• 2000

The heat resistant material, in service, may experience static loading, cyclic loading, or a combination of two. An experimental study of crack growth behavior of STS 316L austenitic stainless steel under fatigue, and creep-fatigue loading conditions were carried out on compact tension specimens at various tensile hold times. In the crack growth experiments under hold times. In the crack growth experiments under hold time loading conditions, tensile hold times were ranged from 5 seconds to 100 seconds and its behavior was characterized using the $\Delta$K parameter. The crack growth rates generally increase with increasing hold times. However in this material, the trend of crack growth rates decreases with increasing hold times for short hold time range relatively. It is attributed to a decline in the cyclic crack growth rate as a result of blunting at the crack tip by creep deformation. The effect of grain size on the creep behavior of STS 316L was investigated. Specimens with grain size of 30, 65 and 125${\mu}{\textrm}{m}$ were prepared through various heat treatments and they were tested under various test conditions. The fracture mode of 316L changed from transgranular to intergranular with increasing grain size.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.44-45
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• 2014

On this study, initial crack index was evaluated by performing FEM analysis to crack propagation from hydration heat for development of precast concrete. On the result, as increased the usage of hardening accelerator, initial compressive strength were improved and setting time also was shortened. Additionally, central temperature of concrete was increased, the reaching time for the highest temperature could be shortened. By the result to assess crack index, there was no problem about crack despite of growth of initial high hydration heating. This result guessed because of small size element when analyzed trough FEM, realization for mass concrete's crack index should be performed.

• Fibers and Polymers
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• 제5권4호
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• pp.259-263
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• 2004

Rubber-modified epoxy resins have been employed as adhesive and matrix materials for glass and corbon-fiber composites. The behavior of fracture around a crack tip for rubber-modified epoxy resin is investigated through the acoustic emission (AE) analysis of compact tension specimens. Damage zone and rubber particles distributed around a crack tip were observed by a polarized optical microscope and an atomic force microscope (AFM). The damage zone in front of pre-crack tip in rubber-modified specimen $(15wt\%\; rubber)$ began to form at about $13\%$ level of the fracture load and grew in size until $57\%$ load level. After that, the crack propagated in a stick-slip manner. Based on time-frequency analysis of AE signals and microscopic observation of damage zone, it was thought that AE signals with frequency bands of 0.15-0.20 MHz and 0.20­0.30 MHz were generated from cavitation in the damage zone and crack propagation, respectively.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2003년도 추계학술대회 논문집(II)
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• pp.557-562
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• 2003

The responses of the floor system of a railway bridge are investigated for fatigue life prediction of damaged members using fracture mechanics approach. Numerical analysis of the structure is performed in order to see the influence of track-structure interaction and continuity of the truss connection on the response of the bridge members. Fatigue crack growth analysis is carried through equivalent stress obtained from time-history analysis. The results of time-history analysis agree with measured responses. The fatigue propagation life increases as the curvature in the coped stringer increases.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권6호
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• pp.703-712
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• 2017

The composite blades of offshore wind turbines accumulate structural damage such as fatigue cracking due to harsh operation environments during their service time, leading to premature structural failures. This paper investigates various fatigue crack models for reproducing crack development in composite blades and proposes a stochastic approach to predict fatigue crack evolution and to analyse failure probability for the composite blades. Three typical fatigue models for the propagation of fatigue cracks, i.e., Miner model, Paris model and Reifsnider model, are discussed to reproduce the fatigue crack evolution in composite blades subjected to cyclical loadings. The lifetime probability of fatigue failure of the composite blades is estimated by stochastic deterioration modelling such as gamma process. Based on time-dependent reliability analysis and lifecycle cost analysis, an optimised maintenance policy is determined to make the optimal decision for the composite blades during the service time. A numerical example is employed to investigate the effectiveness of predicting fatigue crack growth, estimating the probability of fatigue failure and evaluating an optimal maintenance policy. The results from the numerical study show that the stochastic gamma process together with the proper fatigue models can provide a useful tool for remaining useful life predictions and optimum maintenance strategies of the composite blades of offshore wind turbines.