• 한국기계가공학회지
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• 제20권7호
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• pp.8-14
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• 2021

Even welds that have passed non-destructive testing in the case of brittle crack arrest steel materials will actually have very fine weld defects. Based on studies showing that these defects adversely affect the structure if subjected to a certain period of load, the following conclusions were obtained by conducting CTOD tests on welding joints of high-strength BCA materials, structures comprising the upper decks of a large container vessel. First of all, the fatigue pre-cracking in the weld metal and heat affected areas was tested and the behavior was identified. Both parts of the welding joint are allowable range for the class regulations. In addition, CTOD results showed that the CTOD value in the heat affected area was more than 0.5 times higher than in the weld metal area.

• 기계저널
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• 제16권4호
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• pp.41-48
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• 1976

재료의 피로문제에 대해서는 꽤 오래 전부터 많은 연구가 이루어져왔고, 피로의 현상파악에서부 터 피로이론의 구명, 나아가서는 실제문제로서의 피로설계, 피로수명예측 등에 기여한 업적은 아 주 크다 하겠다. 그러나 종래의 피로문제연구의 방향이, S-N 곡선에서 얻어지는 피로한계강도 (더 정확한 표현으론 피로파괴한계강동)에 바탕을 두고, 정력확적인 설계관례인 안전계수의 도입 을 빌려, 피로강도를 실용화할려는 선에서 이루어져 왔다고 보겠다. 재료의 피로한계강도란, 그 정의로 미루어, 다분히 정적으로는 극한강도 또는 피로강도의 개념에 견주어 질 수 있는 공칭응 력으로써 탄성학적으로 해석될 수도 없고, 다만 탄역성이론의 개념을 바탕으로 근사해석례만이 허용되고 있을 뿐이다. 재료에는 소위 평활재이건 절결재이건 간에 또 검출여부에 관계없이, 내외 부에 대소각종의 결함이나 역학적 불연속부가 잠재해있음은 이미 공지의 사실이며, 이들 결합, 불 연속부등이 외하중하에서 응분의 응력집중원이 되어 재료를 전반적인 파괴로 몰고 갈 수 있다 함 도, 또한 이러한 역학적거동이 피로파괴에 까지 확장해석될 수 있을 것이란 것도 이미 잘 알려져 있는 터이라 하겠다. 재료내외부의 제결합을 응력집중이 극대인 crack로 대체해서 외하중하에서 의 응력장거동을 해석한 선형탄성파괴역학(LEFM)은, 바로 이러한 실제재료의 강도설계에 보다 큰 정확성을 부여한 방법론적 학문이라 하겠고, 나아가서는 재료의 파괴기구를 파헤치는데 진일 보적인 역학적인 수법이라 하겠다. 취성파괴, 연성파괴에 바탕을 둔 파괴역학(LEFM)을 피로파괴 에 적용시키는 데는 상당한 문제점들을 수반할 것임은 충분히 인지되나, 제한된 경계조건하에서 의 적용 예는 종래의 어떤 방법에 의한 것 보다도 피로강도설계, 안전사용 피로수명예측 등에 획기적인 진전을 보여주고 있다. 파괴역학은 crack 재의 강도학이고, 더 구체적으로 음력학대계수 (stress intensity factor) K 또는 이와 연연되는 parameter 인 strain energy release rate(G), crack-tip plactic zone size r$_{p}$,.rho., crack-tip opening displacement .phi., strain intensity 등을 쓰는 재료강도학이기 때문에, 이 수법을 피로파괴에 적용시킴은, 종래의 공칭응력으로 피로 문제를 다루던 방법과는 판이하다 하겠다. 본고에선 파괴역학의 관점에서 피로구열의 안정성장을 논하고, 과거 10여년간의 피로 crack문제에 대한 연구방법, 실험방법 등을 소개하는 방향으로 고 를 진행시켜 나가겠다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권3호
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• pp.179-187
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• 1997

콘크리트는 여러 구성 성분들이 불규칙적인 배열을 이루어 형성된 복합재료이지만, 과거에는 이 재료를 하나의 단종재료로 간주하여 해석하였기 때문에, LEFM에서 사용되는 파괴인성계수만으로는 콘크리트의 파괴역학적 접근이 어렵다는 것 이외에는 파괴인성계수들의 크기의존성에 대한 이유라든가, 실험을 통해서 관측된 구조물 두께 방향으로의 서로 다른 깊이의 균열 진행 현상에 대해서는 설명하기가 어려웠다. 따라서 본 연구는 콘크리트를 하나의 복합재료로써 각각의 구성요소들이 차지하고 있는 체적비 및 배열상의 효과를 고려하여 복합재료의 파괴거동을 해석하고, 구성재료의 수와 파괴인성계수와의 상관관계를 분석하였다. 각각의 구성요소들을 연립변형모드( SD mode)로 배열시킨 조건에서 복합재료역학개념에 입각하여 해석한 결과, 일반적으로 실험이나 비선형파괴역학 해석과 같이 하중-변위곡선 상단부에서 비선형 거동이 관측되었다. 또한 임계응력확대계수( $K_IC$)나 파괴에너지($G_r$)는 구성원의 수나 보의 크기에 대해서 거의 무관한 값을 나타내지만, 임계군열선단개구변위 ($CTOD_c$)는 크기에 영향을 받음을 보여 주었다. 균열의 진행속도는 균열이 진행될수록 감소하며, 파괴인성이 작은 구성원에서부터 균열이 발생되어 결과적으로 보의 두께 방향으로 서로 다른 크기의 균열길이가 생성됨이 관측되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권12호
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• pp.2090-2095
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• 1997

The plane stress fracture toughness for thin aluminum alloy(2024-T3 and 7075-T6) specimens are characterized by using compact-tension (CT) specimens. Anti-buckling plates were fabricated on both sides of the thin CT specimens to prevent the buckling phenomena which caused by the 45.deg. C plastic yielding at the crack tip under the plane stress condition. The plane stress fracture toughnesses determined by three different procedures are compared with each others. The plane stress fracture toughnesses are also compared with a few published values which were determined by using center-cracked panel specimens.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1446-1455
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• 2000

Fatigue crack initiation and propagation behavior under cyclic biaxial loading has been investigated using thin-walled tubular specimen with a hole. Two types of biaxial loading system, i.e. cyclic tensile loading with super-imposed static torsional load and cyclic torsional loading with superimposed static tensile load, with various values of the biaxial loading ratio, $\tau$ s/ $\sigma$ max (or $\tau$ max/ $\sigma$s) were employed. Fatigue tests show that fatigue crack near the hole initiates and propagates at 900 and 450 direction to the longitudinal direction of the specimen under cyclic tensile and torsion loading with static biaxial stress, respectively, and the static biaxial stress doesn't have any great influence on fatigue crack initiation and growth direction. Stress analysis near the hole of the specimen shows that the crack around the hole initiates along the plane of maximum tangential stress range. Fatigue crack growth rates were evaluated as functions of equivalent stress intensity factor range, strain energy density factor range and crack tip opening displacement vector, respectively. It is shown that the biaxial mode fatigue crack growth rates can be relatively consistently predicted with these cyclic parameters.

• Journal of Welding and Joining
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• 제26권3호
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• pp.51-60
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• 2008

This paper is to evaluate fracture characteristics of API 2W Gr.50 TMCP steel weldment typically applied for offshore structures, with the focus on the influence of heat input arising from flux cored arc welding. Based on the results and insights developed from this study, it is found that the toughness for both CTOD and impact exhibits a tendency to decrease as the weld heat input increases. The reheated zone of weldmetal exhibit lower hardness than solidified zone and microstructure that are liable to affect the toughness are acicular ferrite and martensite-austenite constituents (M-A). In particular, M-A is a more effective micro-phase for CTOD toughness than impact toughness.

• Computers and Concrete
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• 제9권3호
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• pp.215-226
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• 2012

This article employs Support Vector Machine (SVM) for determination of fracture parameters critical stress intensity factor ($K^s_{Ic}$) and the critical crack tip opening displacement ($CTOD_c$) of concrete. SVM that is firmly based on the theory of statistical learning theory, uses regression technique by introducing ${\varepsilon}$-insensitive loss function has been adopted. The results are compared with a widely used Artificial Neural Network (ANN) model. Equations have been also developed for prediction of $K^s_{Ic}$ and $CTOD_c$. A sensitivity analysis has been also performed to investigate the importance of the input parameters. The results of this study show that the developed SVM is a robust model for determination of $K^s_{Ic}$ and $CTOD_c$ of concrete.

• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제5권1호
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• pp.29-33
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• 2011

This article employs Least Square Support Vector Machine (LSSVM) for determination of fracture parameters of concrete: critical stress intensity factor ($K_{Ic}^s$) and the critical crack tip opening displacement ($CTOD_c$). LSSVM that is firmly based on the theory of statistical learning theory uses regression technique. The results are compared with a widely used Artificial Neural Network (ANN) Models of LSSVM have been developed for prediction of $K_{Ic}^s$ and $CTOD_c$, and then a sensitivity analysis has been performed to investigate the importance of the input parameters. Equations have been also developed for determination of $K_{Ic}^s$ and $CTOD_c$. The developed LSSVM also gives error bar. The results show that the developed model of LSSVM is very predictable in order to determine fracture parameters of concrete.

• 대한조선학회 특별논문집
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• 대한조선학회 2007년도 특별논문집
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• pp.118-127
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• 2007

SAW(Submerged Arc Welding) process is generally applied to a wide range of welding area in the fabrication of steel structure. This process has a good characteristic properties such as the high quality of welds and the high deposition rates, but in case of welding on a thick steel plate, it also has higher cold crack susceptibility than that of a thin steel plate. The purpose of this research is to find the main factor of crack generation and clarify the countermeasure for crack prevention, and then establish the optimum welding condition in a heavy thick steel plate. The results of this study are as follows, 1. The cause of crack generation is found the diffusible hydrogen penetrated into weld metal by decomposition of the remained moisture in SAW flux during welding. 2. For the removal of diffusible hydrogen, the raw materials of SAW flux are to be dehydrated at the high temperature in the initial manufacturing stage. 3. Mechanical properties of weld metal welded with the dehydrated SAW flux were evaluated very excellent, furthermore the weld metal has been proved to have low diffusible hydrogen content with 3.1ml /100g. 4. The weldability and quality welded with thick steel plates were improved by establishing the new optimum welding condition.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.7-13
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• 1998

본 연구에서는 LNG 저장탱크의 안전성을 확보하기 위한 연구의 일환으로서, 실제 탱크의 건설에서와 같은 조건으로 SMAW(Shielded Metal Arc Welding) 방식으로 용접된 $9\%$ Ni강의 X-개선 후판용접부내의 파괴인성의 변화를 평가하고 미세조직을 분석하였다. 이때 파괴인성의 평가는 본 연구자들이 제안한 '개선한 CTOD(crack tip opening displacement) 시험법'으로 행하였으며 열영향부내의 미세조직 및 파면은 광학현미경, 주사전자현미경 및 X-선 회절 분석기로 관찰하였다. 결과로부터 열영향부 내의 CTOD 값은, 평가위치가 용융선(Fusion Line-F.L.)으로 접근할수록 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 잔류 오스테나이트의 양이 줄어들고 결정립 미세화 효과가 없어지는 영역인 결정립 조대화영역이 열영향 부내에서 차지하는 분율이 증가함에 따른 것이다. 한편, 잔류 오스테나이트의 열적 안정성이 상대적으로 감소하게 되는 F.L.${\~}$F.L.+3mm에서 온도감소에 따른 인성감소의 정도가 F.L.+5mm${\~}$F.L.+7mm보다 상대적으로 매우 큼을 알 수 있었다.