• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권1호
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• pp.65-75
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• 2019

In this article, the dynamic fracture instability characteristics, including dynamic crack propagation and crack branching, in PMMA brittle solids under dynamic loading are investigated using the discrete element method (DEM) simulations. The microscopic parameters in DEM are first calibrated using the comparison with the previous experimental results not only in the field of qualitative analysis, but also in the field of quantitative analysis. The calibrating process illustrates that the selected microscopic parameters in DEM are suitable to effectively and accurately simulate dynamic fracture process in PMMA brittle solids subjected to dynamic loads. The typical dynamic fracture behaviors of solids under dynamic loading are then reproduced by DEM. Compared with the previous experimental and numerical results, the present numerical results are in good agreement with the existing ones not only in the field of qualitative analysis, but also in the field of quantitative analysis. Furthermore, effects of dynamic loading magnitude, offset distance of the initial crack and initial crack length on dynamic fracture behaviors are numerically discussed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권4호
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• pp.532-539
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• 2007

The 7075-T651 Al alloy was welded by friction stir welding. Microstructure, macro behaviors and fracture type in the nugget, thermo-mechanically affected zone(TMAZ) and heat affected zone(HAZ) of the welded part were compared to base metal. The microsturctures of nugget zone were compared with tool rotation speeds and various tool transition speed. When the rotation speeds were decreased and transition speeds were increased, the hardness of nugget zone were decreased. Also, the optimal microstructure was observed at the low rotation speed of 800rpm and the high transition speed of 124mm/min. The transgranular dimple and quasi-cleavage at fractured part of nugget zone were investigated.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권12호
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• pp.1503-1512
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• 2013

본 논문에서는 cohesive zone 모델을 이용한 유한요소해석에 기초해 압입 파괴인성 평가식을 제시한다. 먼저 Vickers 압입균열해석에 기초해 다양한 물성변수(항복변형률 ${\varepsilon}_o$, 푸아송비 ${\nu}$, 영률 E)의 들이 균열크기에 미치는 영향을 분석하고, 파괴인성을 압입 시 측정되는 최대하중과 균열길이로 나타낼 수 있는 수식을 회귀로 얻었다. 아울러 접촉길이 a, E/H (H: 경도) 등을 추가 압입변수로 선정해 다양한 형태의 파괴인성평가법을 제시했다. 이후 동일 압입하중에서 압입자각 및 압입자 형태와 균열 크기의 관계를 분석해 Vickers 압입 파괴인성평가법을 다양한 압입자 형태로 확장했다. 본 연구에서 제안된 평가식을 이용하면 압입시험으로 얻어지는 데이터로부터 바로 취성재료의 파괴인성을 예측할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.54-62
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• 2019

본 논문에서는 압축파괴에너지를 이용하여 고강도 구속콘크리트에 대한 응력-변형률 모델을 제안하였다. 참고문헌[5]에서 저자가 실시한 압축실험에는 변형률 게이지를 부착한 아크릴 막대를 실험체의 중앙부에 매립하여 압축부재의 국부 변형률 측정을 시도하였다. 이 아크릴 막대를 이용한 국부 변형률 측정은 매우 효과적인 것으로 나타났다. 압축파괴영역길이는 아크릴 막대로부터 측정된 국부 변형률 분포에 기초하여 정의되었다. 구체적으로, 구속콘크리트의 국소파괴영역길이는 압축강도 발현시의 변형률 ${\varepsilon}_{cc}$의 2배 이상 변형률이 증가하는 영역으로 정의하였다. 또한, 동일한 횡구속압을 받는 압축부재에 흡수된 에너지양은 부재의 형상이나 크기에 관계없이 일정하다는 가정에서 압축 파괴에너지를 도입한 구속콘크리트의 응력-변형률 관계를 제안하였다. 본 연구에서 제안된 모델은 본 연구의 실험결과뿐만 아니라 타 연구자들의 실험결과를 대체적으로 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제7권4호
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• pp.387-402
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• 2010

From typical stress-axial strain curve and stress-volume strain curve of a concrete under uniaxial compression, the initiation and localization of microcracks within the interior of the specimen can be identified. The occurrence of random microcrack indicates the end of the linear elasticity, and the localization of microcrack implies formation of major crack, which triggers the onset of unstable crack propagation. The interval between initiation and localization of microcracks is characterized by a stable microcrack growth. Based on fracture behavior observed from a uniaxial compressive test of a concrete cylinder, a model has been developed to extract fundamental fracture properties of a concrete, i.e. the equivalent fracture toughness and the size of fracture process zone. The introduction of cracking Poisson's ratio accounts for tensile failure characteristics of concrete even under uniaxal compression. To justify the validity of the model proposed, tests on three-point bending have been performed to obtain the fracture toughness in accordance with two parameter fracture model and double-K fracture model. Surprisingly, it yields favorably comparable results and provides an encouraging alternative approach to determine fracture properties for concretes.

• 지질공학
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• 제29권1호
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• pp.1-12
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• 2019

지진은 진원지 주변의 지반의 응력상태를 변화시키고, 암반의 단열계에 영향을 미칠 수 있다. 국내에서 2016년 9월 12일과 2017년 11월 15일에 각각 발생한 지진규모 5.8의 경주지진과 지진규모 5.4의 포항지진은 양산단층대와 관련되며, 양산단층대 및 인근 지역 암반의 단열계에 영향을 미쳤을 가능성이 있다. 본 연구에서는 동해안 지역에 위치하는 중 저준위 방사성폐기물 처분장 부지 내 암반의 단열계 특성(방향성, 주향에 따른 절리개수, 절리간격, 절리간극, 경사각, 심도 구간별 절리빈도, 상대 암반강도)이 경주지진 및 포항지진에 의해서 영향을 받았는지를 분석하기 위하여 부지내 감시공에서 2005년과 2018년에 실시한 초음파 주사검층자료를 비교 분석하였다. 초음파 주사검층 분석 결과, 주향에 따른 절리개수, 절리간극, 심도 구간별 절리빈도는 2005년보다 2018년에 대체로 증가하였다. 이러한 증가는 지진의 영향으로 인한 단열체계의 변화로 인한 영향이거나, 2005년 감시공 설치 이후 10년 이상의 오랜 기간 나공 상태에서 공벽의 풍화로 인한 것일 수도 있다. 또한 KB-14공에서 전체 절리의 방향성과 절리의 평균 간격이 2005년과 2018년 사이에 다소 차이를 보이고 있으나, 절리면 경사와 상대 암반강도는 전반적으로 2005년과 2018년이 유사하게 나타났다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제28권6호
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• pp.45-50
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• 2010

Most of joining processes for machine and steel structure are performed by butt and fillet welding. The mechanical properties and fatigue strength of their welding zone can be effected largely by the differential of generated heat and changes of grain size according to thickness of material and number of passes in welding process. In this study, it was investigated about characteristics of fatigue failure according to thickness of material and number of passes in cruciform fillet weld zone as the basic study for safe and economic design of welding structures. Fracture modes in cruciform fillet weld zone are classified into toe failure and root failure according to non-penetrated depth. It can be accomplished economic design of welding structures considering fatigue strength when the penetrated depth in fillet weld zone is controled properly.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제1권2호
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• pp.177-196
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• 2014

A theoretical exploration for determining the characteristic length of the cohesive zone for a double cantilever beam (DCB) specimen under mode I loading was conducted. Two traction-separation laws were studied: (i) a law with only a linear elastic stage from zero to full traction strength; and (ii) a bilinear traction law illustrating a progressive softening stage. Two analytical solutions were derived for the first law, which fit well into two existing solution groups. A transcendental equation was derived for the bilinear traction law, and a graphical method was presented to identify the resultant cohesive zone length. The study using the bilinear traction law enabled the theoretical investigation of the individual effects of cohesive law parameters (i.e., strength, stiffness, and fracture energy) on the cohesive zone length. Correlations between the theoretical and finite element (FE) results were assessed. Effects of traction law parameters on the cohesive zone length were discussed.

• 지구물리
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• 제2권3호
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• pp.217-224
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• 1999

단층은 지질조사에 의하여 쉽게 발견될 수 있지만, 그 연장선은 지표에서 잘 발견되지 않기 때문에 전통적인 지질조사 방법에 의해 쉽게 파악하기가 어렵다. 단층 및 파쇄대의 경우 점토광물 및 지하수가 많이 함유되어 있어 주위보다 상대적으로 전기비저항이 낮게 나타나므로, 지표에서 발견되지 않는 단층 및 파쇄대 조사에 전기비저항 탐사가 효율적이다. 동래단층에 인접한 경상남도 양산시 웅상읍 용당리 지역과, 울산단층에 인접하고 또 근처 산 사면에서 아직 논란의 대상이 되는 제 4기 단층이 보고된 경상북도 경주시 외동읍 말방리 지역 두 곳에서 2차원적인 지하구조를 알 수 있는 쌍극자 배열 전기비저항 탐사를 실시하였고, 분석해를 이용하여 그 신뢰도를 검토한 역산 프로그램을 이용하여 전기비저항 단면도를 구하였다. 역산 결과 용당리 지역에서는 하나의 저비저항대(low resistivity zone)를, 말방리 지역에서는 2개의 저비저항대를 발견할 수 있었으며, 이들은 거의 수직에 가까운 선상으로 발달하며 그 폭은 15∼20 m 정도로 나타났다. 이들 저비저항대(<100 Ωm)는 그 주변지역에 비해 상대적으로 매우 낮은 비저항을 보이므로 이는 단층작용에 의해 생성된 파쇄대에 의한 경과로 사료된다. 최종 판단은 시추나 트렌치에 의하여 이루어지겠지만 주위에 평행한 전기비저항 탐사 측선들을 추가하여 3차원적 해석을 시도하거나 다른 물리탐사 방법을 추가함으로 해석결과에 대한 신뢰도를 ？상시킬 수 있다.

• 지질공학
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• 제27권3호
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• pp.345-351
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• 2017

Acid drainage in civil engineering structures such as tunnels may lead to the deposition of precipitates that clog drainage channels and pipework. In evaluating acid drainage, the Fe content of water and precipitates, indicated by reddish brown coloration of rock surfaces, rivers, and soils, may be an important factor. In this study, acid drainage was evaluated by analyzing the Fe content of reddish brown seepage water that occurred in part of a tunnel. Geological investigations around the tunnel revealed a hydrothermal alteration zone cutting the bedrock, and cropping out in the upper parts of the tunnel. Analysis of drillcore revealed many fracture zones and veins. Inductively coupled plasma spectrophotometric analyses of water, precipitates, and soil samples, collected in the seepage water zone and around the tunnel, were conducted to evaluate acid drainage. The Fe content of seepage water in the tunnel was 0.030-0.333 mg/kg, which is 2-22 times higher than in local groundwater. The Fe content of precipitates in the tunnel was 165,403-301,051 mg/kg, similar to the 206,167-422,964 mg/kg content of drillcore from the hydrothermal alteration zone located above the tunnel. It is concluded that the seepage water is derived from Fe-containing acid drainage flowing in perforated tunnel drainpipes along the fracture zones and veins around the hydrothermal alteration zone.