• Tribology and Lubricants
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• 제16권5호
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• pp.373-380
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• 2000

Finite element analysis is performed on the subsurface crack propagation in brittle materials due to sliding contact. The sliding contact is simulated by a rigid asperity moving across the surface of an elastic half-surface containing single and multiple cracks. The single crack, coplanar cracks and parallel cracks are modeled to investigate the interaction effects on the crack growth in contact fatigue. The crack location is fixed and the friction coefficients between asperity and half-space are varied to analyze the effect of surface friction on stress intensity factor for horizontal cracks. The crack propagation direction is predicted based on the maximum range of shear and tensile stress intensity factors. With a coplanar crack, the stress intensity factor was increased. However, with a parallel crack, the stress intensity factor was decreased. These results indicate that the interaction of a coplanar crack increases fatigue crack propagation, whereas that of a parallel crack decreases it.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.425-429
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• 2006

한국도로공사가 운영하고 있는 시험도로의 연속철근콘크리트 포장(CRCP) 구간에서 콘크리트 슬래브의 중간 깊이에서 수평방향으로 균열이 발생한 것을 발견하였다. 이러한 수평균열이 콘크리트 슬래브 내부에 어느 정도 존재하며 얼마나 진전되어 있는지를 조사하기 위하여 필요한 위치에서 코어를 채취하여 분석하였다. 또한 수평균열의 원인을 파악하기 위하여 수치해석을 수행하였다. 설계, 재료, 환경과 관련된 여러 가지 변수에 대하여 연구하여 수평균열을 야기할 수 있는 가능한 원인을 분석하였다. 수치해석모형은 유한요소법을 이용하여 개발하였으며 연속철근콘크리트 포장의 콘크리트 슬래브의 전단 및 수직 응력의 분포를 분석하였다. 수치해석 결과 최대 전단 및 수직인장 응력은 횡방향 균열의 위치에서 철근이 배근되어 있는 깊이에서 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있었다. 이러한 최대 응력이 콘크리트의 강도에 다다르면 이러한 위치에서 수평균열이 발생하게 된다. 수평균열을 발생시키는 콘크리트의 최대응력은 환경하중, 콘크리트 열팽창계수, 콘크리트 탄성계수 등이 증가할수록 커지는 것을 알 수 있었다.

• 한국안전학회지
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• 제30권5호
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• pp.37-43
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• 2015

This study examined the effects of the minimum horizontal load on the structural behaviors and safety of system supports. The minimum horizontal load was frequently ignored in the design of system supports even though the level of that load was specified in the code and guide in Korea such as 'Standard Specification in Temporary Construction' and 'Guide to Installation of Shores for a Concrete Bridge'. To examine the effects of considering the minimum horizontal load, the finite element analysis were performed for various system supports. By varying installing parameters of system supports such as the vertical member spacing, the installation height, and the thickness of slab, the maximum combined stress ratios were estimated to investigate the structural safety of system supports. The results showed similar axial stress in vertical members but an increase in bending stress with a consideration of the horizontal load. The combines stress ratios are remarkably increased due to the consideration of the horizontal load. Consequently, the system supports, which were initially estimated to be safe when only the vertical loads were considered, were changed to be unsafe in most cases by the effects of the both the vertical and horizontal stresses. Therefore, the minimum horizontal load following the code and the guide is an essential load that could control the structural safety of system supports.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.294-302
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• 2018

간극수압을 받는 지반보의 응력-변형률 거동 분석을 위해 해석해와 유한요소해석결과를 정량적으로 상호 비교해 보았다. 유한요소해석을 통해 얻은 수평응력은 해석해에 의한 결과와는 달리 지반보의 수평축에 대하여 대칭성을 보이지 않았으나 요소의 개수가 증가함에 따라 대칭에 가까운 형태를 보였다. 해석해에 의한 수평응력을 유한요소의 가우스점에 대하여 얻은 수평응력과 비교해 볼 때 3개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해에 의한 최대 인장응력값의 6% 였고 압축응력의 값은 해석해에 의한 최대값의 37% 였다. 6개의 요소를 고려한 유한요소해석을 통해 얻은 인장응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 61% 였고 압축응력의 값은 해석해를 통해 얻은 최대값의 83% 였다. 지반보 내에 발생되는 연직응력은 해석해에 의할 경우 보의 깊이에 따라 연속적인 분포양상을 보인다. 유한요소해석에 의한 연직응력은 유한요소를 구성하는 요소에 따라 이산적인 분포를 보이는데 요소내의 4개의 가우스점에 대하여 얻은 평균 연직응력은 지반보에 작용하는 간극수압의 크기에 가까운 값을 보였다. 지반보의 중앙 근처에서의 연직변위량을 비교해 볼 때 3개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 35% 였으며 6개의 요소로 구성된 지반보에 대한 유한요소해석을 통해 얻은 값은 해석해에 의한 값의 57% 였다.

• 대한조선학회지
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• 제3권1호
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• pp.19-24
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• 1966

The maximum shear stress distribution in a stiffening flat attached to a plat undergoing a single tensile force has been investigated by photoelastic method. In the experiments a photoelastic model, as shown in Fig. 1, has been studied in the fields of a polariscope, as shown in Fig. 2. Fig. 3 shows the isoclinics and Fig. 4 and 5 are stress trajectories of the principal stresses and maximum shear stresses, respectively. Fig. 6 is the isochromatics in light field. The maximum shear stress at each point in the stiffener were determined from the isochromatics in both of light field of light field and dark field. Then the maximum shear stresses were divided by the average shear stress in the model, to obtain the ratio ${\tau}max/{\tau}av$ at each point. Finaly the variations of the ratio ${\tau}max/{\tau}av$ along the horizontal and vertical lines in the stiffener have been plotted, as shown in Fig. 7 and 8. The conclusions reached in this investigation are as follows: (1) The shear stresses transmitted to the stiffener through the juncture are concentrated on the end portions. (2) The maximum shear stress at the ends of the stiffener reaches to about 4 times of average shear stress. (3) The irregularities in the stress distribution are restricted in the end portions of the stiffener.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권5호
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• pp.219-234
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• 1998

초기수평 응력상태를 모사하여 응력이 변형계수에 미치는 영향을 검토 하기 위하여 암석 시료에 대하여 공내재하 변형 실내시험을 했다. 실험은 수평 응력의 크기, 응력비, 측정지점을 변화 시켜서 변형계수를 측정하였다. 측정결과 응력의 크기가 증가함에 따라 변형계수가 증가하며 최대 최소응력비가 커짐에 따라 변형계수는 최소응력 방향에서는 증가하고, 최대응력 방향에서는 감소하는 경향을 보였다. 이는 측정 위치에서 접선음력의 크기 변화에 따른 것으로 초기응력의 크기, 방향 및 내압의 크기에 따라 응력이 압축, 인장 또는 압축-인장상태로 바뀌기 때문이다. 따라서 변형 계수 측정시 이들의 영향을 분석한 후 결과치를 해석하여야 한다. 이와 같은 해석은 공내재하 변형 측정 결과 뿐만 아니라 내압이 있는 가스 저장 또는 압축터널 설계 및 터널 계측 결과 해석에도 적용 되어야 한다.

• 풍력에너지저널
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• 제14권3호
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• pp.109-119
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• 2023

A structural safety evaluation was conducted for the stabbing system for the pre-piling jacket substructure currently being developed in South Korea, considering pile construction errors due to its lateral movement that may occur during construction in the ocean. Based on (1) the maximum stress generated by the stabbing system, (2) the maximum rotational displacement of the guide cone, and (3) the maximum stress generated by the horizontal hydraulic pressure cylinder, the structural safety of the stabbing system was examined under the initial loading condition and three possible load combinations during its construction. In order to evaluate the structural safety of the stabbing system, a concept of stress safety factor (= Yield stress / Max. Von-Mises stress) was used. It was found that the stabbing system considered in this study has a sufficient margin of safety.

• 대한치과보철학회지
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• 제31권1호
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• pp.129-150
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• 1993

Since the restoration or masticatory function is the most important aim of implants, it should be substituted for the role of natural teeth and deliver the stress to the bone under the continous load during function. In natural teeth, stress distribution can be obtained through enamel, dentin and cementum and the elasticity of the periodontal ligament play a role of buffering action. In contrast, implant prosthesis has a very unique characteristics that it delvers the load directly to bone through the implant and superstructure. This fact arise the needs to evaluate the stress distribution of the implant in the mechnical aspects, which has a similar role of natural teeth but different pathway of stress. With 3 kinds of implant in prevalent use, 2 types of experimental PEA implant models were made, axisymmetric and 2-dimensional type. In axisymmetric model, the stiffness of the part including the prosthesis and implant which extrude out of bony surface could be calculated with displacement of the superstructure un er 100N vertical load and then damping effects could be determined through this stiffness. In axisymmetric FEA model, load to the bone could be deduced by evaluation the stress distribution of the designed surface under the 100N vertical force and in 2-dimensional model, 100N eccentric vertical load and 20N horizontal loda. The result are as follows. 1. In every implant, stress to the bone tends to be concenturated on the cortical bone. 2. Though the stress of the cancellous bone is larger at the apex of implants, it is less compared with cortical bone. 3. Under 20N horizontal load, stress of the left and right sides of implant shows a symmetrical pattern. But under 100N eccentric vertical load, loaded side shows much larger stress value. 4. In the 1mm interface, stress distribution among implants tend to have a similar pattern. But under 20N horizontal load apposite side of being loaded shows less stress in IMZ. 5. In the case of screw type implant, stress tends to vary along with screw shape. 6. According to the result determined with microstrain, cancellous bone id generally under the condition of overload, while cortical bone is usually within the limitation of physiologic load. 7. In the Branemark implant, maximum stress to the cortical bone is larger than any other implant except for the condition of 20N horizontal force and 0.05mm interface. 8. Damping effects of implants is maximum in IMZ.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.50-59
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• 2006

현재의 응력장내에서 단층 재활성화를 야기하는데 필요한 공극압의 증가를 추정함으로써 재활성화 위험도를 결정하는 FAST(단층 분석 확인 기술)를 이용해 Gippsland Basin의 단층 재환성의 위험도가 계산되었다. Gippsland Basin의 응력 형태는 주향이동단층과 역단층의 경계부근으로서 즉, 최대 수평 압력$({\sim}40.5\;MPa/km)$ > 수직 압력(21 MPa/km) ${\sim}$ 최소 수평 압력(200 MPa/km)이다. 공극압은 Golden Beach Subgroup의 Campanian volcanics 상부에서 정수압이다. 여기에서 결정된 NW-SE 최대 수평 응력 방향$(139^{\circ}N)$은 이전의 측정값들과 대체로 일치하고 Gippsland Basin에서의 NW-SE 최대 수평 응력 방향을 입증한다. Gippsland Basin의 단층 재활성화 위험도는, cohesionless fault$(C=0;\;{\mu}=0.65)$와 healed fault$(C=5.4;\;{\mu}=0.78)$, 두 가지 단층 강도 시나리오를 이용해서 계산되었다. 상대적으로 높고 낮은 재활성화 가능성을 가진 단층들의 방향은 cohesionless fault 와 healed fault 모두에 대해 거의 동일하다. NE-SW 주향방향의 큰 각을 가진 단층들은 현재의 응력상태하에서는 재활성화 가능성이 거의 없다. SSE-NNW 과 ENE-WSW 방향의 큰 각을 가진 단층들이 단층 재활성화 위험도가 가장 높다. 부가적으로 NE-SW 주향 방향의 작은 각을 가진 단층(thrust 단층)은 상대적으로 높은 재활성화 위험도를 가지고 있다. 최적 방향 단층들에 대한 가장 높은 재활성화 위험도는 cohesionless fault에 대해서는 추정 공극압의 3.8MPa$({\sim}548psi)$ 증가(Delta P), healed fault에 대해서는 15.6MPa 증가에 해당된다. 이 논문에서 제시된 단층 재활성화 분석으로부터 얻은 공극압 증가의 절대값은 지구역학적인 모델(원위치 응력과 암석 강도 자료)에서의 불확실성으로 인해 큰 오차를 수반한다. 특히, 최대 수평 응력 강도와 단층 강도 자료는 좁은 범위에 한정되어 있지 않다. 그러므로 단풍 재활성화 분석은 저류층 내에서 최대로 허용할 수 있는 공극압 증가를 직접 측정하는데 사용될 수 없다. 이러한 종류의 단층 재활성화 분석은 단지 단층 재활성화의 상대적인 위험도의 평가에 사용될 수 있을 뿐이고, 재활성화에 앞서 단층이 견딜 수 있는 공극압 증가의 최대 허용치를 결정하는데는 사용할 수 없다고 주장하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권7호
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• pp.1149-1155
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• 1997

J-integral for a subsurface horizontal crack in a circular plate with an inner hole under rolling line contact is evaluated according to loading positions with various load conditions, crack length and crack location. Two-dimensional crack is modeled, and the relation between Tresca stress for uncracked model and J-integral is discussed. The loading location which gives the maximum J-integral depends on load condition and crack location, and the presence of friction force increases Tresca stress and J-integral near the surface. Regardless of friction force, crack location that gives maximum J-integral is the same as that of maximum Tresca stress in an uncracked model, and the value of J-integral is propotional to crack length. It is also showed that the variation of an inner radius of a disk does not effect J-integral value.