• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제17권4호
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• pp.83-88
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• 1989

목재의 섬유방향에 경사진 균열의 모-드I과 모-드II의 혼합모-드파괴시의 파괴거동을 조사하기 위하여 라왕(Shorea Spp.)의 LA시스템에 있어서 서로 다른 경사각도를 가진 SEN시험편(Single edge notch specimen)에 대하여 휨 시험을 행하였다. 얻이진 결과는 혼합모-드파괴시, 모-드I응력확대계수$K_I$과 모-드II응력확대계수$K_II$간에 일정한 상호작용이 존재한다는 것을 나타내었다. 또한, 모-드I과 모-드II의 임계응력확대계수(Critical stress intensity factor) $K_{IC}$와 $K_{IIC}$ 이용하여 혼합모-드파괴시의 $K_I$과 $K_II$간의 상호관계를 규정할 수 있었으며, 이미 보고된 여러 실험식과 본 실험결과를 비교하여 가장 적합한 관계로서 아래와 같은 관계를 얻을 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권12호
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• pp.2226-2240
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• 1992

본 연구에서는 이방성체에 대한 구체적인 코스틱스 실험법을 확립하기 위하여 다음과 같은 연구를 수행 하였다. 첫째, 이방성체에 대한 코스틱스상 및 초기곡선의 사상방정식을 기하광학 및 Sih의 응력장을 이용하여 구하고, 이 식에 의한 이론상을 여러가지 경계조건하에서 컴퓨터 그래픽 하여 유도한 사상방정식의 타당성을 검토 하 였다.둘째, 본 논문에서 개발한 두 가지 종류의 직교이방성체를 사용하여 실험을 수행하고 실험에 의한 코스틱스상을 이론상과 비교, 검토 하였다.셋째, 이방성체의 코스틱스상으로부터 응력확대계수를 구하는 방법을 제시하고 이 방법을 실제 시편에 적용하여 신뢰 할수 있는 결과를 얻는 초기곡선의 범위를 결정 하였다. 그리고 이 범위에서 구한 응력확대 계수 값을 경계요소법을 이용한 변위외삽법에 의한 결과와 비 교함으로써 본 논문에서 제시하는 방법이 이방성체의 응력확대계수를 구하는 한 방법 으로 유효하게 사용될 수 있음을 밝혔다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.309-316
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• 2010

이 논문에서는 인장과 압축하중에 놓은 무근 콘크리트와 철근콘크리트 구조물의 거동을 모사하기 위해 비국소화 이방성 손상모델을 제안하였다. 손상변수로써 대칭형의 이차 텐서을 사용한 연속체 손상모델에 기초한다. 콘크리트와 같은 준-취성재료에 있어 손상양상은 인장부와 압축부에서 다른 양상을 나타낸다. 이러한 두 개의 손상영역은 전체 변형률 텐서의 주변형률 성분을 손상텐서 속도에 비례하는 손상진전 법칙을 이용하여 모델링하였다. 제안된 모델의 유효성을 검토하기 위해 nooru-mohamed에 의해 실시된 이중 노치가 있는 시험체와 철근콘크리트 휨 시험체를 대상으로 해석을 수행하였다. 해석결과, 비국소화 이방성 모델은 혼합모드 파괴에 대한 균열진전을 적절히 모사할 수 있었으며 철근콘크리트 휨 시험체의 구조적 파괴에 있어서도 높은 수준의 콘크리트 손상 및 철근의 항복까지를 해석할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.629-635
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• 2010

SGBEM-FEM 교호법이 Nikishkov, Park 및 Atluri 에 의하여 제안되었었다. 제안된 방법을 사용하면 임의 형태의 평면 혹은 비평면 삼차원 균열에 대하여 복합 모드의 응력강도계수를 구할 수 있다. 그러나 현장에서의 적용을 위해서는 이 방법의 정확성 및 신뢰성에 대한 검토가 더욱 필요하다. 따라서 본 논문에서는 응력강도계수에 영향을 주는 주요한 몇 가지 인자를 검토하였다. 그리고 원통의 내부 및 외부에 존재하는 원주방향 표면균열에 대한 응력강도계수를 구하여 기존의 해와 비교하였다. 그 결과 SGBEM-FEM 교호법은 이들 균열에 대하여 정확한 해를 주고 있음을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제10권8호
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• pp.551-557
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• 2000

구리계 리드페임의 표면에 흑생산화물을 형성시키기 위하여 알칼리 용액에 담궈 산화시킨후 EMC(epoxy molding compound)로 몰딩하였고 기계적 가공을 하여 SDCB(sandwiched double-cantilever beam) 및 SBN(sandwiched Brazil-nut)시편을 만들었다. SDCB와 SBN 시편은 리드프레임/EMC 계면의 접착력을 각각 준 mode I 하중 및 혼합모드 하중 하에서 파괴인성치로 측정하기 위하여 고안되었다. 파괴경로를 밝혀내기 위하여 접착력 츨정 후에 얻어진 파면에 대하여 glancing-angle XRD, SEM, AFM, EDS 및 AES를 이용하여 분석하였다. SDCB 실험 후의 파면은 파괴되는 양상에 따라 세 가지 형태로 나눌 수 있었으며, 각 형태는 리드프레임의 접착전 표면 산화물 형성 상태와 밀접한 관계가 있었다. SBN 실험 후의 파면은 균열에서 가까운 부분과 먼 부분으로 나누어지는 특징을 보였는데, 이는 동적 파괴 효과(dynamic fracture effect)에 기인하는 것이라 생각된다. 또한 위상각에 따라 확실히 다른 파괴 양상을 보였는데, 이는 위상각에 따라 mode II 성분이 변하기 때문으로 생각된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1A호
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• pp.11-18
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• 2012

이 논문에서는 유리-에폭시 섬유 보강 복합재료판에 $K_I$ 과 $K_{II}$ 에 의한 혼합모우드 상태의 균열된 알루미늄판의 응력확대계수의 수치해석 산정을 다루고 있다. 응력확대계수 산정을 위한 가상균열닫힘법과 2단계 확장법이 고려된다. 에너지 방출률과 응력확대계수의 항으로 표현되는 파괴역학 매개변수 계산을 위하여, p-수렴 부분 층별모델이 채택된다. 고려되는 p-수렴 방식은 저매개변수 요소의 개념에 기초한다. 1개 층에 대해 가정된 변위장, 변위-변형률 관계, 그리고 3차원 구성방정식은 2차원과 1차원 고차 형상함수의 조합으로 정의된다. 고려되는 요소는 변위장의 보간과 수치적분을 수행하기 위해 로바토 형상함수와 가우스-로바토 적분법이 사용된다. 언급된 모델과 기법들을 사용하여, 경사각도의 변화에 따른 적층판 형상의 효과와 접착제의 강도가 팻치보강 시스템에 미치는 영향이 조사된다. 중립축 변화에 따른 팻치보강 적층판의 면외 휨 효과도 분석된다. 고려되는 모델의 정확성과 단순성 등에 관해서 응력확대계수, 응력분포, 자유도 수, 에너지 방출률 등의 항목을 가지고서 평가된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권3호
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• pp.185-196
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• 2006

파괴인성은 균열의 개시와 전파에 대한 재료 고유의 상수로서 파괴역학에서 가장 중요한 재료상수 중의 하나이다. 콘크리트의 모드 I 파괴인성 측정에 대하여 RILEM 기술 위원회 89-FMT는 2-파라메타 모델에 근거한 3점 휨 시험법을 제시하였다. 그러나 혼합모드에 대한 시험법은 아직까지 표준으로 제안된 방법이 없는 실정이며, 또한 RILEM에서 제안한 3점 휨 시험법은 실험법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 굵은골재의 최대치수가 각각 20mm, 40mm이고, 동일한 설계기준강도를 가지는 콘크리트로써 다양한 크기의 브라질리언 디스크를 제작하였다. 그리고 브라질리언 디스크의 모드 I 파괴인성을 RILEM 3점 휨 시험결과와 비교하였다. 비교 결과, 굵은골재의 최대치수에 따른 브라질리언 디스크의 적정 크기(두께, 직경) 및 노치 길이 비를 제시하였다. 또한 모드 I 시험으로부터 결정된 치수의 브라질리언 디스크로 혼합모드 시험을 수행한 결과 디스크 시편은 혼합모드 파괴의 연구 및 시험에 유용함을 알 수 있었다. 모드 I 및 혼합모드 시험에서 브라질리언 디스크의 응력확대계수는 유한요소해석(FEA)으로 구하였으며 FEA의 결과를 검증하기 위하여 5개항 근사법(Five terms approximation)에 의한 결과와 비교하였다.

• 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 $K_I$ 및 $K_{II}$는 유한요소법과 경험식으로 계산된 값에 근접하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제28권1호
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• pp.19-19
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• 1991

인장/비틀림 조합을력하에서 하중경로에 따른 Al₂O₃튜브 시편의 파괴거동을 조사하였다. 인장 후 비틀림을 한 하중경로(I)에서의 거시적인 균열의 전파방향과 파괴강도는 최대 주응력 파괴조건과 일치하였다. 전단응력(τ)/인장응력(σ)의 비가 일정한 하중경로(Ⅱ)에서의 거시적인 균열의 전파 방향은 최대 주응력 파괴조건과 일치한, 최대 주응력 파괴강도는τ/ σ의 비에 다라 일축인장 파괴 강도보다 증가 또는 감소하였다. Welbull 이론은 수누 비틀림에서의 최대 주응력 파괴 강도가 일죽이장 파괴강도보다 증가함은 예측하였으나, 하중경로(Ⅱ)에서 파괴 강도가 감소함은 예측할 수 없었다. 파괴강도가 일죽인장 파과강도보다 증가 또는 감소하는 현상은 미세조직의 관찰로 부터 미세결함면에 존재하는 전단응력이 파괴에 미치는 영향으로 설명하였다. 끝으로, 인위적 균열에서의 파괴 조건과 인장/비틀림 조합응력하의 Al₂O₃튜브 시편의 파괴 실험치에 근거한 새로운 경험식을 제안하였다. 제안된 파괴 조건식은 하중경로에 따른거시적인 균열의 전파방향과 파괴강도의 실험치와 잘 일치하였다.

• Coupled systems mechanics
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• 제2권1호
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• pp.23-51
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• 2013

An analytical algorithm for the estimation of the resistance forces exerted on the dipper of a cable shovel and the specific energy consumed in the cutting-loading process is presented. Forces due to payload and to cutting of geomaterials under given initial conditions, cutting trajectory of the bucket, bucket's design, and geomaterial properties are analytically computed. The excavation process has been modeled by means of a kinematical shovel model, as well as of dynamic payload and cutting resistance models. For the calculation of the cutting forces, a logsandwich passive failure mechanism of the geomaterial is considered, as has been found by considering that a slip surface propagates like a mixed mode crack. Subsequently, the Upper-Bound theorem of Limit Analysis Theory is applied for the approximate calculation of the maximum reacting forces exerted on the dipper of the cable shovel. This algorithm has been implemented into an Excel$^{TM}$ spreadsheet to facilitate user-friendly, "transparent" calculations and built-in data analysis techniques. Its use is demonstrated with a realistic application of a medium-sized shovel. It was found, among others, that the specific energy of cutting exhibits a size effect, such that it decreases as the (-1)-power of the cutting depth for the considered example application.