• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권3호
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• pp.323-328
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• 2017

This paper presents a three-dimensional finite element method analysis of repairing plate with bonded composite patch subjected to tensile load. The effect of the corrosion on the damage of the adhesive (FM73) in the length of two horizontal cracks on the both sides is presented. The obtained results show that the crack on the left side creates a very extensive area of the damaged zone and gives values of the stress intensity factor (SIF) higher than that on the right side. We can conclude that the left crack is more harmful (dangerous) than that on the right side.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제48권6호
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• pp.1423-1432
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• 2016

The integrity of a reactor pressure vessel (RPV) related to pressurized thermal shocks (PTSs) has been extensively studied. This paper introduces an integrity assessment of an RPV subjected to a PTS transient based on the French codes. In the USA, the "screening criterion" for maximum allowable embrittlement of RPV material is developed based on the probabilistic fracture mechanics. However, in the French RCC-M and RSE-M codes, which are developed based on the deterministic fracture mechanics, there is no "screening criterion". In this paper, the methodology in the RCC-M and RSE-M codes, which are used for PTS analysis, are firstly discussed. The bases of the French codes are compared with ASME and FAVOR codes. A case study is also presented. The results show that the method in the RCC-M code that accounts for the influence of cladding on the stress intensity factor (SIF) may be nonconservative. The SIF almost doubles if the weld residual stress is considered. The approaches included in the codes differ in many aspects, which may result in significant differences in the assessment results. Therefore, homogenization of the codes in the long time operation of nuclear power plants is needed.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1592-1602
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• 1990

본 연구에서는 최근에 주목되고 급속한 발전을 이루고 있으며 요소분할이 표 면만으로 가능하고 3차원해석에서도 데이터의 준비가 용이할 뿐만 아니라 탄성문제 특 히 균열문제의 해석에서 우수한 결과를 나타내는 경계요소법(boundary element metho- d)을 도입하여 무한영역에 대한 해석해인 Kelvin해를 기본해(fundamental solution)로 하고, 기본해에 대한 성질을 파악하여 3차원 경계요소법에 의한 선형파괴역학의 수치 해석용 프로그램을 개발해서 유한판재에 존재하는 표면균열의 응력확대 계수(Stress Intensity Factor : SIF) 값을 계산 및 비교 검토하고, 나아가서 혼합 모드(mode I+mode II)표면균열로 확장시켜 문제가 되고 있는 유한판재내의 표면균열 확장시켜 문 제가 되고 있는 유한판재내의 표면균열 결함평가의 해석에 유용한 응력확대 계수의 해 를 얻는 것을 목적으로 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.6440-6445
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• 2014

선박 해양플랜트를 비롯한 강구조물에서는 건조중 형성된 결함이나 사용중에 가해지는 여러 가지 하중등에 의하여 균열을 비롯한 손상이 발생한다. 따라서 균열의 해석을 위하여 균열의 세기를 여러 가지 방법으로 평가하며, 파괴역학적 수법에 의한 응력확대계수 K도 그 중의 한가지 방법이다. 본 연구에서는 이러한 목적으로 사용되는 강구조물용 강재의 응력확대계수 K의 평가를 위하여 특히 CT시험편에 대하여 J 적분을 사용하여 평가를 실시하였다. CT시험편의 J 적분의 평가에는 inhouse FEM program을 사용하였으며, 859개의 node 와 1618개의 element로 해석을 실시하였다. 계산결과 본 연구에서의 해석결과는 ASTM에서 제시하는 식에 의한 K값과 99%정도의 일치도를 나타내었다. 이상으로부터 본 연구에서의 시험편에 대하여 사용한 mesh size로 충분한 정도의 균열 해석이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.259-269
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• 2006

원환균열과 원주균열을 지닌 축대칭 선형 점탄성 중실축과 중공축이 외력을 받을 때 파괴역학 변수로서 응력확대계수, 에너지방출률 그리고 균열개구변위의 수치해를 유한요소해법을 이용하여 구한다. 균열선단에서는 응력의 특이성을 지닌 1/4절점 삼각형 특이요소가 사용된다. 또한 수치해를 비교 검증하기 위해 탄성-점탄성 상응원리를 이용하여 선형파괴역학의 탄성해들로부터 점탄성 이론해가 유도 제시된다. 해석에 사용되는 점탄성 물성은 체적변형은 탄성적이고 전단변형은 표준선형고체처럼 거동한다고 가정한다. 제시된 수치해법과 이론해는 축대칭 점탄성 거동 연구에 중요한 자료가 된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1579-1586
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• 2020

Dissimilar metal joints (DMJs) are more common in the application of piping system of many industries. A 2- D and 3-D finite element analysis (FEA) is carried out on dissimilar metal Single Edged Notch Bending (DMSENB) specimens fabricated from ferritic steel, austenitic steel and Inconel - 182 alloy to study the behavior of DMJs with constraints by using linear elastic fracture mechanics (LEFM) principles. Studies on DMSENB specimens are conducted with respect to (i) dissimilar metal joint width (DMJW) (geometrical constraints) (5 mm, 10 mm, 20 mm, 30 mm and 50 mm) (ii) strength mismatch (material constraints) and (iii) crack lengths (16 mm, 20 mm and 24 mm) to study the DMJ behavior. From the FEA investigation, it is observed that (i) SIF increases with increase of crack length and DMJWs (ii) significant constraint effect (geometry, crack tip and strength mismatch) is observed for DMJWs of 5 mm and 10 mm (iii) stress distribution at the interfaces of DMSENB specimen exhibits clear indication of strength mismatch (iv) 3-D FEA yields realistic behavior (v) constraint effect is found to be significant if DMJW is less than 20 mm and the ratio of specimen length to the DMJW is greater than 7.4.

• Computers and Concrete
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• 제5권3호
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• pp.261-277
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• 2008

This paper presents methodologies for remaining life prediction of plain concrete structural components considering tension softening effect. Non-linear fracture mechanics principles (NLFM) have been used for crack growth analysis and remaining life prediction. Various tension softening models such as linear, bi-linear, tri-linear, exponential and power curve have been presented with appropriate expressions. A methodology to account for tension softening effects in the computation of SIF and remaining life prediction of concrete structural components has been presented. The tension softening effects has been represented by using any one of the models mentioned above. Numerical studies have been conducted on three point bending concrete structural component under constant amplitude loading. Remaining life has been predicted for different loading cases and for various tension softening models. The predicted values have been compared with the corresponding experimental observations. It is observed that the predicted life using bi-linear model and power curve model is in close agreement with the experimental values. Parametric studies on remaining life prediction have also been conducted by using modified bilinear model. A suitable value for constant of modified bilinear model is suggested based on parametric studies.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제69권4호
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• pp.467-477
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• 2019

Digital image correlation (DIC) is now a popular and extensively used full-field metrology technique. In general, DIC is performed by using a turnkey solution offered by various manufacturers of DIC. In this paper, a simple and economical set-up for DIC is proposed which uses easily accessible digital single-lens reflex (DSLR) camera rather than industrial couple-charged device (CCD) cameras. The paper gives a description of aspects of carrying a DIC experiment which includes experimental set-up, specimen preparation, image acquisition and analysis. The details provided here will be helpful to carry DIC experiments without specialized DIC testing rig. To validate the responses obtained from proposed DIC set-up, tension and fatigue tests on specimens made of IS 2062 Gr. E300 steel are determined. Tensile parameters for a flat specimen and stress intensity factor for an eccentrically-loaded single edge notch tension specimen are evaluated from results of DIC experiment. Results obtained from proposed DIC experiments are compared with those obtained from conventional methods and are found to be in close agreement. It is also noted that the high resolution of DSLR allows the use of proposed approach for fracture characterization which could not be carried out with a typical turnkey DIC solution employing a camera of 2MP resolution.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.337-343
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• 2014

본 논문에서는 재생 커널 기법을 사용하여 혼합모드 균열진전 문제에 대한 연속체 기반의 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. 재생 커널 기법은 기존의 유한요소법과 달리 요소망을 재구성할 필요가 없어, 커널 함수의 연속성을 증가시켰을 때 높은 정밀도의 형상함수를 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 균열선단 주변에서 J-적분을 수행하기 위해 선형탄성 조건이 고려되었다. 변위장과 응력 확대 계수의 설계변수에 대한 감도해석을 위하여 물질도함수를 도입하였으며 직접 미분법보다 효율적인 애조인 방법을 사용하여 설계민감도를 유도하였다. 수치 예제들을 통해서 재생 커널 기법을 이용한 균열진전 해석결과의 타당성을 확인하였으며 애조인 방법을 이용한 형상 설계민감도 해석 결과를 유한차분법과 비교하여 매우 정확하고 효율적인 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 간단한 모델에 대하여 형상 최적설계를 수행하여 균열이 발생될 수 있는 구조물에 대해서 균열에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 균열을 제어할 수 있는 최적의 형상을 도출하였다.