• 대한기계학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.921-927
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• 1989

본 연구에서는 피로 균열의 진전 특성 및 표면 균열과 같은 3차원 균열의 진전 특성에 나타나는 재질 열화의 영향, 열화와 피로 파괴 형태의 관계, 균열진전 속도의 분산(scattering)과 열화의 관계등에 주목해서 열화재와 회복재의 2종류의 재료를 사용해, 피로 시험에 의한 균열진전의 실험적 특성을 고찰하였다. 또한, 저자들의 종래 관통 균열 진전 특성에 대한 연구 결과를 응용해서 열화와 균열진전의 확률특성을 고려한 표면균열 진전에 대한 시뮬레이션(simulation)을 행해서 피로 수명 예측에 미치는 열화의 영향에 대해 검토해 보았다.

• Composites Research
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• 제22권1호
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• pp.9-14
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• 2009

본 논문에서는 탄소섬유 복합재료의 균열의 위치 및 성장을 감지하기 위하여 브리지 회로 개념이 적용된 전기 전위법을 제안하였다. 중앙 관통 균열을 가진 복합재료 박판 시험편에 두 쌍의 전극을 생성하였으며, 브리지 회로 개념을 적용하여 한 쌍의 전극에 외부 전압을 인가하고 다른 한 쌍의 전극으로부터 출력 전압 변화를 관찰하였다. 실험과 유한요소해석을 통하여 전극의 크기와 간격, 균열의 위치와 크기 및 성장 방향의 영향을 고찰하였다. 검출 가능한 균열의 크기는 전극의 크기 보다는 전극의 간격에 의한 영향이 더 컸으며, 전극의 크기와 간격이 작을수록 균열의 검출 능력이 우수하였다. 또한, 균열 크기가 증가할 수록, 입력 전극과 가까울수록 출력 전압의 변화가 큼을 관찰할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권4호
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• pp.529-537
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• 2021

LNG 운반선은 선체와 화물창이 일체형인 멤브레인 타입을 적용한 대형선을 중심으로 건조되어 왔으나, 최근 친환경 연료인 LNG의 수요 증가 및 LNG 벙커링 인프라 확대로, 중소형 운반선에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 중소형 LNG 운반선에 IMO B 형식 탱크를 적용하고 설계의 안정성 및 적합성을 검증하는 것을 목표로 하였고, B 형식 탱크를 적용하는 경우 필수적으로 수반되는 파괴역학 기반의 균열 진전 해석 및 가스 누출을 대비하여 설치되는 부분 2차 방벽의 크기의 결정을 위한 내용을 소개하였다. LNG 운반선 적용에 적용되는 국제 규정인 IGC 코드를 이용하여 설계 수명동안 균열 진전 해석에 적용될 응력 분포를 산정하는 방법을 제시하였고, Paris 법칙과 British Standard 7910 (BS 79110) 기반의 균열 진전 해석 프로그램을 개발하여 표면 균열 진전 해석을 수행하였다. 다음으로 2차 방벽의 크기를 결정하기 위하여, 초기 관통 균열의 크기를 가정할 수 있는 방법론을 제시하고, 균열 감지 후 회항 가능 기간인 15일 동안의 관통 균열 진전 해석을 수행하여 국제 규정에서 요구하는 B 형식 화물 탱크의 안정성 및 적합성을 검증하였다. 더 정확한 피로 균열 진전 해석을 위하여 코드 기반에 더하여 직접 해석을 통한 해석 절차 개발 및 검증이 필요할 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권6호
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• pp.637-647
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• 2014

국내 가압경수로형 원자로의 압력용기 상부헤드에는 많은 제어봉구동장치(CRDM) 노즐이 분포한다. 이들 노즐은 억지끼워맞춤(Shrink fitting) 방식으로 결합되어 용접 처리 된다. 용접에 의해 발생되는 인장잔류응력은 일차수응력부식균열을 발생시키는 주요 요인이다. 이러한 이유로 최근 15 여 년 동안 관통노즐 용접부 부위에서 균열 발생 사례가 증가하고 있으며, 이를 극복하기 위해 다양한 방안이 모색되고 있다. 또한 용접과정에서 발생되는 불필요한 결함은 일차수응력부식균열(PWSCC)을 가속화 시키는 원인이 되기도 한다. 원자로 제작과정에서 용접에 의한 결함은 보수용접에 의해 즉시 수리가 이루어 진다. 기존의 연구에서는 정상적인 용접과정에서 발생되는 잔류응력을 예측하였으나, 본 연구에서는 용접과정에서 발생되는 결함을 보수하기 위해 실시되는 보수용접이 용접잔류응력에 미치는 영향을 분석하였다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.13-22
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• 2012

According to recent research on leak-rate estimates to assess rupture probabilities of nuclear piping which contains a circumferential surface/through-wall cracks due to PWSCC, i.e., xLPR (Extremely Low Probability of Rupture) program, it has been revealed that the use of crack shape with an idealized circumferential through-wall crack during actual crack growth can lead to overestimate of the leak-rate. Thus, for accurate estimation of the leak-rate during crack growth, the more realistic crack shape that can simulate the crack shape transition from surface crack to through-wall crack should be used. In this context, in the present study, the elastic crack opening displacement of slanted circumferential through-wall crack in thick-walled cylinder was proposed based on 3-dimensional elastic finite element fracture mechanics analyses. To propose the elastic crack opening displacement of slanted circumferential through-wall crack in thick-walled cylinder, the geometric variables affecting crack opening displacement, i.e., thickness of cylinder, reference inner crack length and slant crack ratio were systematically varied. In terms of loading conditions, axial tension, global bending moment and internal pressure were considered. The present results can be applied to calculate the leak-rate considering more realistic crack shape transition from surface crack to idealized through-wall crack, and can be expected to enhance current leak-rate estimation scheme, for instance, in xLPR program etc.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2005년도 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.241-243
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• 2005

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
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• 한국안전학회 2004년도 춘계 학술발표회
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• pp.10-15
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• 2004

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권7호
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• pp.1170-1178
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• 2003

This paper provides approximate J estimates for off-centred, circumferential through-wall cracks in cylinders under bending and under combined tension and bending. The proposed method is based on the reference stress approach, where the dependence of elastic and plastic influence functions of J on the cylinder/crack geometry, the off-centred angle and strain hardening is minimised through the use of a proper normalising load. Based on published limited FE results for off-centred, circumferential through-wall cracks under bending, such normalising load is found, based on which the reference stress based J estimates are proposed for more general cases, such as for a different cylinder geometry and for combined loading. Comparison of the estimated J with extensive FE J results shows overall good agreements for different crack/cylinder geometries and for combined tension and bending, which provides sufficient confidence in the use of the proposed method to fracture mechanics analyses of off-centred circumferential cracks. Furthermore, the proposed method is simple to use, giving significant merits in practice.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권6호
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• pp.67-73
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• 2001

Three dimensional, elastic-plastic finite element(FE) analyses for circumferential through-wall cracked pipes under combined tension and bending are performed using actual tensile data of stainless steel, for two purposes. The first one is to validate the recently-proposed enhanced reference stress (ERS) method to estimate the J-integral and COD for circumferential through-wall cracked pipes under combined tension and bending. The second one is to compare those results with the GE/EPRI estimations. The FE results of the J-integral and the COD, resulting from six cases of proportional and non-proportional combined tension and bending, compare very well with those estimated from the proposed method. Excellent agreements of the proposed method with the detailed FE results provide sufficient confidence in the use of the proposed method to the Leak-Before-Break(LBB) analysis of through-wall cracked pipes under combined tension and bending.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.125-130
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• 2003

This paper provides approximate J estimates for off-centred, circumferential through-wall cracks in cylinders under bending. The proposed method is based on the reference stress approach, where the dependence of elastic and plastic influence functions of J on the cylinder/crack geometry, the off-centred angle and strain hardening is minimised through the use of a proper normalising load. Based on published limited FE results for off-centred, circumferential through-wall cracks under bending, such normalising load is found, based on which the reference stress based J estimates are proposed for more general cases, such as for a different cylinder geometry. Comparison of the estimated J with extensive FE J results shows overall good agreements for different crack/cylinder geometries which provides sufficient confidence in the use of the proposed method to fracture mechanics analyses of off-centred circumferential cracks. Furthermore, the proposed method is simple to use, giving significant merits in practice.