• 대한토목학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.135-145
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• 1988

본(本) 연구(硏究)는 재료(材料)의 배합(配合)이 단순한 mortar를 제작 그 균열발생을 관찰, 측정하여 정적하중(靜的荷重)에 의한 균열 및 일정진폭을 갖는 동적하중(動的荷重)에 의한 균열성장영역 예측을 시도한 것이다. 사용시편은 mortar의 배합비(配合比)와 물-시멘트비(比)를 달리하여 ASTM E 561-80에서 제안한 CLWL-DCB(crack-line-loaded-double-cantilever-beam)의 제1방법인 벽개형(劈開型)모드(opening mode)에 의거 균열성장거동을 측정하였다. 본(本) 실험(實驗)에서는 X-Y recorder에 나타난 하중(荷重)(P)-균열개구변위($2V_1$), 균열개구변위($2V_1$)-균열선단개구변위($2V_2$)의 diagram을 해석하여 정적하중(靜的荷重)에 의한 균열선단의 비선형적인 미소균열을 포함하는 유효균열길이(effective crack length; $a_e$)와 균열선단의 미소균열을 제외한 물리적균열길이(physical crack length; $a_m$) 및 replica 필름으로 구한 균열길이(replica crack length; $a_t$)의 상관관계와 일정진폭을 갖는 반복하중에 의한 $a_e$, $a_m$, $a_t$를 구하여 정적하중(靜的荷重)에 의한 균열특성과 동적하중(動的荷重)에 의한 균열특성을 조사한 것이다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
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• pp.330-335
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• 1998

국내 전자력 발전소 J-1호기의 증기발생기 전열관에 발생한 1차측 응력부식균열(PWSCC) 결함 데이터를 기초로하여, PWSCC 발생률 및 성장률에 대한 Shot-Peening 효과를 조사하였다. 이를 위하여, (i) Weibull 기울기, (ⅱ) 주기별 성장률 및 (ⅲ) 평균 결함길이 등을 분석하였다. Shot-Peening에 의해 PWSCC 결함 발생틀 및 성장틀은 전반적으로 감소하였으나, Shot-Peening 직후에는 급격한 증가 양상물 보인 후 다시 감소하였다. 한편 Shot-Peening의 PWSCC 절함 성장에 대한 감소 효과는 새로운 결함에 국한되며, 기존의 결함에 대해서는 영향이 거의 없는 것으로 나타났다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.39.1-39.1
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• 2011

가압경수로의 압력경계기기는 약 $300^{\circ}C$, 150기압의 고온고압수환경에서 가동되고 있다. 특히 가압기 밀림관은 고온수와, 저온수가 교차하는 부분으로 열성층 형성으로 열적, 기계적 피로 및 수화학환경이 더해진 부식피로 등에 의하여 손상을 받는다. PWR 원전에서 수화학환경은 대표적으로 용존산소(DO) 5ppb, pH 6~8, 용존수소(DH) <30 cc/kg, 온도 $316^{\circ}C$의 환경을 유지하게 된다. 가압기 밀림관에는 오스테나이트계 스테인리스강이 사용되는데, 오스테나이트계 스테인리스강은 고온 수화학환경에 민감한 것으로 알려져 있다. 따라서 오스테나이트계 스테인리강을 공기중에서의 기계적특성 및 피로특성을 향상시키기 위하여 질소를 첨가한 스테인리스강을 제조하여 PWR 원전환경에서의 피로균열성장특성을 평가하였다. 실험에 사용된 재료는 PWR 원전 가압기 밀림관 소재인 Type 347 스테인리스강에 0.0005 wt%가 첨가된 상용재와 0.11 wt% 질소가 첨가된 재료이다. 사용된 시편형상은 두께 5 mm, 폭 25.4 mm의 CT 시편이다. 수화학환경은 150기압, 온도 $316^{\circ}C$, 용존산소(DO) 5ppb, 용존수소(DH) 30 cc/Kg, pH는 약 7로 유지 하였으며, 응력비 0.1, 하중 반복속도 10Hz의 기계적 조건에서 하중제어로 시험을 진행하였다. 균열길이는 직류전위차법(Direct Current Potential Drop: DCPD)을 이용하여 측정하였다. 질소함량이 증가할수록 동일 사이클에서 균열길이가 늦게 성장하였고, 피로균열성장속도도 약간 늦어지는 것으로 나타났다. 각 스테인리스강의 피로파면 관찰결과 상용재는 약 1 ${\mu}m$의 산화물들이 생성되는 반면 질소첨가 스테인리스강은 약 0.1 ${\mu}m$정도 산화물이 생성되었다. 산화막의 두께도 질소가 첨가됨으로써 상용재에 비해 얇게 생성되었다. 따라서 질소가 첨가됨으로써 부식환경에서 내산화성이 향상되었으며, 이는 피로균열성장특성에 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제20권1호
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• pp.65-72
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• 2010

암반발파에서 평활한 파단면을 확보하고 굴착손상영역을 제어하기 위하여 노치장약공을 이용한 균열제어공법이 제안되었다. 본 연구에서는 노치형상과 장약조건이 균열발생 및 성장에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 날개형 노치장약공을 갖는 발파모델을 구축하고 동적 파괴과정 해석법을 이용한 암반 파괴과정 해석을 수행하였다. 그 결과, 노치 길이가 증가함에 균열의 성장 길이가 증가하며 파단면의 거칠기가 감소하고 장약공 상하부에 손상균열의 발생이 억제되는 경향을 보였다. 해석결과로부터 노치 길이 및 개구 폭에 따른 응력집중계수의 변화 및 균열발생 양상을 비교 분석하여 균열제어에 미치는 영향인자에 대하여 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권11호
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• pp.1137-1143
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• 2015

프레팅 피로균열의 2단계 성장과 분지, 즉 균열이 경사방향으로 성장하다가 방향을 전환하여 수직방향으로 성장하는 과정을 유한요소법으로 해석하였다. 해석에서 A7075-T6의 프레팅 피로실험자료를 이용하였다. 균열성장방향을 결정하는 기준으로 최대 접선응력확대계수, 최대 접선응력확대계수범위, 최대 균열성장속도의 적용 가능성을 검토하였다. 하나의 기준으로는 분지 전후의 균열성장방향을 모사할 수 없고, 분지 전후에 다른 기준을 적용하면 모사가 가능하였다. 또한 분지가 발생하는 균열 길이를 결정하는 방법도 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.357-364
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• 2002

CLWL-DCB 시험편에 대한 변위제어 파괴실험으로 381mm의 균열성장에 대한 저항곡선이 유도되었다. 변형률 게이지를 사용하여 측정된 평균 균열성장속도는 0.70 mm/sec와 55mm/sec이었다. 초기균열에서 측정된 회전각도는 0.70 mm/sec와 55mm/sec의 균열속도에 대해 각각 최소한 171mm와 93mm의 균열성장 이전에 특이성이 존재하는 것을 보여주었다. 저항곡선의 최대 기울기는 0.70mm/sec 균열속도에 대해 25.4mm와 88.9mm 그리고 55mm/sec 균열속도에 대해 50.8 mm와 127mm의 균열성장길이 사이에서 발생되며, 미소균열 국부화에 의한 것으로 판단된다. 빠른 균열속도에서 미소균열성장 구역은 보다 길게 형성되며, 미소균열의 국부화 동안에도 큰 균열성장을 보였다. 0.70mm/sec 균열속도의 파괴저항은 152.4mm의 균열성장 이후에 평균 파괴에너지율의 약 70%인 143N/m의 비교적 일정한 값을 유지하였다. 55mm/sec 균열속도는 254mm 균열성장에서 최대 파괴저항 245N/m까지 증가한 후 파괴저항의 감소되어 불안정 균열성장이 발생될 수 있음을 보여준다. 55mm/sec 균열속도의 저항곡선은 TPB 실험과 유사하여, 시험편의 크기가 작거나 균열의 속도가 빠른 경우에 취성거동을 할 수 있는 것을 보여준다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권1호
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• pp.14-21
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• 2002

피로균열 성장거동 관찰을 위한 새로운 실험 방법의 개발이 필요하다. 이러한 요구를 만족시키기 위해서 본 연구에서는 영상처리기법을 피로시험에 도입하였으며, 영상처리시스템을 이용하여 표면피로균열길이를 측정하였다. 먼저 주기적으로 시험하중을 멈추는 동안 균열영상 데이터를 컴퓨터에 저장시켰다. 시험이 끝난 후에는 본 연구진에서 개발한 영상처리 소프트웨어를 사용하여 균열길이를 측정하였으며, 이를 위하여 블록매칭방법을 포함한 다양한 영상처리 기법을 적용하였다. 영상처리시스템으로 측정한 데이터와 현미경을 이용하여 수동으로 측정한 데이터를 비교하여 영상처리시스템의 유효성을 검증하였다. 만약 본 연구에서 제안한 방법을 균열성장거동을 자동적으로 관찰하거나 모니터 하는데 사용한다면 피로시험에 소요되는 시간과 노동력을 현격히 줄일 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권4호
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• pp.336-345
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• 2012

균열성장 수명에는 구조 형상의 복잡함, 작용하중의 변동, 재료물성 분포 등의 영향으로 불확실성이 포함된다. 따라서 이러한 불확실 인자들에 대해 계산된 수명의 강건성을 확보하기 위해서는 신뢰성 평가가 요구된다. 하지만 형상이 복잡한 터빈 휠의 경우 균열성장 수명 계산의 주요 변수인 응력확대계수의 표현식을 알기 힘들며, 이를 유한요소해석으로 계산하므로 수명 계산 및 신뢰성 평가에 많은 시간이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 균열성장 수명의 반응표면을 사용함으로써 신뢰성 평가의 효율성을 높일 수 있음을 고찰하였다. 이를 위해 형상이 복잡한 터빈 휠을 모델로 유한요소해석으로 생성된 응력확대계수 데이터를 회귀분석하여 근사모델을 생성한 후 응력확대계수의 회귀계수, Paris 계수, 초기균열길이에 대한 균열성장 수명의 반응표면을 생성하여 신뢰성해석에 사용하였다. 신뢰성해석은 몬테카를로 시뮬레이션으로 수행하였으며, 연구결과 반응표면의 사용이 신뢰성 평가 시 필요한 균열성장 수명의 계산량을 효과적으로 줄일 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.511-520
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• 2004

이 연구에서는 기존의 콘크리트 실험에서 평가된 파괴에너지를 수정 특이-파괴진행대 이론에 대해 해석하였다. 수정 특이-파괴진행대 이론은 균열성장에 대한 에너지해방률과 균열면의 파괴진행에 대한 균열면응력-균열폭 관계의 두 파괴특성을 필요로 한다. 해석결과 균열면응력-균열폭 관계는 시험편의 형상과 균열속도에 민감하지 않았다. 파괴진행대에서 파괴에너지율은 파괴진행대가 완전히 형성될 때까지 균열성장길이에 선형으로 증가하였으며, 이후에는 파괴에너지밀도로 일정한 값을 유지하였다. 변형에너지방출률은 시험편의 형상과 균열속도에 큰 변화를 보였으며, 균열속도에 대해서는 선형의 대수함수로 표현될 수 있다. 균열성장에 대한 변형에너지방출률의 변화는 다른 실험의 미세균열의 성장과 국부화 그리고 완전 파괴진행대의 형성에 대한 이론적인 근거를 보여준다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.138-146
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• 2013

본 논문에서는 두꺼운 배관에 존재하는 비 이상화된 원주방향 관통균열의 탄성 응력확대계수 해를 제시하였다. 이를 위해 3차원 탄성 유한요소해석을 수행하였으며, 배관의 형상 및 비 이상화된 원주방향 관통균열의 영향을 고려하기 위해 배관의 두께, 기준균열길이 및 관통균열길이 비를 체계적으로 변화시켰다. 하중 조건으로는 인장하중, 굽힘모멘트 및 내압을 고려하였다. 또한 본 논문에서는 이상화된 원주방향 관통 균열로부터 비 이상화된 원주방향 관통균열의 응력확대계수를 쉽게 계산하기 위해 관통균열 보정계수를 제시하였다. 본 논문의 결과는 실제 균열성장거동을 고려하여 원자력 배관의 배관파단확률을 보다 정확하게 계산하기 위해 적용될 수 있다.