• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.259-262
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• 2009

지진이나 충돌 등과 같은 동적 하중은 하중 속도에 따라 재료의 파괴 거동이 변하기 때문에 하중 속도는 하중의 위치나 크기와 더불어 재료의 파괴 거동을 결정짓는 중요한 요소 중 하나이다. 특히 콘크리트와 같은 취성재료의 경우 재료의 속도 의존적 거동에 의해 가해진 하중으로부터 발생된 균열의 형상이나 진행 형태가 변하므로 전체 구조물의 거동에도 큰 영향을 끼친다. 따라서 취성재료를 이용한 속도 의존적 파괴 거동에 관한 연구는 그 중요성에 의해 다양한 방법으로 진행되어져 왔으나, 해석을 통한 빠른 하중에서의 파괴 거동 해석은 대부분 무시되어왔다. 하지만 최근 폭발과 같은 매우 빠른 하중에서의 재료의 파괴 거동 대한 관심이 증대되고 있고, 그에 관한 연구의 필요성도 점차 커지고 있다. 따라서 본 연구에서는 irregular lattice model의 하나인 rigid-body-spring networks(RBSN)를 이용하여 취성 재료의 파괴 거동해석에 적합한 수치 해석 모델을 개발하였다. 동적 해석을 위해 각 요소에 질량을 부여하고, 각 요소의 거동은 시간 적분에 의하여 계산된다. 이를 이용하여 빠른 하중에서의 취성 재료의 파괴 거동 특성을 분석하고 기존 실험과의 비교를 통해 수치 해석 모델의 타당성을 입증하였다.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.24 no.3
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• pp.100-107
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• 1982

최근 철근 콘크리트 구조물의 지진하중 및 이와 유사한 진동하중에 대한 내진안전성 문제가 대두되어 이에 관한 모형공식체의 진동실험 및 실존구조물의 동적구조특성의 해석 등에 의한 내진성 향상을 위한 보강방법이 강구되고 있다. 본 연구에서는 진동하중에 파괴되기 쉬룬 철근 콘크리트 보와 기둥이 상호 교차되는 죠인트 구역의 동적파괴거동을 확인하기 위하여 "L"형 철근 콘크리트 죠인트와 부재를 제작, 모의지진하중 조건하에서의 동적 응답특성을 구명하고자 반복하중에 따른 joint구역과 보 및 기둥의 동적파괴거동을 고찰하였다. 특히 내진구조물 설계에 주요 요소인 연성(m)이 0.5, 1.0, 3.0일 때 각각 3회씩 그리고 m=5.0일 때 부재가 완전히 파괴될 때까지 4회 반복하여 반복하중을 작용시키면서 이때의 부재의 극한강도 및 그 변형성능을 LVDT System을 사용하여 조사분석하였으며, 파괴성상은 물론 배근효과에 대하여도 이를 구명하고자 노력하였다. 본 연구 결과 무엇보다도 부재의 강성과 내력의 향상 및 신축만곡, 전단변형 등의 변형성능의 개선 그리고 보의 휨파괴에 대한 보강 및 joint구역의 전단보강은 내진구조물 설계를 위하여 중요 사항임을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.11
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• pp.974-980
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• 1997

SiC$_{p}$/AI 합금 복합재료에 있어서 동적 및 정적파괴인성시험을 실시하고 파괴거동에 미치는 부하조건의 영향을 검토하였다. 동적파괴인성시험은 CAI시스템을 이용하여 1.5m/sec의 부하속도로 실시하였고, 정적파괴인성시험은 만능시험기를 이용하여 0.3 mm/min의 부하속도로 실시하였다. 또한 파괴과정을 명확히 해석하기 위하여 동적부하조건에 대해서는 stop block법을, 정적부하조건에 대해서는 복수시험편법을 이용하였다. 균열의 발생 및 성장은 부하조건에 의해 크게 영향을 받으며, 변위량에 대한 균열의 발생은 정적부하조건에서 더 빨리 일어나고, 균열의 성장은 동적부하조건에서 더 급격하다. 또한 부하조건은 파괴의 형태에도 크게 영향을 미치며, 동적부하조건하에서는 정적부하조건하에 비하여 균열이 입자부분(입자의 파단 또는 박리)을통과해 가는 경향이 크고 비교적 많은 편향을 반복해서 진행해 가지 때문에 파괴인성치도 크다.다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.22 no.5
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• pp.339-345
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• 2012

Information on the deformation behavior and fracture strength of rocks subjected to dynamic loadings is important to stability analyses of underground openings underground vibration due to rock blasts, earthquakes and rock bursts. In this study, Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) system was applied to estimate dynamic compressive and tensile fracture strengths of limestone and also examine deformation behavior of limestones under dynamic loadings. A micro-focus X-ray CT scanner was used to observe non-destructively inside the impacted limestone specimens. From the dynamic tests, it was revealed that the limestone have over 140MPa dynamic compressive strength and the strain-rate dependency of the strength. Dynamic Brazilian tensile strength of the limestone exceeds 21MPa and shows over 3 times static Brazilian tensile strength.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.5 no.2
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• pp.59-66
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• 2001

구조물 내진설계의 개념은 기존요구조건이라는 조항으로 시방서에 규정되어 있으며 구조물이 지진발생시에 안전성과 경제성을 최대한 확보할 수 있으며 비선형시간 이력해석을 수행하여 자진시의 동적거동을 기술함으로써 확인할 수 있다. 내진설계에 보편적으로 적용하는 응답스펙트럼해석법은 선형해석법으로 구조물의 비선형동적거동의 영향을 거동계수로 반영하므로 파괴메카니즘 및 기본 요구조건의 만족여부를 거동계수를 구하는 과정으로 결정할 수 있다. 이 연구에서는 내진설계방식에 의해 설계된 약진지역에 의한 화학공장건물의 모델인 3차원 철골뼈대구조물을 선정하고 거동계수를 결정하는 과정을 수행하여 지진시의 동적거동을 확인하였다. 이 연구의 결과, 현 시방서의 응답스펙트럼해석법에 적용되는 거동계수는 강진지역의 구조물의 경우 기능성 및 안정성 한계를 제시하지만 약진지역 구조물의 경우는 실제 동적거동과 무관하다는것과 약진 지역에 위치한 구조물의 내진설계에는 시방서가 제시한 내진설계방식을 적용하는 것이 주요한 사항임을 확인하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.265-268
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• 2011

하중 속도에 따른 콘크리트 재료의 역학적 특성은 구조물의 동적파괴거동에 영향을 미친다. 본 연구는, rigid-body-spring network를 이용하여 파괴해석을 수행하고, 거시적 시뮬레이션에서 속도효과를 표현하기 위하여 점소성 파괴모델을 적용하였다. 보정을 위해서 Perzyna 구성관계식의 점소성 계수들이 다양한 하중속도에 따른 직접인장실험을 통해서 결정되었다. 동정상승계수를 이용하여 하중 속도가 증가함에 따른 강도 증가를 표현하였고 이를 실험결과와 비교하였다. 다음으로 느린 하중속도와 빠른 하중속도에 따라 단순 콘크리트 보와 철근 콘크리트 보에 대한 휨 실험을 수행하였으며, 하중 속도에 따라서 서로 다른 균열 패턴을 관찰할 수 있었다. 빠른 하중은 보의 파괴가 국부적으로 나타나게 만드는데, 이는 속도 의존적 재료의 특성 때문이다. 구조적인 측면에서, 보강재는 느린 하중속도에서 균열의 크기를 줄이고 연성을 높이는 데 큰 영향을 미친다. 본 논문은 속도 의존적 거동에 대한 이해와 동적하중에 대한 보강효과를 제시한다.

• Computational Structural Engineering
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• v.10 no.3
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• pp.22-29
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• 1997

본 논문에서는 균열이 존재하는 구조부재에 충격이나 폭발하중이 가해진 경우 동적응력확대계수를 구하는 방법들은 논의하고 특히 코오스틱 실험법 및 수치적으로 코오스틱 곡선을 구하여 동적응력확대계수를 구하는 과정을 자세히 설명하였다. 폭발 및 충격에 의한 구조물의 파괴해석은 이와 같은 하중을 받는 압력용기, 빌딩, 초고속선, 해군 함정 등의 파괴강도설계 및 안전성 평가에 핵심기술로 대두되고 있으며 또한 우주항공산업, 고속전철, 암반역학 등의 여러 분야에서 중요한 의미를 갖는다. 따라서 앞으로도 균열진전 및 정지조건, 탄소성 동적파괴해석 및 재료의 충격거동 등에 대한 연구들이 계속되어져야 할 것으로 사료된다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.6 no.5
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• pp.45-51
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• 2002

The characteristics of nonlinear seismic behavior and failure mechanism of RC space frame in railroad viaducts have been studied by the numerical analysis in time domain. The structure concerned is modeled in 3 dimensional extent and the RC frame elements consisting of fibers are employed for the columns. The fibers are characterized as RC zone and PC one to distinguish the different energy release after cracking resulted from the bond characteristic between concrete and re-bar. Due to the deviation of the mass center and the stiffness center of the entire structure the complex behavior is shown under seismic actions. The excessive shear force is concentrated on the column beside flexible one relatively, which leads to the failure of bridge concerned.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.14 no.5
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• pp.689-697
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• 2002

The dynamic loads and load-point displacements of concrete three-point bend (TPB) specimens had been measured. The average crack velocities measured with strain gages were 0.16 ㎜/sec ∼ 66 m/sec. The fracture energy for crack extension was determined from the difference of the kinetic energy for the load-point velocity and the strain energy without permanent deformation from the measure external work. For all crack velocities, there were micro-cracking for 23 ㎜ crack extension, stable cracking for 61 ㎜ crack extension at the maximum strain energy, and then unstable cracking. The unstable crack extension was arrested at 80 ㎜ crack extension except the tests of 66 m/sec crack velocity. The tests less than 13 ㎜/sec crack velocity and faster than 1.9 m/sec showed static and dynamic fracture behaviors, respectively. In spite of much difference of the load and load-point displacement relations for the crack velocities, the crack velocities of dynamic tests did not affect on fracture energy rate during the stable crack extension due to the reciprocal action of kinetic force, crack extension and strain energy. During stable crack extension, the maximum fracture resistances of the dynamic tests was 147％ larger than that of the static tests.

• Journal of the KSME
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• v.28 no.4
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• pp.328-336
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• 1988

파괴인성은 내적 및 외적요인 등에 의해 변할 뿐만 아니라 조직의 불균질성 때문에 소성둔화 및 파괴가 균일하게 일어나지 않으므로 이에 대응한 파괴인성을 선택하여 평가함이 가장 중요하다. 또한 기계의 고속화에 따라 충격적인 하중에 의한 동적파괴의 문제가 중요하게 되고 이에 따라 동적파괴인성 평가법의 확립에도 많은 연구가 필요하다. 한편 피로균열진전거동의 실험에는 많은 시간과 인적 노력이 필요로 하며 이러한 문제점을 해결하여 균열진전 측정의 정밀화 및 효율성을 높이기 위해서는 컴퓨터의 이점을 적극적으로 응용할 필요가 있다.