• 터널과지하공간
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• 제30권3호
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• pp.256-269
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• 2020

본 연구의 목적은 KURT 화강암 시료의 포화유무에 따른 균열손상 기준과 파괴인성의 변화를 측정하는 것이다. 이를 위하여 일축압축시험을 이용한 소성체적변형률을 통해 KURT 화강암의 균열손상 기준을 도출하였다. 또한 암석의 파괴인성을 보다 신뢰성 있게 측정하기 위해 암석의 비선형적 변형에 대한 보정(Level II Method; ISRM, 1988) 을 통해 포화유무에 따른 KURT 화강암의 수정 파괴인성(corrected fracture toughness)을 측정하였다. 시험결과 건조시료의 평균 균열개시 응력(σ_ci)과 균열손상 응력(σ_cd)은 91.1 MPa과 128.7 MPa이었으며, 포화시료의 평균 균열개시 응력(σ_ci)과 균열손상 응력(σ_cd)은 58.2 MPa과 68.2 MPa이었다. 건조시료에 비해 포화시료의 균열개시 응력은 36% 감소하였으며 균열손상 응력은 건조시료 대비 47%나 감소되는 결과를 나타내었다. 균열손상 응력(σ_cd)이 상대적으로 더욱 감소하였음을 감안할 때 시료의 포화로 인해 더 낮은 응력조건에서 구조물에 대한 손상이 쉽게 발생할 수 있음을 알 수 있다. KURT 화강암의 비선형성을 고려한 수정 파괴인성은 0.811 MPa·m^0.5이었으며 포화시료의 수정 파괴인성은 0.620 MPa·m^0.5이었다. 즉 암석의 비선형성을 고려함으로써 파괴인성의 증가를 확인할 수 있었으며, 암석의 포화시 수정 파괴인성은 24% 감소하였다. 따라서 지하수 포화로 인해 암석 내 균열의 생성과 진전에 대한 저항성이 감소함을 알 수 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.185-197
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• 2001

본 연구는 온도에 따라 특성이 변하는 아스팔트 콘크리트의 파괴인성을 규명하기 위하여 기존의 유효균열 모델을 수정하는 연구를 다루고 있다. 본래의 ECM모델은 콘크리트와 같은 고체에 적용되도록 개발되어 재료의 포아슨 비를 고려하지 않는다. 하지만 아스팔트 콘크리트는 온도변화에 민감하여 온도에 따라 포아슨 비가 변화하므로 다양한 온도하에서 정확한 파괴 특성을 알기 위해서는 포아슨 비가 고려되어져야 한다. 3개의 개질아스팔트 결합재를 포함한 4가지 결합재를 사용하여 밀입도 아스팔트 혼합물을 제조하여 초기균열 보에 대한 3점 휨 시험을 $-5^{\circ}C$부터 $-35^{\circ}C$까지에서 수행하였다. 탄성계수, 휨강도 및 파괴인성을 시험을 통하여 구하였다. 시험결과 포아슨비가 고려되는 수정 ECM 공식을 사용하므로서 보다 정확한 값들을 얻을 수 있었다. 폴리머 개질 아스팔트 혼합물이 일반아스팔트 혼합물에 비하여 더 낮은 저온하에서 더 높은 강성과 파괴인성을 유지함을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제19권4호
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• pp.1-6
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• 2006

PSF/AS4 복합재 적층구조의 가속노화가 피로강도에 미치는 영향을 변분이론을 이용한 에너지 발산율(energy release rate) 분석을 이용하여 연구하였다. 변분이론 분석은 수지미소균열에 대한 파괴역학을 해석하는데 사용되어 왔으며 이 논문에서는 피로하중 하에서 가속노화 시간에 따르는 파괴인성이 어떻게 변하는가를 설명하였다. 수정된 Paris 법칙에 의한 선도는 각 재료마다. 미소균열이 형성되는 특성을 나타낸다. PSF/AS4 $[0/902]_s$ 적층구조가 60일 동안 유리천이온도에 근거를 두고 세분한 4개의 각기 다른 온도로 가속노화를 하였다. 모든 온도에서 파괴인성은 가속노화 시간에 따라 감소하였다. 높은 온도에서의 파괴인성의 감소는 낮은 온도에서의 감소보다 빠르게 진전되었다. 가속노화가 피로강도에 미치는 영향을 파악하기 위해 유리 천이온도인 섭씨 180도에 가까운 170도에서 60일 동안 노화한 것과 노화하지 않은 것을 비교하였다. 노화된 시편에 대하여 파괴인성의 변화(${\Delta}G_m$)가 낮은 값에서 미소균열이 형성되는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제8권4호
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• pp.385-393
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• 1984

본 연구에서는 다트식 낙하충격 시험에 있어서 인성의 강소성 플라스틱 재료 의 준정적 선형의 점탄성 모델이 구성되어 해석되었다. 완화계수함수, E(t)=E$_{f}$ +(E$_{o}$ -E$_{f}$ )e$^{-t/tR}$ 형태의 점탄성 재료의 수정된 Maxwell요소모델을 근거 로 충격속도, 파괴에너지, 임계응력등의 중요변수들의 상대적 종속성이 근사계산으로 평가되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권2호
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• pp.121-127
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• 2014

단층 그래핀 시트(Single layer graphene sheet, SLGS)의 찢어짐 모드(모드 III) 파괴 예측을 위한 원자 기반 미세결합요소모델이 개발되었다. 이 모델은 그래핀 시트의 최대 변형률 관계를 예측하기 위해 수정된 모스포텐셜을 사용한다. 면외 전단하중 조건에서 그래핀의 모드 III 파괴를 광범위한 분자역학(Molecular mechanics, MM) 시뮬레이션으로 조사하였다. 분자역학은 원자의 균열선단 근처 원자의 변위를 설명하기 위해 사용되었고, 선형탄성파괴역학은 이 영역 바깥의 영역을 설명하기 위해 사용되었다. 해석 결과 분자역학 방법이 SLGS의 전단 물성 계산뿐만 아니라 armchair 및 zigzag 방향 모드 III 파괴인성 연구에도 단순하면서도 신뢰할만하다는 것을 보여준다. SLGS 의 모드 III 파괴인성은 zigzag 방향에 대해 $0.86MPa{\sqrt{m}}$, armchair 방향에 대해 $0.93MPa{\sqrt{m}}$로 예측되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권2호
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• pp.167-173
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• 2016

본 논문은 유한요소해석을 이용한 고변형률 조건에서의 연성파손 해석기법을 제안한다. 고변형률 하중이 작용하는 구조물에 대한 파괴거동 예측을 위해 본 논문에서는 Johnson/Cook 모델을 고려한 수정응력 파괴변형률 모델을 사용하였다. 제시된 모델은 인장 실험 모사해석결과로부터 얻어지는 삼축응력 및 파괴변형률에 의해 파손이 정의된다. 다양한 실험속도의 인장 실험결과 및 정적 하중조건에서의 파괴인성 실험을 이용하여 수정응력 파괴변형률 모델의 변수를 결정하였다. 결정된 모델을 이용하여 동적하중조건에서 파괴인성시편에 대한 해석을 수행하였으며 해석결과와 실험결과를 비교하여 해석기법을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1472-1478
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• 1991

본 연구에서는 Rectangular Computer Tension(CT) 시편을 수정하여 만든 표준 시편인 MRL-CLWL시편(material research laboratorycrack line wedge loaded specimen )으로 균열정지 인성치를 결정하였다. 그리고 CT시편과 같은 효과를 갖는 Newman등 이 제안한 round compact tension(RCT)시편을 수정한 Round-CLWL 시편으로 균열정지인 성치를 결정하여 상호 비교평가하였다. Round-CLWL 시편은 시편제작시 round-bar를 절단하여 시편으로 가공할 수 있으므로 가공성이 좋으며 따라서 가공비가 적게 든다. 특히 균열 위치 및 방향을 임의로 선택하여 가공하기가 용이하므로 방향성이 있는 소 재의 균열정지 인성치를 결정하는 데 매우 편리한 시편이라 생각된다. 본 논문에서 는 Round-CLWL 시편으로 $K_{1a}$ 값을 계산하는데 필요한 형상계수를 결정하였으며, Polymethylmethacrylate(PMMA)를 사용하여 Round-CLWL 시편 채택의 타당성 확인을 위 한 MRL-CLWL과 Round-CLWL 시편 채택의 타당성 확인을 위한 MRL-CLWL과 Round-CLWL시 편의 $K_{1a}$결정 실험을 하였다.하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권3호
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• pp.165-170
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• 1989

준 동적 파괴가 일어나는 변형율속도 조건에서 A533B-1 원자로 압력용기강의 파괴인성 및 파괴저항특성에 미치는 변형율속도의 영향을 균열선단의 강 소성역 관찰 및 파면의 미세거칠기측정을 통해 연구하였다. 1/2T-CT 파괴시편에서 약 1.5mm 이하의 균열진전에 대해서는 소성일로 부터 구한 J와 수정 J가 거의 일치하였다. 파면의 미세거칠기로부터 구한 국부 변형율은 1.8-2.0 정도의 값을 나타내어 거시적으로 측정된 값보다 높은 값을 보여주었다. 이들 방법은 모두 변형율속도가 증가함에 따라 파괴인성은 증가하나 tearing modulus는 큰 변화가 없음을 보여주었다.

• 한국재료학회지
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• 제3권2호
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• pp.197-204
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• 1993

Plastic기 복합재료의 파괴거동에 미치는 원공크기오 판폭의 영향을 검토하기 위하여 단축인장시험을 행하였다. 점응력파손조건에서의 특성길이 $d_o$는 원공크기 및 판폭에 의존하며, 이를 기초로 파손강도를 예측하기 위한 수정 점응력 파손조건식을 제안하였다. 이 파손조건의 예측값은 실험값과 잘 일치하였다. 파손 강도는 원공선단의 손상비의 증가에 따라 증가하며, 이는 손상영역의 형성으로 인한 응력완화현상으로 설명되어 진다. 또한 불안정 파괴시의 최대균열길이 $a_c$는 특성길이 $d_o$의 약 2배의 값을 나타낸다. 파괴인성에 대응하는 한계에너지해방율 $G_c$의 변화는 원공선단의 손상영역의 증가에 의한 응력완화가 주요한 원인이라고 할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권6호
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• pp.539-546
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• 2016

본 연구에서는 C(T) 시편 측면 홈의 유무에 따른 J-R 곡선의 변화가 유한요소 손상해석의 모델변수 결정에 미치는 영향을 알아보았다. 손상해석은 수정 응력 파괴변형률 모델을 이용하였다. C(T) 시편은 SA508 Gr. 1a 배관재에서 채취하였고 일부에 측면 홈이 가공되었다. 시험은 상온과 원전 운전 온도인 $316^{\circ}C$에서 각각 수행되었으며, 시험 결과 얻은 J-R 곡선을 모사하여 손상모델 변수를 얻었다. 그 결과, 측면 홈의 유무에 따른 J-R 곡선의 변화는 손상모델 변수 결정에 영향을 주지 않음을 확인하였다.