• Title/Summary/Keyword: 에너지 해방율

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Effects of Crack Velocity on Fracture Properties of Modified S-FPZ Model (수정 특이-파괴진행대이론의 파괴특성에 대한 균열속도의 영향)

  • Yon Jung-Heum
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.16 no.4 s.82
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    • pp.511-520
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    • 2004
  • The fracture energy evaluated from the previous experimental results can be simulated by using the modified singular fracture process zone (S-FPZ) model. The fracture model has two fracture properties of strain energy release rate for crack extension and crack close stress versus crack width relationship $f_{ccs}$ ( w ) for fracture process zone (FPZ) development. The $f_{ccs}$( w ) relationship is not sensitive to specimen geometry and crack velocity. The fracture energy rate in the FPZ increases linearly with crack extension until the FPZ is fully developed. The fracture criterion of the strain energy release rate depends on specimen geometry and crack velocity as a function of crack extension. The variation of strain energy release rate with crack extension can explain theoretically the micro-cracking, micro-crack localization and full development of the FPZ in concrete.

The Notched Strength and Fracture Criterion in Plain Woven Glass/Epoxy Composites With a Crack (노치부를 가진 Glass/Epoxy 복합재료의 노치강도 평가와 불안정 파괴조건)

  • 김정규;김도식
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.7 no.2
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    • pp.57-67
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    • 1993
  • The fracture behavior of plain woven glass/epoxy composite plates with a crack is investigated under static tensile loading. It is shown in this paper that the characteristic length associated with the point stress criterion depends on the crack length. To predict the not ched tensile strength, the point stress criterion proposed by Whitney and Nuismer are modified. An excellent agreement is found between the experimental results and the analytical prediction of the modified point stress criterion. The condition of unstable crack growth in the presence of a per-existing flaw(machined notch) is examined by means of the maximum stress intensity factor $K_max$ using maximumload P$_max$. The values of $K_max$ evaluated from energy release rate G$_max$(the compliance me thod) indicate a wide difference. Therefore in regard to anisotropy and heterogeneity of the composite materials studied, the modified shape correction factor f(a/W) is obtained. $K_max$evaluated by the compliance method a little or insignificantly depends on the initial crack length a, the specimen thickness B, the crack angle .theta. and the specimen geometry.

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Fracture Mechanics Analysis of Multi-Phase Material by Finite Eelement Method (유한요소법에 의한 다상재료의 파괴역학적 해석)

  • 표창률;김영진
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.2
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    • pp.221-228
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    • 1989
  • The objective of this paper is to develop a numerical technique for analyzing crack driving forces in multi-phase materials. The analysis was based on finite element method coupled with a virtual crack extension technique which is known as the most efficient tool in computational fracture mechanics analysis. The modified J-integral method, proposed by Miyamoto and Kikuchi for the analysis of dual-phase material was carried out by subtracting the J-values for contours surrounding each phase boundary from the J-values for overall contour. It was shown that the proposed numerical procedure, based on the modified J-integral coupled with a virtual crack extension technique, can be used as an effective numerical tool for determining crack driving forces in multi-phase materials.

Initial Crack Length Effect for the Interlaminar Mode I Energy Release Rate on a Laminated UHMWPE/CFRP Hybrid Composite (UHMWPE/CFRP 적층하이브리드 복합재의 층간 Mode I 에너지해방율에 미치는 초기균열길이의 영향)

  • Song, Sang Min;Kang, Ji Woong;Kwon, Oh Heon
    • Journal of the Korean Society of Safety
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    • v.34 no.3
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    • pp.1-7
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    • 2019
  • A variety of composite materials are applied to industries for the realization of light weight and high strength. Fiber-reinforced composites have different strength and range of application depending on the weaving method. The mechanical performance of CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) in many areas has already been demonstrated. Recently, the application of hybridization has been increasing in order to give a compensation for brittleness of CFRP. Target materials are UHMWPE (Ultra High Molecular Weight Polyethylene), which has excellent cutting and chemical resistance, so it is applied not only to industrial safety products but also to places that lining performance is expected for household appliances. In this study, the CFRP and UHMWPE of plain weave, which are highly applicable to curved products, were molded into laminated hybrid composite materials by autoclave method. The mechanical properties and the mode I failure behavior between the layers were evaluated. The energy release rate G has decreased as the initial crack length ratio increased.

A Study on the Determination of Stress Intensity Factors in Orthotropic Plane Elastic Bodies (직교이방성 평면탄성체의 응력확대계수 결정에 관한 연구)

  • Jin, Chi Sub;Lee, Hong Ju
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.13 no.5
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    • pp.19-27
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    • 1993
  • Recent work in the mechanics of fracture points out the desirability of a knowledge of the elastic energy release rate, the crack extension force, and the character of the stress field surrounding a crack tip in analyzing the strength of cracked bodies. The objective of this work is to provide a discussion of the energy rates, stress fields and the like of various cases for anisotropic elastic bodies which might be of interest. Reinforced concrete, wood, laminates, and some special types of elastic bodies with controlled grain orientation are often orthotropic. In this paper, determination of the stress intensity factors(SIFs) of orthotropic plane elastic body using crack tip singular element and fine mesh in near the crack tip is performed. A numerical method in this paper was used by displacement correlation method. A numerical example problem of an orthotropic cantilevered single edge cracked elastic body subjected to shear loading was analyzed, and the results of this paper are in good agreement with those of the others.

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The Effect of Hole Size on the Failure Strength and Fracture Toughness in Polymer Matrix Composite Plates (Plastic기 복합재료의 파손강도 및 파괴인성에 미치는 원공크기의 영향)

  • Kim, Jeong-Gyu;Kim, Do-Sik
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.3 no.2
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    • pp.197-204
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    • 1993
  • Abstract The effects of the hole size and the specimen width on the fracture behavior of several fabric composite plates are experimentally investigated in tension. Tests are performed on plain woven glass/ epoxy, plain woven carbon/epoxy and satin woven glass/polyester specimens with a circular hole. It is shown in this paper that the characteristic length according to the point stress criterion depends on the hole size and the specimen width. An excellent agreement is found between the experimental results and the analytical predictions of the modified failure criterion. The notched strength increase with an increase in the damage ratio, which is explained by a stress relaxation due to the formation of damage zone. When the unstable fracture occurred, the critical crack length equivalent for the damage zone is about twice the characteristic length. The critical energy release rate $G_c$ is independent of hole size for the same specimen width. The variation of $G_c$ according to the material system, fiber volume fraction and specimen width relates to the notch sensitivity factor. $G_c$ increases with a decrease in the notch sensitivity factor, which can be explained by a stress relaxation due to the increase of damage zone.

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물리.화학적 방법에 의한 참돔(Pagrus major)의 품질판정에 관한 연구

  • 김태진;배진한;심길보;여해경;정호진;조영제
    • Proceedings of the Korean Aquaculture Society Conference
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    • 2003.10a
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    • pp.155-156
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    • 2003
  • 우리나라는 해방 후 어려웠던 경제난국에서 벗어나 산업발전기에 접어들면서 수산물보다는 식탁에서 육류의 섭취가 상대적으로 많이 증가되었다. 그러나 최근에 들어와서는 외식산업의 현저한 발달과 더불어 즉석편리식품이나 육류의 소비가 증가함에 따라 비만, 동맥경화 및 영양의 과잉공급에 따른 각종 성인병이 만연하고 있는 실정이단, 이러한 시점에 수산물이 가지고 있는 건강기능성이나 생리효과가 식품관련 연구자들에 의해 밝혀지면서 생선회가 건강지향성과 기호성이라는 측면에서 두 가지 조건 모두를 만족시키는 식품으로 자리잡아 외식산업의 한 축을 이루어 생선회의 소비는 급증하고 있으나, 자연산 활어는 남획에 따른 자원고갈 및 어장축소 등 여러 가지 이유로 현재 유통되고 있는 생선회의 90% 이상은 양식산 활어이며, 양식 활어의 생산량 또한 1980년대 후반에 비하여 10배 이상 증가되어 있을 뿐만 아니라 가까운 중국이나 일본 등지에서 생선회로 먹기 위하여 많은 량의 활어가 수입되고 있는 실정이다 이렇게 생산된 활어는 활어시장에서 활어의 품질에 관계없이 중량을 기준으로 거래되고 있어 여러 가지 문제를 야기시킬 수 있다. 그러므로, 활어 품질판정 기술의 개발은 우리나라 양식업의 대외경쟁력을 갖추게 할 뿐만 아니라 어민소득을 향상시킬 수 있다. 또한 활어의 유통 질서를 갖추기 위해서 양식활어 근육의 품질을 정확하고도 신속하게 판정할 수 있는 기술을 개발하고자 하였다. 그러므로, 육질의 판정을 위한 기초자료로써 사육수조에서 운동여부와 운동횟수에 의한 양식 활어의 품질을 비교 검토하였다. 운동사육구(2회/1일, 0.5m/s)와 비운동사육구의 초기수분함량은 각각 73.44±0.87%, 72.88±0.25%의 함량이였다. 운동사육시간이 길어질수록 운동사육구에서는 수분함량이 운동5일째에는 73.56±0.22%였으며, 운동 20일에는 75.88±0.94%로 초기수분함량보다는 3%정도 증가하였다. 반면, 비운동사육구에서는 큰 변화를 나타내고 있지 않았다(p<0.05). 운동과 비운동시킨 참돔의 지질 함량의 변화는 운동시킨 참돔은 운동으로 인한 에너지 소비로 인하여 함량이 유의적으로 감소했으며(r=-0.35), 비운동사육구에서는 절식으로 인하여 지질함량이 감소하였다(r=-0.38). 파괴강도와 가장 밀접한 영향을 가지는 콜라겐은 운동과 비운동 모두 사육기간동안 큰 변화는 보이지 않았다. 초기의 파괴강도값은 1.45±0.02kg(운동사육구), 1.36±0.18kg(비운동사육구)이였으며 사육기간동안 운동사육구는 파괴강도값이 증가한 반면, 비운동수조에서는 참돔의 파괴강도는 사육기간동안 큰 유의차가 없었다. 각 성분간의 상관도를 살펴보면, 수분함량과 파괴강도는 상관성을 가졌으며, 지질함량과 파괴강도도 같은 경향은 나타내었다. 운동기간동안의 파괴강도와 콜라겐 사이에는 상관성의 거의 없었다. 이는 운동기간에 따른 파괴강도의 증가가 콜라겐의 함량의 증가보다는 지질함량의 감소와 수분함량의 증가와 같은 성분과의 상관성이 크다고 판단된다. 다음으로는, 운동횟수에 의한 영향으로써 운동시간을 1일 6시간으로 설정하여, 운동횟수를 결정하기 위하여 오전, 오후에 각 3시간씩 운동시키는 방법과 오전부터 6시간동안 운동시키는 두 방법을 이용하여 품질을 비교하였다. 각 조건에 따라 운동시킨 참돔의 수분함량을 나타낸 것으로, 2회(오전 3시간, 오후 3시간)에 나누어서 운동시키기 위한 육의 수분함량은 73.37±2.02%를 나타냈으며, 1회(6시간 운동)운동시키기 위한 육은 71.74±1.66%을 나타내었다. 각각의 운동조건에서 양식된 참돔은 사육초기에는 큰 변화가 없었으나, 사육 5일 이후에는 수분함량이 증가하여 15일에는 76.40±0.14, 75.62±0.98%의 수분함량을 2회와 1회 운동시킨 참돔의 육에서 각각 나타났다. 운동횟수에 따른 지질함량은 2회 운동시킨 참돔은 5.83±2.08, 1회 운동시킨 참돔은 6.72±1.84%을 나타났으며, 사육기간이 증가할수록 함량은 감소하였다. 하루 1회운동시킨 참돔은 지질 함량의 감소율이 2회 운동시킨 참돔보다는 작았지만, 1회 운동시킨 참돔과 마찬가지로 운동기간동안 지질은 감소하였다. 운동횟수와 상관없이 운동기간동안 콜라겐의 함량은 큰 증가를 보이지 않았다. 파괴강도값은 운동횟수가 많을수록 증가하는 경향을 나타내었다. 운동시킨 참돔은 운동횟수에 상관없이 지질 함량이 감소할수록 파괴강도값이 증가하였으며, 운동횟수가 하루 2회인 참돔에서는 지질함량과 파괴강도값이 높은 상관관계를 나타내고 있다(p<0.05, r=0.866(2회/1일). 운동기간과 파괴강도의 값, 운동기간과 수분함량, 운동기간과 지질함량간의 상관성은 운동횟수에 상관없이 높은 상관관계를 나타냈다. 또한, 콜라겐함량은 운동기간과 상관관계 없이 상관성이 낮았다. 그러므로, 본 실험의 목적인 양식산 활어의 품질판정을 하기 위한 요인으로 동일 어종에는 콜라겐보다는 파괴강도, 수분함량 및 지질함량과의 관계를 상관성을 가지므로, 양식 활어의 품질판정 요인으로 선정하였다.

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