• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.2 no.2
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• pp.81-92
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• 1990

Concrete, a mixed material, has heterogeniety, anisotrophy and nonlinearity. Therefore, in its 'racture analysis, it is more reasonable to evaluate its fracture toughness by applying the concept of 'racture mechanics rather than the strength concept. Up to the present the concepts of fracture mechanics which were applied to concrete have been divided into two main classes. The one is the concept of linear elastic fracture mechanics and the other is the concept of elastic-plastic fracture mechanics. But it has been pointed out that there are many problems and irrationalities in applying the concept of linear elastic fracture mechanics to concrete. In this study, the J -integral method and the COD method mainly used in the analysis of nonlinear fracture mechanics, were introduced and the three point bending test was carried out for investigating the effects of the variation of the maximum aggregate size and notch depth on the fracture behavior and the crack growth of concrete, and the relationships of fracture energy and crack opening displacement. According to the results of this study the more the maximum aggregate size and the notch depth increased, the more the nonlinearity of load-deflection behavior was remarkable. The increase of the coarse aggregate size created the more ductility of concrete. Thus concrete showed the more stable fracture. As for the path of the crack growth, the more the coarse aggregate size increased, the more it was irregulary deviated from the straight line but it was not almost affected by the variation of the notch depth. Also, the fracture energy increased according as the coarse aggregate size increased and the notch depth decreased.

• International Journal of Highway Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.135-144
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• 2009

The purpose of this study is to develop a simple and rational crack evaluation system using Marshall tester. Fracture energy were used as a parameter to evaluate the crack resistance of asphalt mixtures. Marshall tester basically measures the vertical deformation obtained from the linear variable differential transformer(LVDT) attached on the specimen's exterior, which can cause a measurement error due to the local deformation near the loading head. Therefore, the validity of the measurement system of Marshall tester should be tested to use it in calculation of fracture energy. Two types of indirect tensile strength tests were performed using four types of asphalt mixtures at two temperature conditions. From the tests, it was shown that local deformation near the loading head had not occurred before a specimen was fractured, so that it did not cause the measurement error of fracture energy. And also from the statistic analysis, the coefficient of variation of vertical deformation measurements obtained on specimen's exterior is less than 15%. Thus, vertical deformation measurements obtained on the specimen's exterior can be used in crack evaluation system using Marshall tester.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.4 no.4
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• pp.149-160
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• 1992

콘크리트 압축강도가 설계의 규준이 될 경우 배합비를 결정하는 방법은 여러 가지가 있으나, 파괴에너지 및 탄성계수와 같은 규준이 주어질 경우 배합비 결정에 적용하는 방법은 거의 없다. 이를 위하여 본 연구는 콘크리트 재료성질의 관계에 관한 배합설계도(Mix design diagram)를 제안하였다. 이 방법은 시멘트량, 물-시멘트 비가 콘크리트의 압축강도, 탄성계수, 할렬인장강도, 파괴에너지 그리고 콘크리트 특성길이(Characteristic length)에 주는 영향을 실험에 의하여 규명하였다. 시편제작을 위하여 각기 다른 물-시멘트비와 워커빌리티를 갖는 6종류의 무근콘크리트 배합이 사용되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.250.2-250.2
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• 2010

빛과 공기 중의 이산화탄소를 고정화하여 생성되는 바이오매스(biomass)로부터 다양한 에너지 및 물질을 생산하는 연구는 석유고갈과 환경문제 해결의 한 방안으로서 활발히 진행되어 왔으며, 앞으로도 그 지속 가능성과 환경 친화성에 의해 바이오에너지 이용 및 보급은 꾸준한 증가세를 보일 것으로 전망된다. 바이오디젤, 바이오에탄올의 경우는 미국, 브라질, EU, 한국 등에서 상용화되어 사용되고 있으며 그 생산량이 계속적으로 증가하고 있다. 하지만, 바이오연료의 보급 증가는 식량 자원과의 충돌과 열대우림 파괴 등의 부작용을 일으키고 있다. 이러한 문제 해결의 일환으로 단위면적당 생산성이 대두, 유채보다 월등한 것으로 보고되는 미세조류에 대한 관심이 증가하고 있으며 우수 미세조류종 개발, 미세조류 고속배양 및 수확, 미세조류로부터 에너지 및 유용물질, 소재 생산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 미세조류로부터 바이오디젤 원료유를 생산하기 위해 Soxhlet을 이용한 추출 방법을 이용하였다. 추출되는 오일은 사용 용매의 극성에 따라 물성과 추출 효율에 차이가 큰 것으로 나타났다. 강한 극성의 용매일 경우, 엽록소와 단백질이 같이 추출되는 문제가 있으며 약한 극성 용매는 세포벽의 방해로 용매가 세포내부로 흡수되지 못하는 문제가 있다. 추출 효율이 높은 극성용매의 경우 불순물을 제거해야 고순도의 바이오디젤의 생산이 가능하고 비극성 용매는 추출 오일의 물성은 좋으나 수율이 매우 낮게 측정되었다. 이러한 동시추출을 방지함과 동시에 추출 효율을 높이기 위해 본 연구에서는 세포벽 파괴 후 용매추출하는 방법으로서 미세조류를 Microwave에 노출시켜 오일 추출율을 증가시키는 전처리 연구를 수행하였다. 전처리시, Microwave에 의한 열 발생은 미세조류를 탄화시키기 때문에 열매체로서 물을 혼합하여 탄화를 방지하고 세포벽 내외부의 가열효과로 세포벽을 파괴하고자 하였다. Microwave에 의한 에너지 손실을 줄이며 세포벽 파괴에 효과적인 수분혼합비를 조사하였으며 Microwave에 노출 후 잔류수분을 건조하고 효율적으로 용매를 접촉시키기 위해 분쇄를 수행하였다. 모든 전처리 반응을 거친 미세조류에서 약 2배 증가된 추출수율을 얻을 수 있었으며, SEM을 통해 전처리 미세조류와 미전처리 미세조류를 분석해본 결과 전처리 미세조류의 다공성이 증가함을 확인하였다. 또한, 90%의 메탄올에 미세조류를 녹여 엽록소 함유량을 측정한 결과, 전처리 미세조류의 엽록소가 미전처리 미세조류보다 약 7배가량 감소함을 확인할 수 있었다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.8 no.1
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• pp.130-137
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• 1996

본 연구는 정적 및 동적하중 재하상태에서 배합조건을 달리한 콘크리트의 파괴특성을 조사하고자 3점 휨 실험을 실시하였다. 실험은 물-시멘트비를 일정하게 유지한 상태에서 슬럼프 값을 변화시키는 경우와 슬럼프 값을 일정하게 유지하면서 물-시멘트비를 변화시키는 경우로 구분하여 배합비를 달리한 6가지 배합형태의 무근콘크리트 시편 54개를 제작하였다. 실험결과에 의하여 콘크리트의 파괴에너지(Gf)와 특성길이(lch)를 구한 수 이를 강도특성(f'c, fsp , Ec, ff)과의 상관관계를 규명하고 파괴에너지(Gf)를 이용한 배합설계의 타당성을 검토하였다.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.5 no.3
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• pp.187-194
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• 1993

본 논문에서는 유리섬유의 적층수, 유리섬유의 배향각도에 대한 유리섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics ; GFRP)의 인장거동 변화를 고찰하고, 이들의 상관관계를 규명하기 위하여 일련의 GFRP 시험체에 대하여 인장실험을 수행하였다. 시험체는 폭12.5mm, 길이 60mm크기로 일정하게 제작하였으며, 시험체에 대하여 인장실험을 수행하였다. 시험체 제작시 유리섬유로 적층수는 14, 22, 30층, 유리섬유의 배향각도는 0$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$로 하였다. 인장실험시 각 시험체의 파괴양상, 극한하중 및 하중변화에 대한 인장변형율을 조사하였고, 이들 결과를 토대로 유리섬유의 적층수와 배향각도에 따른 GFRP의 극한하중, 응력-변형율 선도 및 탄성계수 등을 비교 분석하였다. 한편 본 논문에서는 유리섬유의 적층수, 직경 변화에 따른 GFRP관의 파괴거동을 고찰하기 위하여 4점 재하법에 의한 GFRP관의 휨파괴실험을 수행하였다. 실험에 사용된 시험체는 길이 1200mm로 하였으며, 유리섬유의 적층수를 30, 35, 40층, 관의 직경을 50, 100, 150mm로 하였다. 파괴실험시 각 시험체의 하중변화에 대한 휨 변형율, 중앙점 처짐량 및 항복하중을 측정하였고, 이들 결과를 토대로 유리섬유으 적층수와 관의 직경에 따라 GFRP관의 항복하중 및 파괴에너지를 비교 분석 하였으며, 항복시 파괴에너지를 추정할 수 있는 제안식을 유도하였다.

• Journal of the KSME
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• v.26 no.5
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• pp.382-388
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• 1986

대량생산화, 대량수송화, 대량저장화, 고속화, 에너지 절약화 등 변천하는 시대의 흐름에 따른 혁신적인 요구에 호응하기 위한 구조물 및 기기의 대형화나 고성능화에 대한 문제나 새로운 환 경의 적응 문제 등에 봉착하게 되었다. 따라서 새로운 기술이 개발되어 상기의 요구에 호응하는 특수한 고강도강, 내식재료, 고인성 저온재료를 개발하여 적용시켜 왔지만 새로운 기술, 새로운 조건에 미흡한 경험과 새로운 지식의 결여 등으로 인하여 파괴는 끊이지 않았으니 이에 새로운 문제점을 잉태하였으며, 오랫동안 반성을 함께 하는 시련을 겪지 않을 수 없었다. 따라서 주어진 각 조건과 문제점에 따른 새로운 방법론이 대두되고 각 분야의 지식 축적과 발전에 의하여 각 각의 문제를 해결해 왔다. 이와 같은 끓임없는 노력으로 파괴의 사고건수는 나날이 감소되었 지만 전체 파괴 중 피로파괴는 줄지 않고 문헌에 따라 60~90%로 분석되어지고 있다. 피로파 괴는 "돌연의 파괴"이므로 각종 파괴 중에서 특별히 경계의 대상이 되고 있다. 이에 본고에서는 과거의 특이할 만한 파괴의 예를 들어 파괴역학의 발달과 더불어 확장. 적용되어 온 최근의 파 괴에 관한 흐름을 알아 보겠다.름을 알아 보겠다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.13 no.5
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• pp.911-920
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• 1989

It this study, beam-type bend specimen is used to evaluate the interlaminar fracture toughness of laminated composite under mixed-mode deformations. The specimen is loaded under three-point bending and hence produced mixed-mode deformations in the vicinity of the crack tip according to the variation of the thickness ratio on delamination plane. Total energy release rate is obtained by elementary beam theory considering the effect of shear deformation. The partitioning of total value into mode-I and mode-II components is also performed. The mixed-mode interlaminar fracture toughness is evaluated by experiments on specimens with several thickness ratios of delamination plane. As the part of delamination plane is thicker, the effect of shear deformation on total energy release rate is increased. Beam-type bend specimen men may be applied to obtain informations on the mixed-mode interlaminar fracture behavior of laminated composites.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.3 no.2
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• pp.140-144
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• 1993

Abstract To modify brittleness among the properties of thermosetting epoxy resin, a reactive additive. succinonitrile(SN) was introduced to Diglycidyl ether of bisphenol A(DGEBA)-4, 4'-methylene dianiline (MDA) system. Fracture behavior was microscopically studied during breaking of composite materials. As a result, post debond friction energy was the most significant for breaking the composite having glass fibres, pull-out energy was the next significant and debonding energy was the last. It was observed that shear stress between glass fibre and epoxy matrix was main factor for fracture behavior. Reactive additive, SN made shear stress deteriorated.

• Journal of the KSME
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• v.19 no.3
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• pp.190-196
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• 1979

본 강좌에서는 강도와 밀접한 관계를 가지고 있는 파양문제에 대하여, 특히 파괴된 파단면을 중심으로 기초적인 일반사항을 기술해 보고져한다. 그 내용으로는 파괴와 Fractograph, 전자현 미경과 Peplica 법, Shadowing의 유효성, 파괴의 종류와 Fractograph의 일열 및 파단면형성에 관한 기구등이다. 물체가 파괴된다고 하는 것은 외력을 가하면 물체가 2개로 나누어진다는 단 순한 현상이라고 생각되기 쉽지만, 실제로는 물체가 왜, 이렇게 파괴되는가에 대해서는 알 수 없는 것이 대단히 많다. 고체가 2개로 분리되는 macro 현상은 원자배열이나 응집력등과 같은 micro적인 것에 기인하는 복잡한 것들이 있다. 이미 여러분들이 아는 바와같이, 구조물이나 기 계의 파괴는 돌이킬 수 없는 사고에 이르기 쉽다. 작은 부품 1개의 파괴라던지, 강판의 흠이 원 인이 되어 항공기나 선박등의 사고가 생기는 경우가 있다. 금후에는 원자로나 핵융합반응장치 등이 인류의 에너지원으로서 많이 이용될 가능성이 있지만, 파괴사고가 허용되어서는 안된다. 과학기술의 진보와 더불어, 기계 및 구조물에는 보다 가한 재료가 요구되고, 개발되어가고 있다. 따라서 충분히 안전하게 설계되어 있다고 생각할 수 있는 구조라 하더라도 재료내부의 결함을 기점으로 하여 가끔 파괴가 일어남은 부인하지 못할 사실이다.