• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.18 no.1
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• pp.75-83
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• 2014

In order to prevent brittle failure of concrete, steel fiber reinforcement is effective composite material. However ductility of steel fiber reinforced concrete may be limited due to shrinkage caused by large content of cement binder. Chemical prestressing for steel fiber reinforcement in cement matrix can be induced through expansive admixture and this can increase reinforcing effect of steel fiber. In this study, mechanical performances in concrete with CSA (Calcium sulfoaluminate) expansive admixture and steel fiber reinforcement are evaluated. For this work, steel fiber reinforcement of 1 and 2% of volume ratio and CSA expansive admixture of 10% weight ratio of cement are added in concrete. Mechanical and fracture properties are evaluated in concrete with steel fiber reinforcement and CSA expansive admixture. CSA concrete with steel fiber reinforcement shows increase in tensile strength, initial cracking load, and ductility performance like enlarged fracture energy after cracking. With appropriate using expansive admixture and optimum ratio of steel fiber reinforcement, their interactive action can effectively improve brittle behavior in concrete.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.18 no.3
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• pp.125-132
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• 2014

Steel fiber is a effective composite for crack resistance and improve structural performance under tensile loading. This study presents an evaluation of crack resistance and structural performance in cement mortar with steel fiber and expansion agent through internal chemical prestressing. For this work, cement mortar samples with 10% replacement of cement binder with CSA (Calcium-Sulfo-Aluminate) expansion agent and 1% volume ratio of steel fiber are prepared. Including basic mechanical properties, initial cracking load and fracture energy are evaluated in cement mortar beam with notch. Initial cracking load and fracture energy in cement mortar with CSA and steel fiber increase by 1.75 and 1.41~1.53 times compared with those in cement mortar with steel fiber. With optimum mix design for steel fiber and CSA expansive agent, the composite with chemical prestressing can be applied to various members and effectively improve crack resistance to external loading.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.62-72
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• 2007

Fracture analysis of human bone is necessary to predict the failure of musculoskeletal structures and to heal them by several possible mechanisms under different loading conditions. But human bone is a complex material, with a multiphase, heterogeneous and anisotropic microstructure. Due to the difficulty of obtaining experimental and clinical results, the importance of numerical analysis and computational simulations in biomechanics are increasing gradually. In this study, stress analysis for human femur model is performed by using the 2-dimensional finite element method(FEM) and its stress distribution is determined. From these results, the fracture mechanic parameters are calculated and the fracture criteria on human femur are investigated and discussed.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05c
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• pp.284-289
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• 1996

국산 원자로 압력용기강(ASME SA508 cl.3)을 대상으로 표준 샤피충격시험편(2 mm V- notch)과 피로균열(precracked Charpy) 시험편을 제작하여 계장화(instrumented)충격시험을 실시하고, 충격시험시 하중점(load point)의 변위(displacement) 혹은 시간의 변화를 하중의 변화와 함께 측정하였다. 측정결과를 파괴현상 및 파괴역학과 연계시켜 해석하므로서, 가능한한 소량의 시험편(혹은 시험공정)을 사용하여 필요로 하는 인성평가 관련 정보를 획득할 수 있도록 시도하였다. 그 결과, 파괴과정을 나타내는 하중의 변화를 이용하여 Shear fraction 을 예측할 수 있었고, 하중의 변화와 관계된 변위로부터 Lateral expansion을 추정할 수 있었다. 피로균열 시험편 시험결과로 부터는 충격시의 항복하중, 항복변위, 최고하중 등을 획득하여 균열크기의 함수로 표시되는 시험편 Compliance 를 계산하였고, Equivalent energy 법과 J-integral 법을 적용하여 원자로 압력용기강의 탄소성 동적파괴인 성을 평가할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 1992.04a
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• pp.33-37
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• 1992

구조물과 기계부품에 부하를 주는 하중은 여러가지 종류가 있고, 이에 따르는 파괴의 형식도 여러가지가 있다. 그중에서도 연강압연용 로울러, 베어링 레일등은 집중 압축하중을 받는데 이들 부재의 파괴사고가 빈번히 일어나고 잇다. 압축에 의한 파괴 중 frectting, 피팅등과 같은 마모 현상은 두 재료의 표면이 서로 미끌어질때 일어나며, 이것이 공구나 기계부품의 성능과 수명을 저하시키는 주원인이 되며, 이러한 궁구나 기계 부품을 수리 또는 교환을 하기위한 인적, 경제적 손실은 막대하다. 본 연구에서는 금형등 공구의 마모편이 발생되는 마지막 과정인 크렉의 성장을 고찰하기 위하여 Sub-surface크랙 모델을 설정하여 2차원 유한요소 법으로 경계층 근방에 크랙이 존재하는 반무한 평면에 집중하중이 작용할때의 응력확대계수를 해설하였는데, 일반화된 해석법으로 혼합모드에서의 응력확대계수를 결정하였다.

• Journal of the KSME
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• v.28 no.4
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• pp.313-321
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• 1988

어떤 구조물이 반복하중을 받으면 피로파괴를 일으킨다. 만일 이 구조물이 부식환경 속에 앗 으면 불활성 분위기나 공기 중에서 보다 빨리 파괴에 이르게 된다. 이러한 현상을 흔히 부식 피로라고 한다. 부식피로에 크게 영향을 미치는 변수들을 대략 기계적 변수, 금속학적 변수, 환경 변수로서, 기계적 변수에는 최대응력 확대계수, 응력확대계수범위, 응력비, 반복하중 주파수, 반복하중파형, 응력상태, 잔류응력, 균열의 크기 및 모양 등이 있으며 금속학적 변수로는 합금 조성, 합금원소와 불순물의 분포, 미세조직과 결정구조, 열처리, 소성가공, 집합조직 등이며 환 경변수에는 온도, 환경의 형태(기체, 액체), 부식성분의 분압 또는 농도, 전기화학적 전위, pH, 수용성 환경의 점성, 피복, 부식억제제 등이 있다. 이와 같이 부식환경 속에 있는 구조물의 파 손을 이해하기 위하여는 응력부식과 부식피로를 공부하여야 한다. 이 현상은 매우 복잡한 문 제이기 때문에 아직도 완전히 이해되지 않은 상태이고 따라서 중요한 연구대상이 되고 있다. 여기서는 응력부식과 부식피로의 파괴역학적인 측면을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2002.10a
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• pp.149-154
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• 2002

An analytical fracture mechanics approach was used to investigate the fracture behavior of reinforced concrete beams. By use of this approach based on fracture mechanics concepts, the crack width and length as well as the strength and cracking stability of reinforced concrete beams were investigated. The results obtained from the analytical studies were also discussed in terms of the minimum reinforcement ratio and crack width specified in design code provisions. The analytical approach based on fracture mechanics concepts are very useful to predict the fracture behavior of reinforced concrete beams.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.22.1-22.1
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• 2011

산업의 발달과 더불어 수송기기를 포함한 각종 구조물의 경량화에 따라 피로파괴에 대한 관심이 높아지고 있다. 과거에는 피로균열생성과 피로균열전파를 구분하지 않는 S-N (stress-cycles to failure) 피로 개념을 이용하여 구조재의 피로 거동을 이해하고자 하였다. 그러나 최근에는 모든 구조물에는 균열이 존재한다는 가정에서 시작된 파괴역학(fracture mechanics)에 기초한 피로균열성장 개념을 이용하여 피로에 대한 저항성이 큰 구조재를 개발하고 있으며, 구조물의 피로수명을 예측하고 있다. 본 발표에서는 미세조직, 인장특성, 용접이나 부식 환경 등이 금속의 피로 및 피로균열성장(fatigue crack propagation)에 미치는 영향에 대한 논하고자 한다.

• Journal of the KSME
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• v.20 no.4
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• pp.288-295
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• 1980

본고에서는 복합조직을 가진 강의 파괴기동 및 인성에 미치는 미시 crack의 형성거동의 문제에 대하여, 재료개발이라고 하는 흡금학상의 분야에 있어서 미시조지학적관점으로부터 검토하였다. 이와 같이 문제를 한정시켜도 강도, 연성 및 인성치의 평가에 대하여 통일적인 견해를 얻는 것이 대단히 어려우며, 이것은 서언에서 설명한 것과 같이 각상간의 역학적간섭효과를 충분히 검토한 후에 이해되어지리라 생각한다. 마지막으로, 이들 강의 최근의 진보 및 비노파괴기동에 대한 상 세한 상술은 다음 기회로 미루었으며, 그리고 원교의 불충분한 점이 있다고 생각되나 복합조직을 가진 강의 파괴거동 및 인성에 대하여 관심을 가지고 있는 분들에게 조금이라도 도움이 된다면 다행으로 생각하는 바이다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.344-349
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• 1998

고리 1호기 원전의 원자로냉각재 배관의 파단전누설개념 적용성을 평가하기 위하여 일반적인 파단전누설 절차 및 기준을 검토하였다. 파단전누설 타당성을 검토하기 위하여는 한계하중방법 및 J-T 방법을 비교검토 하였다. 그리고 원자로냉각재 배관에 대해서는 탄소강일 경우와 스테인레스강에 대하여 분석하였고, 가압기 밀림관에 대해서는 열응력을 계산하였다. 그리고 원자로 냉각재 배관에 가상의 관통균열의 파괴안전성은 유한요소법을 이용한 탄소성파괴역학을 통하여 분석하였다. 분석결과 한계하중법과 J-T 방법 모두 스테인레스강과 탄소강재질에 대해 적용 가능한 것으로 나타났다.