• 대한기계학회논문집A
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• 제20권4호
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• pp.1263-1274
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• 1996

In this paper, as elastic-plastic fracture toughness test under mixed mode loading was proposed using a single edge-cracked specimen subjected to bending moment(M), shearing force(F), and twisting moment(T). The J-integral of a crack in the specimen is expressed in the form J=$J_I$+ $J_II$$J_III$, where $J_I$, $J_II$ and $J_III$ are the components of mode I, mode II and mode III deformation, respectively. $J_I$, $J_II$ and $J_III$ can be estimated from M-$\theta$ ($\theta$;crack opening angle), F-U(U; crack shear displacement) and T-$\alpha$ ($\alpha$;crack twisting angle). In order to obtain the the M<-TEX>$\theta$, F-U and T-$\alpha$ diagram inreal time, a new deformaiton gage for mixed mode loading was proposed using the optical position sensing device(PSD). The elastic-plastic fracture toughness test was carried out with an aluminum alloy. The loading apparatus was designed and manufactured for this experiment. For the loading condition of the crack initatio in the mixed mode, the MMT -3(mode I+ mode II+ mode III) has the lowest values out of the all specimens. This implies that MMT-3 is possible of the crackinitation at lower load, if the specimen acts on together with the torque under the same loading condition. An elastic-plastic fracture toughness test using the PSD brings a successful experimentation in measuring the crack deformation(mode I+ mode II+ mode III).

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.309-316
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• 2010

이 논문에서는 인장과 압축하중에 놓은 무근 콘크리트와 철근콘크리트 구조물의 거동을 모사하기 위해 비국소화 이방성 손상모델을 제안하였다. 손상변수로써 대칭형의 이차 텐서을 사용한 연속체 손상모델에 기초한다. 콘크리트와 같은 준-취성재료에 있어 손상양상은 인장부와 압축부에서 다른 양상을 나타낸다. 이러한 두 개의 손상영역은 전체 변형률 텐서의 주변형률 성분을 손상텐서 속도에 비례하는 손상진전 법칙을 이용하여 모델링하였다. 제안된 모델의 유효성을 검토하기 위해 nooru-mohamed에 의해 실시된 이중 노치가 있는 시험체와 철근콘크리트 휨 시험체를 대상으로 해석을 수행하였다. 해석결과, 비국소화 이방성 모델은 혼합모드 파괴에 대한 균열진전을 적절히 모사할 수 있었으며 철근콘크리트 휨 시험체의 구조적 파괴에 있어서도 높은 수준의 콘크리트 손상 및 철근의 항복까지를 해석할 수 있었다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 추계학술대회 논문집
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• pp.644-649
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• 1993

Practical structures are subject not only to tension but also to shear and torsional loading. In this study, the mode 1 and 2 stress intensity factors of specimens were calculated by using elastic finite element mothod. The stress fields at the crack tip subjected to mixed-mode loading were also studied by usingf eleatic finite element method and were compared with theoretical results. The three-point-bending, four-point-bending, and mixed-mode-loading experiment were carried out. And, crack propagation rate da/dN and crack growth direction were examined. Also, the elastic finite element method was applied to calculate the stress intensity factors of branch crack tip and we relate the stress intenity factor range of branch crack tip(the result of FEM) to crack propagation rate(the experimental result). The .DELTA. -da/dN relation corelated with that of mode 1.

• 한국기계가공학회지
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• 제14권1호
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• pp.78-84
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• 2015

The stress state acting on mechanical parts and structures is generally mixed stress. This complex stress state, which is subject to changes in the environment, will produce many. Cars running on roads with different road conditions will subject the automotive parts to combined stress state. In the x direction and the y direction, a different amplitude and frequency of the fatigue load can be present. However, the load amplitude for Mode I and Mode II in a 2-axis fatigue test is limited to a constant ratio; the load frequency is always the same for any mode. In this paper, it is verified how the variation of the load frequency for mode II affects the behavior of fatigue crack propagation under mixed mode.

• 한국정밀공학회지
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• 제18권2호
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• pp.146-151
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• 2001

The effects of slant interface in the hybrid specimen on the dynamic crack propagation behavior have been investigated using dynamic photoelasticity. The dynamic photoelasticity with the aid of Cranz-Shardin type high speed camera system is utilized to record the dynamic stress field around the dynamically propagating inclined interface crack tip in the three point bending specimens. The dynamic load is applied by a hammer dropped from 0.08m high without initial velocity. The dynamic crack propagation velocities and dynamic stresses field around the interface crack tips are investigated. Theoretical dynamic isochromatic fringe loops are compared with the experimental reults. It is interesting to note that the crack propagating velocity becomes comparable to the Rayleigh wave speed of the soft material of a specimen when slant angle decreases.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.697-700
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• 2011

본 논문에서는 X-FEM을 사용하여 혼합모드 하중 상태에서의 이차원 선형탄성체의 균열문제에 대한 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. X-FEM이란 균열과 같은 특수한 해를 근사하는 방법으로써, 확장함수를 도입하여 FEM의 한계를 극복하는 방법론이다. X-FEM 하에서 해를 근사하는 데 쓰이는 확장함수들은 불연속성과 특이성을 포함하고 있어 물리적 영역에 의존한다. 이는 설계민감도 해석을 수행하는 과정에서 그러한 의존성을 고려해주는 것이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 X-FEM 기반의 형상 설계민감도 해석해를 제안하고자 한다. 식의 유도는 전 미분 공식에 기초하고 있으며, 형상함수의 설계변분에 대한 의존성에 관한 항을 추가시켰다. 또한, 균열 주위의 국부적인 공간에서의 확장된 자유도에 설계속도를 가한다. 이에 대한 몇 가지 수치 예제를 통하여 개발된 방법론의 타당성을 확인하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제20권2호
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• pp.61-72
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• 1992

This study was carried out to investigate the fracture behavior and the fracture criterion of yellow lauan(Shorea spp.), when has used for furniture and wood structures, and to offer a reliability for wood structure and basic data for wood fracture criterion in experiments which are fracture tested under mode I, mode II and mixed mode loading condition. The results were summarized as follows; 1. Fractures in specimens which have inclined grain in yellow lauan procedeed from crack tip in the radial direction along the grain. 2. In yellow lauan, $K_{IC}RL$ was 42.1kg/$cm^{3/2}$ and $K_{IIC}RL$ was 15.8kg/$cm^{3/2}$. 3. The fracture criteria of lauan were; ($K_I/K_{IC}$)+($K_{II}/K_{IIC}$)=1 in RL system with inclined grain at $45^{\circ}$, ($K_I/K_{IC}$)+$(K_{II}/K_{IIC})^2$=1 with inclined grain at $15^{\circ}$ and $(K_I/K_{IC})^2$+$(K_{II}/K_{IIC})^2$=1 with inclined grain at $30^{\circ}$, $60^{\circ}$, $75^{\circ}$ and $90^{\circ}$, respectively. 4. The fracture criterion of wood could vary with the species, and the load applying condition. In order to measure the fracture criterion strictly, along with standardization of specimen geometry a large amount of experimental data is needed. 5. $K_{IC}$(critical stress intensity factor) can be predicted by grain angle. As the grain inclined angle increased, $K_{IC}$ and $K_{IIC}$ are increased.

• 한국지진공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.19-33
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• 2008

구조물에 고유한 진동수,모드형태 및 감쇠비 등과 같은 동적성능치를 추출하기 위하여 25층 및 42층 건물에 대하여 자연진동에 의한 동적계측실험을 수행하였다. 고려된 건물은 주요 횡하중 지지기구로서 코아벽체 혹은 전단벽체가 추가된 철근콘크리트건물이며, 입면 혹은 평면상으로 골조가 혼합된 구조형식을 나타낸다. 특히, 25층 건물은 측면에 위치한 코아벽체 이외에 상부로부터 내려오는 전단벽 구조가 4층 바닥이하에서 골조형식으로 전환되는 복잡한 구조이다. 이와 같은 이유 및 건물 주방향의 유사한 강성배치로 매우 근접하고 혼합된 모드형태가 예상되어 시스템판별 시 어려움이 예상된다. 현재까지 개발된 다양한 시스템판별법을 대상건물의 자연진동 실측기록에 적용하여 모달계수를 유도하였으며, 그 결과를 비교 분석하였다. 3개의 주파수영역 및 4개의 시간영역에 근거한 응답의존 시스템판별법이 고려되었다. 서로 다른 시스템판별법에 의하여 추출된 고유진동수 및 감쇠비는 대체로 상당한 일치를 보였으나, 모드형태는 사용된 방법에 따라 정도가 다르게 불일치를 나타냈다. 실험으로부터 추출한 성능치와 초기 유한요소해석 값을 비교해 본 결과 대상건물 모두 적어도 저차 3개의 고유진동수에서 2배 정도의 차이를 나타냈다. 실험과 해석결과의 일치를 위하여 몇몇 수동모델향상이 시도되었으며, 허용할 만한 결과를 획득하였다. 사용된 시스템판별법에 대하여 각자의 장, 단점에 대하여 기술하였으며, 본 연구와 같은 실제 대형구조물에 대하여 자동모델향상기법을 적용할 시 예상되는 문제점에 대하여 토의하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권4호
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• pp.1-9
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• 2002

항공기 동체에 널리 사용되고 있는 기계적 체결은 응력집중 및 접촉압력 등으로 인해 체결부로부터의 균열발생 가능성이 상대적으로 높다. 본 연구에서는 가중함수법을 적용하여 기계적 체결부에 존재하는 경사진 타원형 모서리균열의 표면점과 최심점에서의 혼합모드 응력확대계수 해석을 수행하였다. 가중함수에 포함된 미정계수들은 기준하중에 대한 유한 요소해석으로부터 구하였다. 경사각에 따른 응력확대계수의 변화를 해석하여 모드 I 응력 확대계수가 최대가 되는 임계 경사각을 결정하였고, 간극의 크기와 균열깊이가 임계 경사각에 미치는 영향을 조사하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.17-26
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• 2014

본 논문은 MLS(Moving Least Squares) 차분법을 바탕으로 동적균열전파 해석을 수행하기 위한 알고리즘을 제시한다. MLS 차분법은 절점만으로 이루어진 수치모델을 사용하며, 이동최소제곱법을 이용하여 전개한 Taylor 다항식을 기초로 미분근사식을 유도하기 때문에, 요소망의 제약에서 완벽하게 벗어난 절점해석이 가능하다. 시간항을 포함하는 동적 평형방정식은 Newmark 방법으로 시간적분 하였다. 동적하중을 받는 균열이 전파할 때, 매 시간단계마다 절점모델을 재구성하지 않고 균열선단 주변에서 국부적인 수정을 통해 해석이 가능하다. 동적균열을 묘사하기 위해 가시한계법(visibility criterion)을 적용하였고, 동적 에너지해방률을 산정하여 균열의 진전유무와 그에 상응하는 진전방향을 결정하였다. 모드 I 상태와 혼합모드 상태에서 균열이 진전하는 현상을 모사하였고, 이론해와 Element-Free Galerkin법으로 계산한 결과와의 비교를 통해 개발된 알고리즘의 정확성과 안정성을 검증하였다.