In this paper, crack detection method using eigen value analysis is presented. Three methods are used: theoretical analysis, finite element method with the cracked beam elements and finite element method with three dimensional continuum elements. Finite element formulation of the cracked beam element is introduced. Additional term about stress intensity factor based on fracture mechanics theory is added to flexibility matrix of original beam to model the crack. As using calculated stiffness matrix of cracked beam element and mass matrix, natural frequencies are calculated by eigen value analysis. In the case of using continuum elements, the natural frequencies could be calculated by using EDISON CASAD solver. Several cases of crack are simulated to obtain natural frequencies corresponding the crack. The surface of natural frequency is plotted as changing with crack location and depth. Inverse analysis method is used to find crack location and depth from the natural frequencies of experimental data, which are referred by another papers. Predicted results are similar with the true crack location and depth.
Jong-Kyu Park;Ki-Hang Shin;Byoung-Chul Choi;In-Duck Park;Ki-Woo, Nam
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.26
no.4_2
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pp.571-576
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2023
In this study, the harmless crack size(ahml) according to the residual stress depth was evaluated using the fatigue limit of SCM440 steel by quenching-tempering(QT) and induction hardening(IH), and threshold stress intensity factor of QT steel. Because the residual stress increased rapidly as the crack depth increased, ahml was determined at the depth of all the crack aspect ratio(As) regardless of Type I-III, and ahml also increased according to the residual stress depth. ahml was minimal at As=1.0 and maximal at As=0.1, but was almost similar on each Type. ahml was small the dependence on As.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.20
no.3
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pp.247-253
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2007
Determination of crack depth in filed using the self-calibrating surface wane transmission measurement and the cutting frequency in the transmission function (TRF) is very difficult due to variations of the measurement conditions. In this study, it is proposed to use the measured full TRF as a feature for crack depth assessment. A Principal component analysis (PCA) is employed to generate a basis of the measured TRFs for various crack cases. The measured TRFs are represented by their projections onto the most significant principal components. Then artificial neural networks (NNs) using the PCA-compressed TRFs is applied to assess the crack in concrete. Experimental study is carried out for five different crack cases to investigate the effectiveness of the proposed method. Results reveal that the proposed method can be effectively used for the crack depth assessment of concrete structures.
Jeong, Sang-Gi;Jang, Arum;Park, Jinhan;Kang, Chang-hoon;Ju, Young K.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.23
no.3
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pp.95-103
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2023
With the increasing number of aging buildings across Korea, emerging maintenance technologies have surged. One such technology is the non-contact detection of concrete cracks via thermal images. This study aims to develop a technique that can accurately predict the depth of a crack by analyzing the temperature difference between the crack part and the normal part in the thermal image of the concrete. The research obtained temperature data through thermal imaging experiments and constructed a big data set including outdoor variables such as air temperature, illumination, and humidity that can influence temperature differences. Based on the collected data, the team designed an algorithm for learning and predicting the crack depth using machine learning. Initially, standardized crack specimens were used in experiments, and the big data was updated by specimens similar to actual cracks. Finally, a crack depth prediction technology was implemented using five regression analysis algorithms for approximately 24,000 data points. To confirm the practicality of the development technique, crack simulators with various shapes were added to the study.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1999.04a
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pp.469-474
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1999
The object of study is analysis to joint crack behavior of cracked joint concrete pavement. In the new constructing concrete pavement, joint crack behavior was compared general joint depth D/4 with joint depth D/3 and D/5 that it's environmental effects changed temperature and humidity. After joint saw cutting joint section was predicted crack at joint depth D/5 test section from the result for monitoring development of crack. In the setting of data logger system of the joint section, it's data compared see with the naked eye. In the research, development of crack at the joint section should effect to joint saw timing latter than joint depth. This performance could be the minimum of deterioration to the early curing. In this research, At new constructing of joint concrete pavement of highway, the monitoring system be setting after finished paving and joint sawing. The system and see with the naked eye could be analysis to pavement behaviors from collecting data at the test section. This system could be monitoring shot term and long term. In this report, joint section of crack behavior analysis used to collected data during a month after paving and joint sawing.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1990.04a
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pp.35-38
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1990
Depths of the vertical cracks in the concrete were determined by the time of flight of the ultrasonic waves. The ultrasonic waves are diffracted at the crack tip, and the arrival time of ultrasonic waves are dependent on the crack depth and speration distance between transmitting and receiving ultrasonic transducers. The vertical cracks with 0.2-2mm width and 10-100mm depth were examined by multi-layered ultrasonic transducers. It was found that the time of flight of ultrasonic waves were proportional to the depth of vertical cracks. The depth of vertical cracks in the range of 20-100mm depth could be determined by the transient time of the diffracted ultrasonic waves
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.25
no.2_2
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pp.233-238
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2022
This study evaluated the fatigue limit depending on microcracks using 0.57 wt.% carbon steel with different Vickers hardness. The fatigue limit was almost constant up to a certain limit regardless of the carbon content. However, the fatigue limit decreased rapidly as the size of the crack increased. As the crack aspect ratio was smaller, the fatigue limit of the depth (point A) a lot decreased. The fatigue limit ratio of the depth decreased significantly because the crack propagation in the depth direction was fast as the crack aspect ratio became smaller. On the other hand, the fatigue limit ratio of surface cracks increased as the crack aspect ratio decreased.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.29
no.2
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pp.98-103
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2009
The nuclear power plants have been safely operated by plugging the steam generator tubes which have the crack indications. Tube rupture events can occur if analysts fail to detect crack indications during in-service inspection. There are various types of crack indication in steam generator tubes and they have been detected by the eddy current test. The integrity assessment should be performed using the crack-sizing results from eddy current data when the crack indication is detected. However, it is not easy to evaluate the crack-depth precisely and consistently due to the complexity of the methods. The current crack-sizing methods were reviewed in this paper and the suitable ones were selected through the laboratory tests. The retired steam generators of Kori Unit 1 were used for this study. The round robin tests by the domestic qualified analysts were carried out and the statistical models were introduced to establish the appropriate depth-sizing techniques. It is expected that the proposed techniques in this study can be utilized in the Steam Generator Management Program.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.25
no.5
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pp.791-797
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2022
Using the fatigue limit (△σunsm) and residual stress (σr) of the UNSM smooth specimen, the harmless maximum crack depth (αhml) according to the crack aspect ratio (As) was evaluated. αhml evaluated the reliability in the relationship between the minimum crack depth (αNDI1, αNDI2) detectable by nondestructive inspection(NDI) and the crack depth (α25, α50) that reduces the fatigue limit by 25% and 50%. All αhml was determined by the crack depth. The αhml of 80N UNSM with high σr and high △σunsm was found to be large. σr in the depth direction had a much effect on αhml. Since αhml>α50(As=0.6-0.1) and αhml>α25, α25 and α50(some range) can secure the safety and reliability. Since αhml<α50 (As=1. 0-0. 6), it cannot be made harmless by UNSM. So safety and reliability cannot be secured. αNDI1 and αNDI2 are larger than α25, α25 cannot be detected by NDI. αNDI1 and αNDI2 are smaller than α50, α25 can detected by NDI.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.29
no.5
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pp.405-414
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2009
This paper proposed a methodology based on ultrasonic diffraction technique to inspect the depth of a crack initiated from a notch of CT specimen by fatigue test, and its usefulness was verified by experiments. Especially, in order to identify accurately the diffractive waves from the crack tip in the situation where there are extra diffractive elements such as a notch, we have tried imaging by transducer scan and analyzed the propagation path of diffracted wave. Two specimens with and without a crack were experimented. Higher frequency and larger refractive angle of transducer showed a tendency to decrease the error in the measurements, and the measured crack depth showed an error less than 0.38 mm in case of 4 MHz $60^{\circ}-60^{\circ}$. The proposed methodology is applicable to weak diffractive sources, and so that it would be useful to inspect micro cracks and for their depth sizing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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