• 제목/요약/키워드: Fracture damage

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고온화 표면균열의 수명예측에 관한 파괴역학적 연구 (A Fracture Mechanic Study on Life Prediction of Surface Cracks at Elevated Temperature)

  • 서창민;김영호;손붕호;오상엽
    • 대한조선학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.100-106
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    • 1990
  • 본(本) 연구(硏究)에서는 304스테인리스강을 사용한 평활재와 작은 인공피트재의 고온 피로시험(疲勞試驗)과 크리프 시험(試驗)을 $593^{\circ}C$의 대기중에서 실시하고, 표면의 분포균열을 실온에서 레프리카법으로 연속적으로 관찰하고, 표면균열의 발생, 성장, 합체 거동을 관측하여, 균열 밀도(密度) 길이의 분포등의 정량적인 통계적(統計的) 성질(性質)에 대하여 검토하는 동시에, 파괴역학적으로 시험편의 수명을 지배하는 주균열의 성장거동 및 수명예측을 실시한 것이다. 또 실온의 결과와 고온피로(疲勞) 및 크리프 경우의 미소 분포균열의 통계적(統計的) 결과를 비교 검토하였다.

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전위된 하부 천골 횡골절에 대한 이중 금속판을 이용한 내고정술 (Dual Plate Fixation for Displaced Transverse Fracture of the Lower Sacrum)

  • 최동혁;박지훈;심승우;최용수
    • 대한정형외과학회지
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    • 제55권2호
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    • pp.178-182
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    • 2020
  • 하부 천골의 단독 골절은 일반적으로 저에너지 손상으로 안정된 골절이 많아 대부분의 경우에서 보존적 치료가 이루이지고 있고 그 결과도 좋은 것으로 보고되고 있다. 하지만 전위된 불안정 골절에서는 수술적 치료의 필요성이 요구되나 치료 방법이 정립되어 있지 않으며 증례보고마저 매우 드물다. 이에 저자들은 하부 천골의 전위된 횡골절에 대해 관혈적 정복 및 이중 금속판을 이용한 내고정술을 치험한 증례를 보고하고자 한다.

포화유무에 따른 KURT 화강암의 균열손상 기준 및 수정 파괴인성 측정(Level II Method) (Evaluation of Stress Thresholds in Crack Development and Corrected Fracture Toughness of KURT Granite under Dry and Saturated Conditions)

  • 김진섭;홍창호;김건영
    • 터널과지하공간
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    • 제30권3호
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    • pp.256-269
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    • 2020
  • 본 연구의 목적은 KURT 화강암 시료의 포화유무에 따른 균열손상 기준과 파괴인성의 변화를 측정하는 것이다. 이를 위하여 일축압축시험을 이용한 소성체적변형률을 통해 KURT 화강암의 균열손상 기준을 도출하였다. 또한 암석의 파괴인성을 보다 신뢰성 있게 측정하기 위해 암석의 비선형적 변형에 대한 보정(Level II Method; ISRM, 1988) 을 통해 포화유무에 따른 KURT 화강암의 수정 파괴인성(corrected fracture toughness)을 측정하였다. 시험결과 건조시료의 평균 균열개시 응력(σci)과 균열손상 응력(σcd)은 91.1 MPa과 128.7 MPa이었으며, 포화시료의 평균 균열개시 응력(σci)과 균열손상 응력(σcd)은 58.2 MPa과 68.2 MPa이었다. 건조시료에 비해 포화시료의 균열개시 응력은 36% 감소하였으며 균열손상 응력은 건조시료 대비 47%나 감소되는 결과를 나타내었다. 균열손상 응력(σcd)이 상대적으로 더욱 감소하였음을 감안할 때 시료의 포화로 인해 더 낮은 응력조건에서 구조물에 대한 손상이 쉽게 발생할 수 있음을 알 수 있다. KURT 화강암의 비선형성을 고려한 수정 파괴인성은 0.811 MPa·m0.5이었으며 포화시료의 수정 파괴인성은 0.620 MPa·m0.5이었다. 즉 암석의 비선형성을 고려함으로써 파괴인성의 증가를 확인할 수 있었으며, 암석의 포화시 수정 파괴인성은 24% 감소하였다. 따라서 지하수 포화로 인해 암석 내 균열의 생성과 진전에 대한 저항성이 감소함을 알 수 있다.

비상체의 충돌에 의한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 파괴특성 (Fracture Characteristics of Ductile Fiber Reinforced Cement based Composites by Collision of Steel Projectile)

  • 남정수;김규용;김홍섭;김정현;한상휴
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.92-100
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    • 2015
  • 본 연구는 폴리비닐 알코올 섬유 및 강섬유를 체적비율로 1.5% 혼입한 고인성 섬유보강 시멘트복합체에 대한 비상체의 고속충돌시험을 실시하고, 충돌조건에 따른 파괴특성을 실험적으로 검토하는 것을 목적으로 하였다. 비상체의 충돌에 의한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 파괴특성을 평가하기 위하여 화약압력식 충격시험장치를 활용하였으며, 충돌속도의 범위는 약 150~1,000m/s로 설정하였다. 파괴특성에 대한 평가결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 섬유를 혼입하지 않은 Plain시험체의 약 3배 이상의 비상체 운동에너지가 작용하는 범위에서도 표면관입의 파괴등급으로 평가되었으며, 시험체가 파단되지 않는 내충격성능이 확인 되었다. 또한, 충돌시험 전후에 대한 시험체의 질량감소율의 경우, Plain시험체는 비상체의 운동에너지의 증가율과 비례적인 관계를 보였지만, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 비상체의 운동에너지의 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. 특히, 이와 같은 경향은 시험체 배면의 파괴특성과 밀접한 관계를 가지며, S시험체에 비해 PVA시험체의 배면박리 억제효율이 큰 것으로 평가되었다. 한편, 국부손상에 대한 표면관입깊이 및 배면박리깊이의 관계를 검토한 결과, 고인성 섬유보강 시멘트복합체는 Plain과 달리 시험체 단면의 중앙선을 기준으로 배면에 가까운 영역에서 배면박리가 발생하는 것을 알 수 있었다. 본 연구를 통해 비상체의 충돌에 대한 고인성 섬유보강 시멘트복합체의 주요 파괴거동이 검토되었으며, Plain과 비교하여 내충격성능의 향상을 명확히 확인하였다.

세라믹 가스터빈 환경을 고려한 탄화규소의 입자충격 손상거동-장기간 산화에 따른 산화물층의 영향- (Particle Impact Damage behaviors in silicon Carbide Under Gas Turbine Environments-Effect of Oxide Layer Due to Long-Term Oxidation-)

  • 신형섭
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.1033-1040
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    • 1995
  • To simulate strength reliability and durability of ceramic parts under gas turbine application environments, particle impact damage behaviors in silicon carbide oxidized at 1673 K and 1523 K for 200 hours in atmosphere were investigated. The long-term oxidation produced a slight increase in the static fracture strength. Particle impact caused a spalling of oxide layer. The patterns of spalling and damage induced were dependent upon the property and impact velocity of the particle. Especially, the difference in spalling behaviors induced could be explained by introducing the formation mechanism of lateral crack and elastic-plastic deformation behavior at impact sit. At the low impact velocity regions, the oxidized SiC showed a little increase in the residual strength due to the cushion effect of oxide layer, as compared with the as-received SiC without oxide layer.

초음파를 이용한 금속복합재료의 열충격 손상 평가 연구 (A Study on Evaluation of Thermal Shock Damage of Metal Matrix Composite using Ultrasonics)

  • 강문필;이준현
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.31-37
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    • 2000
  • Metal matrix composites(MMCs) are rapidly becoming one of the strongest candidates for structural materials for many high temperature application. Among the high temperature environment, thermal shock is known to cause significant degradation in most MMC system. Therefore, the nondestructive evaluation on thermal shock damage behavior of SiC/A16061 composite has been carried out using ultrasonic surface and SH-waves. For this study, Sic fiber reinforced metal matrix composite specimens fabricated by a squeeze casting technique were thermally cycled in the temperature range 25~$400^{\circ}C$ up to 1000 cycles. Three point bend test was conducted to investigate the effect of thermal shock damage on mechanical properties. The relationship between thermal shock damage behavior and the change of ultrasonic velocity and attenuation were discussed by considering SEM observation of fracture surface.

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판의 찢김 손상 추정을 위한 실험 연구 (An Experimental Study on the Estimation of the Plate Tearing Damage)

  • 양박달치
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.64-69
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    • 2003
  • This paper describes a study on the tearing damage of the ship's bottom plating during a grounding. It has been known widely that difference scaling laws are applied for bodies undergoing simultaneously plastic flow and crack propagation in the deformation of the plate tearing. Especially, the basic scaling law is not followed for the fracture. In this study plate cutting experiments for the geometrically similar models have been performed in order to verify the problem. From the experimental results, it has been observed that the cutting forces and energy for the larger models are significantly lower than those of the smaller models the damage become large. A simplified analytical method for the estimation of tearing is proposed based on the experiments and it has been observed that the results of the present formula are correlated very well with the experiments

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풍력과 지진하중을 고려한 압력용기의 피로해석 (Fatigue analysis of pressure vessel in view of wind and seismic loads)

  • 박진용;황운봉;박상철;박동환
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.596-603
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    • 1991
  • Fatigue life prediction of pressure vessel is studied analytically using cumulative damage models and linear elastic fracture mechanics method. The stresses are analyzed by finite element method. During operation, the maximum stress occurs at the outside of neck region while fatigue analysis indicates that the bottom of nozzle part has the shortest fatigue life. Previously proposed fatigue life prediction equation and cumulative damage model are modified successfully by introducing reference fatigue modulus. It is found that the modified life prediction equation and damage model are useful for lower stress level application.

선수 충돌 상황별 손상거동에 관한 연구 (A Study on the Extents of Damage of a Bow Structure According to Collision Scenario)

  • 김귀미;김근원;신기수
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.266-271
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    • 2012
  • The rescue methods for the marine casualties are limited due to the characteristics of operation environment of the vessel. Especially the most of marine accidents have been occurred at the bow structure of ship. Moreover the failure of bow structure may lead to catastrophic mishaps. In this paper, the extents of damage of a bow structure fracture subject to collision accident was investigated by using numerical method. The computer simulation approach by using Finite Element Method was employed to accomplish this goal. A finite element model, a 3D model of ship, has been utilized to evaluate damage of bow structure according to collision scenario. In conclusion, we have demonstrated that the plastic deformation occurred at the bow structure. Also it was shown that the collision angle clearly plays a role in determining amount of damage of ship structures.

Modeling and damage detection for cracked I-shaped steel beams

  • Zhao, Jun;DeWoIf, John T.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제25권2호
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    • pp.131-146
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    • 2007
  • This paper presents the results of a study to show how the development of a crack alters the structural behavior of I-shaped steel beams and how this can be used to evaluate nondestructive evaluation techniques. The approach is based on changes in the dynamic behavior. An approximate finite element model for a cracked beam with I-shaped cross-section is developed based on a simplified fracture model. The model is then used to review different damage cases. Damage detection techniques are studied to determine their ability to identify the existence of the crack and to identify its location. The techniques studied are the coordinate modal assurance criterion, the modal flexibility, and the state and the slope arrays.