• 제목/요약/키워드: Fracture initiation

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콘크리트의 계면 파괴와 균열 전파 : 파괴규준과 수치모의 (Interface Fracture and Crack Propagation in Concrete : Fracture Criteria and Numerical Simulation)

  • 이광명
    • 콘크리트학회지
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    • 제8권6호
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    • pp.235-243
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    • 1996
  • 콘크리트의 역학적거동은 다양한 종류의 균열의 발생과 전파에 의하여 영향을 받는다. 최근 고성능 콘크리트의 개발이 이루어지면서 계면파괴와 계면역에서의 균열양상에 대한 연구가 중요한 분야로 부각되고 있다. 탄성이며 균질한 재료에 적용되는 균열전파에 대한 규준은 계면역에서 균열이 진전하는 경우는 유효하지 않으며 이 경우에는 콘크리트에서 균열전파를 예측하기 위하여 구성재료들의 파괴인성과 그들 사이 계면의 파괴인성의상대적인 크기를 고려하여야 한다. 본 논문에서는 계면균열선단에서 계면파괴역학변수인 에너지해방률과 하중위상각을 수치해석방법을 이용하여 구하는 방법과 계면에서의 균열전파의 예측을 위한 에너지해방률에 기초를 둔 파괴규준을 제안하였다. 계면역에서의 균열양상을 조사하기 위하여 계면균열을 가진 이상복합모델에 대한 실험과 수치해석연구를 수행하였으며 대체적으로 실험결과와 규준을 이용하여 예측한 결과가 서로 일치하는 결과를 얻었다.

Brazilian시험의 수치해석 시뮬레이션을 통한 파괴인성 산정 및 영향변수 분석 (Fracture Toughness Evaluation and Influence Parameter Analysis by Numerical Simulation of Brazilian Test)

  • 신중호;박찬;신희순;정용복;이희근
    • 한국암반공학회:학술대회논문집
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    • 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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    • pp.67-75
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    • 2000
  • 암석의 파괴인성 측정법으로서 최근에 연구되고 있는 Brazilian 파괴인성 시험을 PFC code를 이용하여 수치해석적으로 시뮬레이션하였다. 이로부터 가압면 형태, 시험편과 모델링 입자의 크기 관계, 가압면 각도 범위, 하중속도 등의 영향 변수에 대한 분석 및 적정 기준에 대해 검 토하였다. 균등한 하중 전달을 위해 가압면이 평면인 Brazilian 시험편을 도입하였는데, 시험편 중앙에서 초기 인장균열을 생성하고 파괴인성 산정에 필요한 안정한 인장균열 진전 시점의 임계하중이 나타나는 하중-변위 곡선을 얻을 수 있는 가압면 각도는 $20^{\circ}C$ -$40^{\circ}C$ 범위로 나타났다. 가압면 각도가 $20^{\circ}C$ 인 경우에, 디스크 시험편의 구성입자 반경이 1 mm 이하이고 하중속도가 0.01 mm/s 이하인 조건에서는 거의 일정한 파괴인성값을 얻을 수가 있었다. 가압면 각도가 $20^{\circ}C$이상이고 하중속도가 0.01 mm/s 이하는 파괴인성 측정에서 중요한 기본 조건인 시험편 중 에서의 인장균열 생성 및 이 인장균열의 안정적인 진전 제어를 위한 조건인 것으로 볼 수가 있다.

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Brazilian 시험의 수치해석 시뮬레이션을 통한 파괴인성 산정 및 영향변수 분석 (Fracture Toughness Evaluation and Influence Parameter Analysis by Numerical Simulation of Brazilian Test)

  • 신중호;박찬;신희순;정용복;이희근
    • 터널과지하공간
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    • 제10권3호
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    • pp.320-328
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    • 2000
  • 암석의 파괴인성 측정법으로서 최근에 연구되고 있는 Brazilian 파괴인성 시험을 PFC code를 이용하여 수치 해석적으로 시뮬레이션하였다. 이로부터 가압면 형태, 시험편과 모델링 입자의 크기 관계, 가압면 각도 범위, 하중속도 등의 영향 변수에 대한 분석 및 적정 기준에 대해 검토하였다. 균등한 하중 전달을 위해 가압면이 평면인 Brazilian 시험편을 도입하였는데, 시험편 중앙에서 초기 인장균열을 생성하고 파괴인성 산정에 필요한 안정한 인장균열 진전 시점의 임계하중이 나타나는 하중-변위 곡선을 얻을 수 있는 가압면 각도는 20$^{\circ}$~40$^{\circ}$범위로 나타났다. 가압면 각도가 20$^{\circ}$인 경우에, 디스크 시험편의 구성입자 반경이 1mm 이하이고 하중속도가 0.01mm/s 이하인 조건에서는 거의 일정한 파괴인성값을 얻을 수가 있었다. 가압면 각도가 20$^{\circ}$이상이고 하중속도가 0.01mm/s 이하는 파괴인성 측정에서 중요한 기본 조건인 시험편 중앙에서의 인장균열 생성 및 이 인장균열의 안정적인 진전 제어를 위한 조건인 것으로 볼 수가 있다.

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복합조직강의 미시조직변화가 피로파괴전파에 미치는 영향 (The Effects of the Microstructural Change of Dual Phase Steel on Fatigue Fracture Propagation)

  • 오세욱;김웅집
    • 한국해양공학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.58-66
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    • 1991
  • Not only difference of fatigue crack growth and propagation behavior resulted from the grain size, the hardness ratio and volume fraction in M.E.F. dual phase steel composed of martensite in hard phase and ferrite in soft phase, but also the effects of the plastic constraint were investigated by fracture mechanics and microstructural method. The main results obtained are as follows: 1) The fatigue endurance of M.E.F. steel increases with decreasing the grain size, increasing the ratio of hardness and volume fraction. 2) The initiation of slip and crack occures faster as the stress level goes higher. These phenomena result from the plastic constraint effect of the second phase. 3) The crack propagation rate in the constant stress level is faster as the grain size gets larger, the ratio of hardness lower and volume fraction smaller.

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Fatigue Crack Growth and Fracture behavior of Rail Steels

  • Seo, Jung Won;Kwon, Seok Jin;Lee, Dong Hyeong;Kwon, Sung Tae;Choi, Ha Yong
    • International Journal of Railway
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    • 제5권3호
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    • pp.129-134
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    • 2012
  • Contact fatigue damages on the rail surface, such as head checks and squats are a growing problem. The fatigue cracks forming on the contact surface grow according to load and lubricating conditions and may end up breaking the rail. Rail fracture can be avoided by preventing the cracks from reaching the critical length. Therefore, the crack growth rate needs to be estimated precisely according to the conditions of the track and load to develop a maintenance plan against rail damages. Therefore, it is important to understand the mechanism of cracks initiation and growth on a rail due to repetitive rolling contact. In this study, we have investigated the crack growth behavior on the rail surface by using the twin-disc tests and the finite element analysis.

소성-손상 모델을 이용한 콘크리트의 파괴해석 (Fracture Analysis of Concrete using Plastic-Damage Model)

  • 남진원;송하원;김광수
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.534-541
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    • 2004
  • The modeling of crack initiation and propagation is very important for the failure analysis of concrete. The cracking process in concrete is quite different from that of other materials, such as metal and glass, in that it is not a sudden onset of new free surface but a continuous forming and connecting of microcracks. The failure process of concrete by cracking causes irreversible deformations and stiffness degradation. Those phenomenon can be modeled using plasticity and damage theory in macroscopic aspect. In this study, a plastic-damage model based on homogenized crack model considering velocity discontinuity and damage variable which is a function of plastic strain is proposed for fracture analysis of concrete. Finally, the plastic-damage model is verified with experimental data.

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Toughened 에폭시 수지를 사용한 탄소 섬유강화 복합재료의 충격파괴 거동 (Impact Fracture Behavior of Toughened Epoxy Resin Applied Carbon Fiber Reinforced Composites)

  • 이정훈;황승철;김민영;김원호;황병선
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.111-114
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    • 2003
  • Thermosets are highly cross-linked polymers with a three-dimensional molecular structure. The network structure gives rise to mechanical properties, however, one major drawback of thermosets, which also results from their network structure, is their poor resistance to impact and to crack initiation. In this study, to solve this problem, the reactive thermoplastics such as amine terminated polyetherimide (ATPEI), ATPEI-CTBN-ATPEI(ABA) triblock copolymer, CTBN-ATPEI(AB) diblock copolymer, and carboxyl group modified ATPEI was synthesized, after that blended with epoxy resin, and the carbon fiber reinforced composites were fabricated. The impact load, energy, and delamination were investigated by using drop weight impact test and C-scan test. As a results, the ABA/epoxy blend system showed good impact properties.

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PFM APPLICATION FOR THE PWSCC INTEGRITY OF Ni-BASE ALLOY WELDS-DEVELOPMENT AND APPLICATION OF PINEP-PWSCC

  • Hong, Jong-Dae;Jang, Changheui;Kim, Tae Soon
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제44권8호
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    • pp.961-970
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    • 2012
  • Often, probabilistic fracture mechanics (PFM) approaches have been adopted to quantify the failure probabilities of Ni-base alloy components, especially due to primary water stress corrosion cracking (PWSCC), in a primary piping system of pressurized water reactors. In this paper, the key features of an advanced PFM code, PINEP-PWSCC (Probabilistic INtegrity Evaluation for nuclear Piping-PWSCC) for such purpose, are described. In developing the code, we adopted most recent research results and advanced models in calculation modules such as PWSCC crack initiation and growth models, a performance-based probability of detection (POD) model for Ni-base alloy welds, and so on. To verify the code, the failure probabilities for various Alloy 182 welds locations were evaluated and compared with field experience and other PFM codes. Finally, the effects of pre-existing crack, weld repair, and POD models on failure probability were evaluated to demonstrate the applicability of PINEP-PWSCC.

프리플렉스형의 피로거동에 관한 실험적 고찰 (An Experimental Studies on the Fatigue Behavior of Preflex Girder)

  • 장동일;이명구;이승용
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제8권3호통권28호
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    • pp.107-116
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    • 1996
  • The studies are conducted to investigate the fatigue and fracture, behavior of preflex girder. In this work, the fatigue tests using by constant amplitude fatigue loading and 4-point-loading to maintain pure bending condition in the mid-span of preflex girder will be performed. It is expected from the results of the studies to provide the fatigue strength and the S-N curve of preflex girders. In addition, it will be ensured that fracture initiation occurs in the welded part of horseshoe-type shear connector as well as in other welded joints.

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DEN판재의 피로수명 평가에 관한 파괴역학적 연구 (A Fracture Mechanics Analysis on Fatigue Life Estimation of DEN Plate)

  • Lim Chang-Hyeon
    • 한국안전학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.163-169
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    • 2000
  • 본 연구는 노치가 있는 구조물의 피로수명 예측 평가에 대하여 연구하였다. DEN시험편에 대한 피로균열 발생수명과 피로균열 성장수명은 SIF K해석에서 유도한 식과 Paris의 균열성장 식을 사용하였다. 예측평가 결과는 일정하중 진폭 하에서의 실험적 균열성장거동과 잘 일치하는 결과를 보였다.

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