• 제목/요약/키워드: Fracture roughness

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FRACTAL SURFACE ROUGHNESS OF CONCRETE

  • 노영숙;;정란
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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    • pp.595-602
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    • 2004
  • In this study, the roughness of fracture surfaces in cementitious material has been characterized by roughness number (RN). A systematic experimental investigation was carried out to examine the dependency of fracture parameters on the aggregate sizes as well as the loading rates. Three aggregate sizes (0.1875 in, 0.5 in, and 0.75 in) and two loading rates (slow and fast loading rate) were used. A total of 52 compression tests and 53 tension tests were performed. All fracture parameters exhibited an increase, to varying degrees, when aggregates were added to the mortar matrix. The fracture surfaces of the specimens were digitized and analyzed. Fracture roughness was monotonically increased as maximum aggregate sizes increase.

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거칠기가 절리의 전단거동 및 투수성에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study of the Influence of Roughness on fracture Shear Behaviour and Permeability)

    • 터널과지하공간
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    • 제12권4호
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    • pp.312-320
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    • 2002
  • 암반 내 존재하는 절리는 전단응력에 의해 미끄러지는 전단변형 거동을 하며, 역학적 경계조건 및 절리면의 거칠기에 영향을 받는다. 이러한 경우, 절리의 전단변형과 거칠기에 의해 발생된 팽창으로 인해 간극분포가 변화한다. 또한, 절리는 유체 흐름의 경로가 되며, 간극분포 특성에 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 절리의 전단변형 거동에 미치는 거 칠기의 영향 및 간극분포의 변화를 정량적으로 분석하여 절리의 수리학적 거동을 해석하고자 시도하였다. 이러한 절리의 수리-역학적 거동에 대한 이해를 향상시키기 위하여 절리면의 거칠기 변화가 절리의 전단변형 및 수리 지동에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위하여, 통계적 방법을 이용하여 절리를 발생하고, 이를 전단변형 거동과 수리학적 모델에 적용한 수치해석을 실시하였다 본 연구의 주요 결과로는, 절리의 거칠기가 감소하고 수직응력이 증가할수록 전단응력이 연성 거동으로 변하는 것으로 나타났다. 또한, 전단변형 후 절리의 간극분포는 절리면의 거칠기에 큰 영향을 받아 절리의 투수성 변화에 거칠기가 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 절리면의 거칠기가 증가할수록 전단변형에 의한 채널 현상의 붕괴가 조기에 발생하는 것으로 나타났다.

FRP선박 외판재의 충격 및 마모 거동 (Impact and Wear Behavior of Side Plate of FRP Ship)

  • 김형진;김재동;고성위;김영식
    • 동력기계공학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.123-128
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    • 2009
  • The effects of temperature and initial crack length on the impact fracture behavior for the side plate material of FRP ship were investigated. And the effects of the counterpart roughness and sliding distance on the volumetric wear of same material were investigated as well. Impact fracture toughness of GF/PE composites displayed maximum value when the temperature of specimen is room temperature and $50^{\circ}C$, and with decreasing the temperature of specimen, impact fracture toughness decreased. Impact fracture energy of GF/EP composites decreased with increasing the initial crack length of specimen, and this value decreased rapidly when the temperature of specimen is lowest, $-25^{\circ}C$. It is believed that sensitivity of notch on impact fracture energy were increased with decreasing the temperature of specimen. With increasing the sliding distance, the transition sliding distance, which displayed different aspect on the friction coefficient and the volumetric wear loss, were found out. Counterpart roughness had a big influence on the wear rate at running in period, however the effect of counterpart roughness became smaller with sliding speed increase in. Volumetric wear loss were increased with increasing the applied load and the counterpart roughness.

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파면거칠기 유도 균열닫힘에 의한 혼합모드 피로균열의 전파거동 및 파면에 대한 평가 (Assessment for Propagation Behavior and Fracture Surface of Mixed-mode Fatigue Crack by Fracture Surface-Roughness Induced Crack Closure)

  • 서기정;이정무
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권4호
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    • pp.432-440
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    • 2007
  • In this study, we have investigated the closure behavior of fatigue cracks in SAPH440 steel plates under a mixed-mode I+II loading. A crack image capturing system as a direct measuring method was used to measure the closure levels at a crack tip. The crack closure levels in the fluctuation and stable sections were increased with the increase of the mode mixture ratio. The mode mixture ratio independent fatigue crack propagation rates equation was calculated by considering mixed-mode crack closure levels. The equation was examined according to the application method of crack opening ratio. The fracture surface analysis by C-scan method was also performed in order to investigate the closure mechanism and propagation mode of crack under the mixed-mode I+II loading. The crack closure under the mixed mode I+II is confirmed as a surface roughness closure by the quantitative analysis of fracture surface using the proposed surface roughness parameter.

암반 불연속면의 거칠기 특성 - 조.중.세립질 화강암을 중심으로 - (Characterization of Fracture Roughness in Coarse.medium.fine Grained Granite)

  • 김종태;정교철;김만일;송재용;박창근
    • 지질공학
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    • 제14권2호
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    • pp.147-168
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    • 2004
  • 이 연구는 지하수유동에 영향을 주는 조ㆍ중ㆍ세립질 화강암 불연속면 거칠기의 특성을 비교한 것이다. 공초점 레이저 현미경으로 관찰된 거칠기 데이터는 스펙트럼 분석과 고속푸리에 변환에 의해 해석되었다. 또한 노이지가 제거된 거칠기 데이터에 대하여 거칠기 특성을 정량화하기 위하여 프랙탈 해석에 적용해 보았다. 이를 위해 조ㆍ중ㆍ세립질 화강암 코어를 대상으로 브라질리안 시험으로 인공 단열을 발생시켰다. 측정은 전체 12개의 공시체에서 36개의 조사선에서 실시되었다. 공초점 레이저 현미경을 사용하여 연속적인 거칠기를 이산 데이터로 표현할 수 있으며, 이렇게 하여 얻어진 이산데이터를 바탕으로 고속 푸리에 변환을 실시한 결과 제2 고조파 성분이 가장 큰 값을 보이고 있다. 또한 스펙트럼 에너지 분포는 조립질 공시체에서 0.9853, 중립질 공시체에서 1.0792, 세립질 공시체에서 0.6794의 평균값을 보이고 있으며, 이는 프랙탈 해석에서와 마찬가지로 거칠기가 클수록 저주파수 영역대에서 고조파의 에너지 분포가 높게 나타남을 알 수 있다.

방진부품용 천연고무의 카본블랙에 의한 임계J값과 파단 모폴로지 변화에 관한 연구 (An Study on the Change of the critical J-value and the Fracture Morphology of the Vibration - Proof Natural Rubber due to Carbon Black)

  • 김재훈;정현용;구병춘
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2002년도 추계학술대회 논문집(I)
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    • pp.72-79
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    • 2002
  • The effects of carbon black on the critical J-value and the surface fracture morpology of the carbon-black filled natural rubbers were investigated. Different kinds of carbon blacks resulted in different critical J-values, surface, and roughness. It was noticed that the critical J-value was almost the same regardless of the length of a pre-crack. In addition, different kinds of carbon blacks resulted in different fracture morphologies, and micro-scale and macro-scale roughnesses. The critical J-value could be linearly expressed by the micro-scale roughness and the macro-scale roughness and it seemed related to the size distribution of carbon black particles. And we also found that the macro-scale ms roughness was more sensitive than the micro-scale ms roughness to the critical J-value by the result of correlation coefficient, r$^2$.

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치과용 지르코니아 표면처리방법에 따른 지르코니아와 전장용 도재의 결합강도 관찰 (Shear Bond Strength of Zirconia and Ceramics according to Dental Zirconia Surface Treatment)

  • 이광영;최성민
    • 대한치과기공학회지
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    • 제41권4호
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    • pp.279-285
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    • 2019
  • Purpose: The dental CAD / CAM system has been popular with the development of the digital dental industry. Zirconia is a typical material in dental CAD / CAM systems. Zirconia crowns are classified into single layer and double layer. This study is about the double layer crown of zirconia. The surface roughness, bond strength and fracture patterns of the zirconia surface were observed. Methods: Zirconia blocks were cut using a low speed cutter. Sintered to form a plate shape (6mm × 6mm × 3mm). The prepared specimens were surface treated in four ways. Surface roughness and bond strength were measured. And the fracture pattern was observed. Results: Result of surface treatment of zirconia. The surface roughness test results were as ET 2.87 ㎛, ST 2.67 ㎛, LT 2.44 ㎛, AT 2.41 ㎛, CN 2.08 ㎛ order. Bond Strength results were as LT 25.09 MPa, AT 23.27 MPa, ST 21.27 MPa, ET 21.09 MPa, CN 16.12 MPa order. Fracture patterns showed cohesive failure of 25-50% of the bond area. Conclusion: Surface roughness, bond strength and fracture pattern of the zirconia surface were observed. Etching the surface treatment of zirconia materials has been shown to affect the surface roughness. Zirconia special binder treatment has been shown to affect the bond strength improvement.

입자강화 복합재료의 파괴인성에 관한 프랙탈 해석 (Fractal analysis on fracture toughness of particulate composites)

  • 김엄기;남승훈;고성위
    • 한국해양공학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.84-91
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    • 1996
  • A fractal analysis on fracture surface of aluminium-particulate SiC composites was attempted. As the volume fraction of SiC in composites increases, the fractal dimension tends to increase. However, no correlation between the fractal dimension and the fracture toughness in terms of critical energy release rate was observed. Since the fractal dimension represents the roughness of fracture surface, the fracture toughness would be a function of not only fracture surface roughness but also additional parameters. Thus the applicability of fractal analysis to the estimation of fracture toughness must depend on the proper choice and interpretation of additioal paramerters. In this paper, the size of characteristic strctural unit for fracture was considered as an additional parameter. As a result, the size appeared to be a function of only volume fraction of SiC. Finally, a master curve for fracture toughness of aluminium-particulate SiC composites was proposed as a function of fractal dimension and volume fraction of SiC.

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지하 LPG 저아공동에 인접한 단일절리에서의 이상유체거동해석: II. 수치모형의 검증 및 적용 (Simulation of Two-Phase Fluid Flow in a Single Fracture Surrounding an Underground LPG Storage Cavern: II. Verification of Numerical Model and Field Application)

  • 한일영;서일원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제34권5호
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    • pp.449-458
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    • 2001
  • 단일절리에서 2상유체의 거동을 모의하기 위해 개발된 수치모형의 검증을 위해서 상대투과계수 특성식을 수치모형에 적용하여 가스와 물의 동시거동을 해석한 후, 수치모의 결과를 모형실험결과와 비교하였다. 절리면의 거칠기와 간극의 크기에 댸한 민감도 분석을 실시한 결과, 가스의 이동속도는 절리면의 거칠기와 반비례하였으며, 절리간극의 크기와는 상대투과계수 특성식의 영향으로 단상유체의 흐름에서와 같은 간극크기의 제곱에 비례하는 향상은 보이지 않았다. 수치모형의 현장적용성을 검토하기 위해서 지하 LPG 저장기지에 모형을 적용한 결과, 저장공동에 인접한 단일절리에서의 운영압의 동적변동에 따른 지하수와 프로판가스의 동시거동을 모사할 수 있었다. 절리면이 매끈하고 간극이 작아질수록 운영압과 지하수압의 조절로는 누출된 가스의 이동제어가 불가능해지는 것으로 나타났다.

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