• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제38권6호
• /
• pp.803-823
• /
• 2011

In this paper, the three dimensional Parallel Realistic Failure Process Analysis ($RFPA^{3D}$-Parallel) code based on micromechanical model is employed to investigate the bonding behavior in FRP sheet bonded to concrete in single shear test. In the model, the heterogeneity of brittle disordered material at a meso-scale was taken into consideration in order to realistically demonstrate the mechanical characteristics of FRP-to-concrete. Modified Mohr-coulomb strength criterion with tension cut-off, where a stressed element can damage in shear or in tension, was adopted and a stiffness degradation approach was used to simulate the initiation, propagation and growth of microcracks in the model. In addition, a Master-Slave parallel operation control technique was adopted to implement the parallel computation of a large numerical model. Parallel computational results of debonding of FRP-concrete visually reproduce the spatial and temporal debonding failure progression of microcracks in FRP sheet bonded to concrete, which agrees well with the existing testing results in laboratory. The numerical approach in this study provides a useful tool for enhancing our understanding of cracking and debonding failure process and mechanism of FRP-concrete and our ability to predict mechanical performance and reliability of these FRP sheet bonded to concrete structures.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제2권3호
• /
• pp.155-160
• /
• 2003

Plasma spraying technique was used to fabricate functionally graded coating (FGC) of NiCrAIY/YSZ 8wt%$Y_2O_3-ZrO_2$ on a Co-base superalloy (HAYNES 188) substrate. Six layers were coated on the substrate for building up compositionally graded architecture. Conventional thermal barrier coating (TBC) of NiCrAIY/SZ with sharp interface was also fabricated. As-coated FGC and TBC samples were exposed at the temperature of $1100^{\circ}C$ for 10, 50, 100 hours in air. Microstructural change of thermally exposed samples was examined. Pores and microcracks were formed in YSZ layer due to evolution of thermal internal stress at high temperature. The amount of pores and microcracks in YSZ layer were increased with increasing exposure time at high temperature. High temperature oxidation of coatings occurred mainly at the NiCrAIY/YSZ interface. In comparison with the case of TBC. the increased area of the NiCrAIY/YSZ interface in FGC is likely to attribute to forming the higher amount of oxides.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.107-116
• /
• 1999

The damage in concrete structures generally starts with microcracking and thus it is important to find and explore these microcracks in concrete in order to ensure appropriate safety and serviceability. The purpose of the present study is to identify the damage characteristics of concrete structures due to cracking by employing the acoustic emission techniques. A comprehensive experimental study has been done. The cracking damage under tensile and flexural loadings have been identified and the bond damage between steel and concrete have been also characterized. It is seen that the amplitudes and energy level of Acoustic Emission(AE) events are found to be relatively small for bond cracking damages and large for tensile cracking damages. The characteristic equations of the AE events for various cracking damages have been proposed based on the present test data. The internal microcracks are progressively developed ahead of a visible actual crack and the present study clearly exhibits these damage mechanism for various types of cracking in concrete. The present study provides useful data which can be used to identify the various types of cracking damages in concrete structures. This will allow efficient maintenance of concrete structures through monitoring of internal cracking based on acoustic emission.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2001년도 춘계학술대회 발표논문집
• /
• pp.40-46
• /
• 2001

A1₂TiO/sub 5/ 세라믹스의 열적 안정성은 MgO와 고온 arc용융노에서 MgAl₂O₄ spinel과 같은 고용체를 이루고, SiO₂, ZrO₂와 α-Al₂O₃등의 첨가제로 입자크기와 미세 균열을 감소시킴으로서 증가시킨다. A1₂TiO/sub 5/ 세라믹스의 낮은 열팽창 특성은 상이한 열팽창으로 hysteresis 곡선을 나타내며 이 현상은 미세균열의 opening과 closing으로 설명된다. 이들의 열팽창 곡선, 소성온도에 EK른 관계를 dilatometer로 연구하였다.

• 연구논문집
• /
• 통권24호
• /
• pp.161-174
• /
• 1994

The Ni-Al intermetallic compound that has the greatest potential to be commercialized shows the high ductility at room temperature with the addition of boron, but has extremely low ductility at high temperature and oxidation environment. On this research work, the changes of microstructure and compressive fracture properties were studied in ($NiAl+Ni_3Al$) two-phase alloys. The precipitation behavior of $Ni_3Al$ after solution treatment at $1300^\circC$ for 14hrs and aging treatment at $800^{\circ}C$ for 14hrs was varied with Al content in ($NiAl+Ni_3Al$) two-phase alloys. These microstructure could be modified dramatically by suitable heat treatments. Martensite or martensite plus $Ni_3Al$ microstructure was obtained upon oil quenching from $1300^\circC$. Aging of Martensite at $800^\circC$ resulted in the $Ni_3Al$ plus NiAl phase. The compressive fracture strength and compressive fracture strain were improved by the $Ni_3Al$ plus NiAl phase mixtures at room temperature and $1100^\circC$. Microcracks are observed mostly in the region of NiAl and the interface of $NiAl-Ni_3Al$ phase after compressive test at room temperature. In the case of high temperature compressive test, microcracks are formed in the region of $Ni_3Al$ phase.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제7권2호
• /
• pp.35-48
• /
• 1989

This study is concerned with a correlation of microstructure and local brittle zone (LBZ) in offshore structural steel welds. The influence of the LBZ on fracture toughness was investigated by means of simulated heat-affected zone (HAZ) tests as well as welded joint tests. Micromechanical processes involved in void and cleavage microcrack formation were also identified using notched round tensile tests and subsequent SEM observations. The LBZ in the HAZ of a multiphase welded joint is the interstitially reheated coarse grained HAZ, which is influenced by metallurgical factors such as effective grain size, the major matrix structure and the amount of high-carbon martensite-austenite (M-A) constituents. The experimental results indicate that Chirpy energy was found to scale monotonically with the amount of M-A constituents, confirming that the M-A constituent is the major microstructural factor controlling the HAZ toughness. In addition, voids and microcracks are observed to initiate at M-A constituents by the shear cracking process. Thus, the M-A constituent played an important role in initiating the voids and microcracks, and consequently caused brittle fracture.

• 대한조선학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.100-106
• /
• 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.

• 암석학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.24-33
• /
• 1999

화강암에 대한 미세균열의 특성을 규명하기 위하여 노은리와 궁기리의 2개소 화강암을 대상으로 차분 변형율 분석(Differential Strain Analysis)을 실시하였다. 변형율은 압력을 처음 50MPa 까지는 5MPa씩, 50~100MPa에서는 10MPa씩, 250MPa 까지는 15MPa 씩 압력을 가하였다. 변형율 분석을 위하여 코아 시료의 수직바향과 수평방향에 각각 변형율 게이지를 부착하였다. 수직방향과 수평방향의 누적 균열 변형율은 매우 큰 편차를 보여주고 있어 미세균열의 발달에 이방성을 보임을 알수 있다. 수직방향의 누적 균열 변형율이 가장 큰 값을 보여 수평방향과 평행한 미세균열이 가장 잘 발달 해 있음을 지시하며, 이는 문경지역 화강암류 석제의 "결" 방향(rift plane)과 일치하고 있음을 알 수 있다. 240 MPa의 압력하에서 발생한 균열 변형율은 각각 N-1 : 174$\times$10-6~820$\times$10-6, N-2:190$\times$10-6~460$\times$10-6, G-1 : 329$\times$10-6~836$\times$10-6, G-1 : 833$\times$10-6~1,592$\times$10-6이다. 또한 250MPa의 압력에서 체적 균열 변형율은 궁기리지역 석재가 1,804$\times$10-6~3,936$\times$10-6, 노은리 지역의 석재가 1,125$\times$10-6~1,457$\times$10-6으로서 전자가 후자에 비해 훨씬 많은 미세균열들이 분포하고 있으며 "결" 의 발달상태가 더 양호한 것으로 나타났다. 화강암의 "결"과 미세균열의 방향성을 측정하기 위하여 최대 균열 변형율과 최소 균열 변형율의 비($\varepsilon$max/$\varepsilon$min)를 계산하였다. 그 비는 2.42에서 3.43까지의 높은 값을 가지는데, 이는 연구지역의 조립질 화강암류 석재에 발달되어 있는 미세균열은 대부분이 일정한 방향성을 보이는 입자내 균열임을 시사한다.분이 일정한 방향성을 보이는 입자내 균열임을 시사한다.

• 암석학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.315-336
• /
• 2009

경상분지 북동부 일대의 제3기 결정질 응회암에서 발달하는 미세균열의 빈도수, 길이 및 밀도에 대한 분포특성을 도출하였다. 포항시 흥해읍 지역에서 채취한 3개 암석시료의 수평면 상에서 발달하는 134조의 미세균열은 박편의 확대사진을 통하여 구별하였다. 채취지점의 고도를 달리하는 3개 암석시료에 대한 미세균열의 길이-빈도 히스토그램에 대한 형태의 변화성을 도출하였다. 히스토그램들의 분포형태는 암석시료의 고도와 비례하여 음의 지수함수의 분포형에서 대수-정규의 분포형으로 점변한다. 다른 암석시료보다 고도가 낮은 암석시료 1의 분포형태는 넓은 길이분포를 보여주며, 다른 암석시료에 비하여 평균길이와 중앙값, 그리고 표준 편차가 높은 것이 특징이다. 한편 이와 같은 분포특성은 하부 경상누층군의 퇴적암에서 발달하는 절리의 길이분포와 부합한다. $N0{\sim}10^{\circ}W$의 방향을 중심으로 하여 NW 및 NE의 양쪽 방향으로 갈수록 보다 길이가 짧은 미세균열의 출현빈도수는 증가하며, $N80{\sim}90^{\circ}W$ 및 $N80{\sim}90^{\circ}E$의 방향에서 각각 우세하다. 이러한 분포특성은 미세균열 조들 사이의 생성시기의 상대적인 차이 그리고 보다 짧은 미세균열의 신규 발생을 의미한다. 한편 $N60{\sim}70^{\circ}W$(최대길이:1.18 mm) 및 $N0{\sim}10^{\circ}W$(최대길이:0.80 mm)의 방향에서는 길이가 가장 긴 미세균열을 볼 수 있으며, 이러한 유형의 미세균열은 빈도수에 비하여 숫적으로 매우 제한적이다. 방향각($\theta$)-빈도수(N), 총길이($L_t$), 평균길이($L_m$) 및 밀도($\rho$)의 종합 분포도의 전 영역은 상관곡선의 형태에 의거, 5개의 구간으로 분류할 수가 있다. 분포도에서 밀도곡선은 서북서-동남동($N70{\sim}80^{\circ}W$), 남-북~북북동-남남서($N0{\sim}10^{\circ}W/N10{\sim}20^{\circ}E$), 동북동-서남서($N50{\sim}60^{\circ}E$) 그리고 거의 동-서($N80{\sim}90^{\circ}E$)의 방향에서 각각 5개의 뚜렷한 정점을 보여준다. 특히 단층의 주방향은 밀도가 높은 방향각과 부합한다. 결과적으로 밀도곡선의 이러한 분포형태는 기존의 연구에서 시사한 대표적인 최대 주응력 방향을 반영한다.

• 지질공학
• /
• 제16권3호
• /
• pp.235-244
• /
• 2006

한국원자력연구소 내에서 시추된 화강암 코어시료를 대상으로 1550회의 반복하중을 가할 때 미세균열의 발달 정도를 미소파괴음(AE)을 이용하여 연구하였다. 반복하중 조건에서 미소파괴음은 반복횟수에 따라 두 가지 type의 발생 특성을 보였다. 첫 번째 type은 반복횟수가 적었을 때 나타나는 특성으로 낮은 에너지와 분산된 주파수가 특징이며, 두 번째 type은 반복횟수가 많았을 때 나타나는 특성으로 높은 에너지와 일정한 주파수가 특징적이다. Type 1은 시료내의 공극이나 미세균열이 닫히거나 성장하는 과정에서 발생하는 미소파괴음의 특성을 나타내는 반면에, type 2는 하중을 가할 때에는 미세균열이 전단되거나 닫혔다가 하중이 제거될 때에는 전단으로부터 회복하거나 미세균열이 열리면서 발생하는 미소파괴음의 특성으로 판단된다. 또한 반복횟수 50, 150, 350, 750, 1550회 때 탄성파(P파) 속도와 Felicity 비를 측정하였다. 측정결과 탄성파속도는 반복횟수가 증가하여도 변화가 없었으나 Felicity 비의 경우 반복횟수가 증가함에 따라 점점 감소하여 시료가 반복하중에 의해 손상을 받고 있음을 지시하였다. 따라서 암석의 손상정도를 판단하는데 있어서 미소파괴음 측정을 통한 Felicity 비가 탄성파속도보다 더 효과적으로 판단된다.