• Journal of Welding and Joining
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• 제3권2호
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• pp.42-51
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• 1985

The dynamic fracture toughness, fracture characteristics, impact tension and tensile properties of Al-Mg-Si T5 alloy and Al-Zn-Mg T6 alloy respectively welded with filler metal of Alcan 4043 were investigated. The dynamic fracture toughness values were obtained rapidly and simply for the specimen of small size by using instrumented Chirpy impact testing machine. the testing temperatures of the specimen were a range of room temperature and-196.deg. C. The results obtained in this experiment are summarized as follows. With decreasing the testing temperatures, dynamic tensile stress and fracture load were increased, on the other hand the deflection and impact value showed decreasing tendency in order of base metal>HAZ>weld. Changes of total absorbed energy were more influenced by the crack propagation energy than the crack initiation energy. At the low temperatures, the unstable rapid fracture representing the crack propagation appeared for the specimens of Charpy press side notched in Al-Zn-Mg alloy, but it was difficult to obtain the unstable rapid fracture in Al-Mg-Si alloy. Because of the development of plastic zone at the notch root, it was difficult to obtain thevalid $K_{1d}$ value in Al-Mg-Si alloy. Therefore the fatigue cracked specimens were effective in both Al-Mg-Si and Al-Zn-Mg alloys. With decreasing the impact testing temperatures, specimens underwent a transition from dimple-type transgranular fracture to lamella surface-type intergranular fracture because of the precipitate at the grain boundaries, impurities and crystal structure of the precipitates.s.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권5호
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• pp.599-610
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• 2021

Early detection of small concrete crack or reinforcement corrosion is necessary for Structural Health Monitoring (SHM). Global vibration based methods are advantageous over local methods because of simple equipment installation and cost efficiency. Among vibration based techniques, FRF based methods are preferred over modal based methods. In this study, a new coupled method using frequency response function (FRF) and proper orthogonal modes (POM) is proposed by using the dynamic characteristic of a damaged beam. For the numerical simulation, wave finite element (WFE), coupled with traditional finite element (FE) method is used for effectively incorporating the damage related information and faster computation. As reported in literature, hybrid combination of wave function based wave finite element method and shape function based finite element method can addresses the mid frequency modelling difficulty as it utilises the advantages of both the methods. It also reduces the dynamic matrix dimension. The algorithms are implemented on a three-dimensional reinforced concrete beam. Damage is modelled and studied for two scenarios, i.e., crack in concrete and rebar corrosion. Single and multiple damage locations with different damage length are also considered. The proposed methodology is found to be very sensitive to both single- and multiple- damage while being computationally efficient at the same time. It is observed that the detection of damage due to corrosion is more challenging than that of concrete crack. The similarity index obtained from the damage parameters shows that it can be a very effective indicator for appropriately indicating initiation of damage in concrete structure in the form of spread corrosion or invisible crack.

• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.99-106
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• 1998

최근 환경오염 문제와 관련하여 청정연료로 수요가 증가하고 있는 액화천연가스(LNG)의 저장탱크 및 운반선 등 연료 저장 설비, 초전도이용 관련 기기와 같은 저온용 설비 및 기기가 증가하고 있고 대형화의 추세를 보이고 있다. 특히 액화천연가스(LNG)의 수요급증에 따라 이의 운송 및 저장에 필요한 재료의 수요가 증가하면서 극저온재료에 대한 관심이 높아지고 있다. LNG저장조의 대형화에 따라, 설계강도상의 검토는 물론, 사용재료의 특성, 가공성 및 용접 둥의 시공법을 비롯하여 품질관리 면까지 충분한 검토가 필요하다. 특히 LNG를 저장하는 내조재료에 대하여는 모재 및 용접부의 제반 특성을 파악하여 저온에서 취성파괴에 대한 안전성을 확인해 둘 필요가 있다. 본 연구는, LNG 저장 탱크의 안전성 평가시 필요한 재료물성 데이터 중 파괴인성의 측정 기반 기술을 확보하고, 현재 국내에서 사용되고 있는 LNG 저장탱크용 재질(SUS304L강, Al합금 및 $9\%$ Ni강)에 대하여 77 K 및 173 K에서 계장화 샬피충격시험을 실시하여 온도에 따른 충격파괴특성 및 파면해석을 실시하여, 안전성 평가에 필요한 기초 자료를 확보하는 것을 주목적으로 한다. 계장화샬피충격파괴시험결과, $9\%$니켈강의 경우 온도저하에 따라 77K까지는 인성의 저하정도가 적어 우수한 파괴저항을 나타내었다. 계장화 장치에 의해 얻어진 하중-처짐 곡선으로부터, 온도가 173 K에서 77 K로 저하함에 따라 최대하중은 증가하였으나 에너지는 오히려 감소하였다. 또한 균열개시에 쓰여진 에너지보다 균열진전에 쓰여진 에너지가 높게 나타났다. A5083의 경우 합금강재에 비해 충격흡수에너지값이 낮고 저온 특유의 갈라짐 현상을 볼 수 있었다. SUS304L재의 경우 균열개시에 쓰여지는 에너지가 높게 나타났고, 균열진전에 따른 에너지는 거의 나타나지 않아 균열개시 후 비교적 평탄한 파단면을 나타내는 파면관찰 결과와 일치하는 거동을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.150-157
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• 1985

본 연구에서는 자연적인 미소흠함주위에 발생, 전파하는 피로크랙의 거동을 검토하기 위하여, 기존재료가 갖고 있는 흠함이나 비금속개재물을 대신할 수 있다고 생각되는 크기가 다른 비관통 인공미성구멍을 갖는 여러 종류의 시험편을 준비하고, 이 시험편들이 갖는 인공미성구멍주위에 발생전파하는 피로크랙의 거동을, 금속현미경 관찰을 토대로 상세히 고찰하였다. 그리고 이러한 관찰을 기초로 하여 비관통인공미 성구멍의 대성에 따른 피로한계도거동에 대해서도 고찰하였다.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권2호
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• pp.112-120
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• 2011

The out-of-phase thermo-mechanical fatigue (OP TMF) in a <001> oriented single crystal nickel-based superalloy CMSX-4 has been studied. OP TMF life was less than a half of low cycle fatigue(LCF) life in spite of a small hysteresis loop area of OP TMF compared to that of LCF. The failure was caused by the initiation of a crack at the oxide-layered surface followed by its planar growth along the <100> ${\gamma}$ channel in both LCF and OP TMF. However, deformation twins appeared near the major crack of OP TMF. The multiple groups of parallel twin plates on {111} planes provided a preferential path for crack propagation, which caused a significant decrease in OP TMF life. Additionally, the analysis on the surface crack morphology revealed that the tensile strain at the minimum temperature of OP TMF was found to accelerate the crack propagation.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.234-243
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• 1992

각종 구조물, 기계요소의 파괴(破壞)에 있어서 상당수는 피로파괴(疲勞破壞)가 그 원인인 것이 많고, 그 설계 및 안전성 평가를 위해 신뢰성해석법(信賴性解析法)을 도입함에 있어서 피로수명(疲勞壽命)의 확률분포(確率分布)를 파악하는 것은 구조물에 작용하는 외력의 추정(推定)과 함께 중요하다. 피로수명(疲勞壽命)의 확률분포(確率分布)를 구하는데는 대수정규분포(對數正規分布) 혹은 Weibull분포(分布) 등이 제안되어 있지만, Weibull분포(分布)가 그 뛰어난 응용성과 정확성 때문에 피로수명분포(疲勞壽命分布)에 가장 자주 쓰이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 응용범위가 넓고, 데이터의 특성을 가장 잘 표현하는 것으로 알려진 Weibull분포(分布)를 사용하였다. 어떤 응력상태 하에서의 피로균열발생수명(疲勞龜裂發生壽命)의 확률분포(確率分布)를 구하기 위해서는 일반적으로 수십개의 피로시험(疲勞試驗)을 행하여 많은 데이터를 얻어야 한다. 그러나, 그러한 많은 시험은 시험시간, 경비등의 면에서 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 피로균열발생분포를 구하기 위하여 적은 시험편으로 보다 많은 데이터를 얻을 수 있는 100개의 응력집중부(應力集中部)를 가진 변단면(變斷面)외팔보형 시험편(試驗片)을 개발하였다. 피로시험(疲勞試驗)은 일정진폭완전량진(一定振幅完全兩振) 굽힘피로하중에서 실시하였고, 피로균열발생수명(疲勞龜裂發生壽命)의 확률분포(確率分布)를 추정(推定)하는데에는 여러가지 방법들이 있으나, 본 연구에서는 미지(未知)의 모수추정(母數推定)에 그 유용성이 확인된 Bayesian 신뢰성해석법(信賴性解析法), Skewness법과 최소자승법을 사용하여 그 정도를 비교하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권2호
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• pp.181-190
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• 2005

본 연구에서는 탄소섬유메쉬(Carbon Fiber Mesh, CFM)를 이용한 철근콘크리트 보의 휨보강 효과를 연구하며 CFM의 정착과 겹침이음방법에 따른 영향을 연구하고자 한다. 휨이 지배적인 5개의 철근 콘크리트 실험체를 제작하고 CFM으로 보강한 후 단순지지형태로 가력을 하여 그 보강효과를 규명하고자 한다. 보의 전체 길이는 2400mm이며 깊이와 폭이 모두 300mm로서 휨이 지배될 수 있도록 실험체를 계획하였다. 실험으로부터, 균열이 시작되는 단계에서 CFM의 보강효과는 미약한 것으로 나타났으나, 균열발생 이후에는 보의 휨강성확보의 측면에서 효과가 있는 것으로 나타났다. 보강된 실험체와 보강되지 않은 실험체의 비교를 통하여 CFM보강효과를 확인할 수 있었으며, 균열발생시와 항복시에 대하여 보강효과를 반영하여 예측한 계산값과 실험결과가 좋은 일치를 보이는 것으로 나타났다.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.14-22
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• 2007

In this paper, the acoustic emission(AE) behaviors were investigated with single-and 2-spot resistance spot welded SPCC specimens. Test specimens were welded horizontally and/or vertically according to the rolling direction of base netal in 2-spot welding. In the case of 2-spot welding, when tensile-shear test has below amplitudes: crack initiation $50{\sim}60dB;$ tear fracture $40{\sim}50dB$. And when cross tensile test has below amplitudes: early stage $75{\sim}85dB;$ yielding point $65{\sim}75dB;$ post yielding $40{\sim}60dB;$ plug fracture $70{\sim}80dB\;or\;90{\sim}100dB$. Also, from the b-value that is slope of AE amplitude, we knew that there are lots of low amplitudes if b-value is big(i.e., tensile-shear $specimen{\rightarrow}tear$ fracture or shear fracture), and there are lots of high amplitudes if b-value is small(i.e.. cross tensile $specimen{\rightarrow}plug$ fracture). As the results of fiacture mechanism analyses through AE amplitude distributions, change of the b-value represented fracture patterns of materials. Correspondingly, low amplitude signals appeared in crack initiation, and high amplitude signals appeared in base metal fracture. We confirmed that these amplitude distributions represented the change or degradation of materials.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.1-9
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• 1985

본 연구에서는 이러한 점에도 역점을 두어서 초기 피로균열의 발생.거동을 관 찰하기 쉬운 연강을 선택하여 편진인장반복하중을 작용시켜, 연강 평골재의 표면상에 발생.성장하는 미소표면균열의 거동을 전자현미경과 광학현미경을 병용하여 표면과 파 단면을 입체적으로 조사하여, 피로균열의 초기발생상태를 조사하고, 그 성장율을 조사 하여 파괴역학적으로 해석하여 그 특성을 조사한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제26권3호
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• pp.67-73
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• 2008

Fatigue life evaluation of welded structures in a range of high cycles is one of the most difficult problems since extremely small plastic deformation and damage occur during the loading cycles. Moreover, it is very difficult to identify the strong non-linearities of welding, inducing residual stress. In this paper, numerical fatigue test method for welded structures was developed using continuum damage mechanics with inherent strain. Recently, continuum damage mechanics, which can simulate both crack initiation at the micro-scale level and crack propagation at the meso-scale level, has been adopted in the fracture related problem. In order to consider the residual stresses in the welded strictures, damage calculation in conjunction with welding, inducing inherent strain, was proposed. The numerical results obtained from the damage calculation were compared to experimental results.