• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.93-103
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• 2017

남극 대륙은 연구가치가 높은 다양한 생명체들과 풍부한 자원이 매장되어 있어 세계의 많은 국가들이 남극 개발에 관심을 가지고 있다. 우리나라는 2014년 제2의 남극과학기지인 장보고 과학기지를 준공한데 이어 남극 활주로 건설과 제3의 남극 과학기지 건설을 준비하며 남극 개발에 박차를 가하는 중이다. 하지만 동토의 경우 일반적인 흙과는 달리 얼음과 부동수분의 영향으로 시간에 따른 변형이 크게 나타나기 때문에 크리프 변형 특성을 파악할 필요가 있다. 그러나 크리프 변형 특성을 파악하기 위한 시험의 경우 많은 비용과 시간이 소모되기 때문에 예전부터 동토의 크리프 거동을 추정할 수 있는 모델에 대한 연구들이 많이 진행되어 왔으며, 본 연구에서는 동결 사질토의 함빙비를 고려한 장기변형 모델인 Ting의 Tertiary creep model의 모델 도출 방법에 세립분 함량을 고려할 수 있는 계수를 추가하여 다양한 흙에 적용할 수 있는 크리프 모델을 제안하고자 하였다. 이를 위해 세립분 함량이 0, 5, 10, 15%인 동결 시료로 -5, -10, -$15^{\circ}C$의 온도에서 일축 크리프 시험을 수행하였고, 시험 결과를 바탕으로 세립분 함량을 고려한 장기변형 예측 모델을 제안하였다. 그 결과, Tertiary creep model의 모델 도출 방법만을 사용하여 세립분함량을 고려한 장기변형 예측 모델을 제안하는 것은 무리가 있는 것으로 판단되어 동토의 크리프 변형을 고려하기 위한 새로운 개념의 모델이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제2권2호
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• pp.59-66
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• 1990

극지방의 해양 환경은 낮은 온도와 함께 여러 가지 형태로 존재하는 얼음의 분포에 의해 큰 영향을 받는다. 빙하와 빙산, 해빙 등 빙역학의 기초적인 이해를 위하여 본 연구는 polycrystalline ice의 재료적 특성과 파괴기구 등을 파악하고 극지 방하유동시 관측되는 creep 변경을 기술하기 위한 constitutive 모델을 제시하였다. 빙변형에 관여되는 여러 가지 물리적 변화 중 microcracking에 의한 재료의 손상을 주요인으로 간주하여 파손역학의 이론을 적용한 3차원 수치모델을 개발하였으며 기발표된 실험 결과와 비교하였다. 1축 균일압축을 받는 경우 실험 데이타와 수치모델은 유사한 거동을 보이고 있으며, 빙변형에 있어서 1, 2기 creep의 소성적 변형특성 뿐 아니라 microcracking에 의한3기(tertiary) creep의 특징까지도 잘 기술해 주고 있다.

• Computers and Concrete
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• 제4권2호
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• pp.101-117
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• 2007

A new model predicting the nonlinear basic creep behaviour of concrete structures subjected to high multi-axial stresses is proposed. It combines a model based on the thermodynamic framework of the elasto-plastic continuum damage theory for time-independent material behaviour and a rheological model describing phenomenologically the long-term delayed deformation. Strength increase due to ageing is regarded. The general 3D solution for the creep theory is derived from a rate-type form of the uniaxial formulation by the assumption of associated creep flow and a theorem of energy equivalence. The model is able to reproduce linear primary creep as well as secondary and tertiary creep stages under high compressive stresses. For concrete in tension a simple viscoelastic formulation is applied. The material law is then incorporated into a finite element solution procedure for analysis of reinforced concrete structures. Numerical examples of uniaxial creep tests and concrete members show excellent agreement with experimental results.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권5호
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• pp.1570-1578
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• 2022

During a severe accident, steam generator (SG) tubes undergo rapid changes in the pressure and temperature. Therefore, an appropriate creep model to predict a short term creep damage is essential. In this paper, a novel creep model for Alloy 690 SG tube material was proposed. It is based on the theta (θ) projection method that can represent all three stages of the creep process. The original θ projection method poses a limitation owing to its inability to represent experimental creep curves for SG tube materials for a large strain rate in the tertiary creep region. Therefore, a new modified θ projection method is proposed; subsequently, a master curve for Alloy 690 SG material is also proposed to optimize the creep model parameters, θ_i (i = 1-5). To adapt the implicit creep scheme to the finite element code, a partial derivative of incremental creep with respect to the stress is necessary. Accordingly, creep model parameters with a strictly linear relationship with the stress and temperature were proposed. The effectiveness of the model was validated using a commercial finite element analysis software. The creep model can be applied to evaluate the creep rupture behavior of SG tubes in nuclear power plants.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권11호
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• pp.1463-1471
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• 2001

The Kachanov and Rabotnov (K-R) creep damage model was interpreted and applied to type 316LN and HT-9 stainless steels. Seven creep constants of the model, A, B, $textsc{k}$, m, λ, ${\gamma}$, and q were determine d for type 316LN stainless steel. In order to quantify a damage parameter, the cavity was interruptedly traced during creep for measuring cavity area to be reflected into the damage equation. For type 316LN stainless steel, λ= $\varepsilon$R/$\varepsilon$* and λf=$\varepsilon$/$\varepsilon$R were 3.1 and increased with creep strain. The creep curve with λ=3.1 depleted well the experimental data to the full lifetime and its damage curve showed a good agreement when r=24. However for the HT-9 stainless steel, the values of λ and λf were different as λ=6.2 and λf=8.5, and their K-R creep curves did not agree with the experimental data. This mismatch in the HT-9 steel was due to the ductile fracture by softening of materials rather than the brittle fracture by cavity growth. The differences of the values in the above steels were attributed to creep ductilities at the secondary and the tertiary creep stages.

• 지질공학
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• 제13권2호
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• pp.227-238
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• 2003

암석의 점탄성적 성질에 기인하는 크리프 특성에 대한 이해는 일정하중 하에서 시간에 대한 변형으로 장기적인 지반거동을 예측할 수 있는 중요한 요소이다. 포항지역에 분포하는 제3기 두호층 이암의 크리프 특성을 파악하기 위하여 암석의 기본적인 물성, 역학적 특성 및 크리프 시험을 실시하였다. 대상 이암은 illite 및 chlorite 등 점토광물을 26% 함유하고 있어 큰 크리프 변형을 보였으며, 평균 일축압축강도는 $462{\;}kg/\textrm{cm}^2$ 이었는데, 크리프 시험은 일축압축강도의 40-70% 일정 응력수준에서 수행하였다. 시험 결과 얻어진 시간-변형률 곡선으로부터 암석의 크리프 특성을 규정하는 다양한 경험식 및 이론식의 크리프 상수를 도출하였는데, 그 중 Griggs 경험식 및 Burger 모델의 이론식이 이암의 크리프 특성을 가장 잘 반영하는 것으로 평가되었다. 또, 순간탄성변형률은 응력수준에 정비례하여 증가하였으나, 1차 크리프의 변형률 속도는 응력의 크기와 무관하게 시간 경과에 따라 비슷한 양상으로 감소하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권7호
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• pp.1833-1840
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• 2000

Commercially pure copper is tested to obtain creep curves at 2500C. Constitutive relations adopting continuum damage mechanics concept is found to be appropriate to model the creep defor mation up to the tertiary stage. Microscopic observation by SEM reveals that creep condition induces cavities and microcracks subsequently. The constitutive equations along with evaluated creep parameters are implemented into finite element analysis code. The analysis reproduces creep curves under step loading as well as constant loading with reasonable accuracy. Distribution and evolution of damage under creep loading are numerically simulated for two different types of notched specimen. Predicted creep life agrees quite well with rupture test results. The influence of mesh size at notch tip on rupture time prediction is studied, and a degree of refinement is suggested for the specific notched specimens.

• 터널과지하공간
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• 제14권1호
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• pp.69-77
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• 2004

암석의 시간 의존 변형거동은 암석의 가장 근본적인 역학적 성질 중의 하나이며, 크립거동의 특성과 메커니즘에 대한 연구는 지하 암반 구조물의 장기적 안정성을 평가하는데 필수적이라 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 국내 화강암을 대상으로 단축압축하중 하에서 크립시험을 실시하였고, 수분과 응력 수준을 달리하여 각각의 조건에 따른 크립 특성을 비교, 분석하였다. 크립시험 결과 화강암은 1차, 2차 및 3차로 확연히 구분된 크립거동을 보였다. 1차 크립거동은 대체로 24시간 내에 종결되었으며, 2차 크립 변형률은 단축압축강도에 대한 재하응력의 비율이 증가함에 따라 증가하였다. 일정 응력하에서 화강암의 최대강도는 시간에 따라 감소하는 경향을 보였다. 완전 포화된 시료는 자연 건조된 시료보다 훨씬 큰 크립 변형량 및 변형률을 보였으며, 포화시료의 파괴강도 및 파괴시간은 급격히 감소하였다. 본 연구의 크립시험 결과를 버거모델(Burger's model) 및 이전 연구자들에 의해 제안된 두 개의 경험적 모델에 적용하여 크립의 유동상수를 구하였다. 세 개의 모델 모두 화강암의 크립거동을 잘 나타내었으나, 그 중 버거모델이 실험결과와 가장 잘 일치하였다. 각각의 모델에서 결정된 유동상수들은 함수량과 응력 수준에 영향을 받았다. 또한 본 실험결과에 기초하여 자연건조 및 완전 포화된 화강암 시료에 대하여 응력 수준과 시간의존변형의 경험적 관계식을 유도하였다.