• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권3호
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• pp.277-292
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• 2007

Based on the composite finite element simulation and a series of hydrostatic pressure and burst tests, autofrettage effects on strength and deformation of fiber reinforced pressure vessel with metallic liners have been studied in the paper (autofrettage: during the course of one pressure taking effect, the increasing internal stress in metallic liner can surpass the yielding point and the plastic deformation will happen, which result in that when there is no internal pressure, there are press stress in liner while tensile stress in fiber lamination). By making use of a composite finite element Ansys code and a series of experiments, the autofrettage pressure is determined in order to make the aluminium liner be totally in elastic state, under given hydrostatic test pressure. The stress intensity factors of the longitudinal crack in aluminum liner end under internal pressure and thermal loads have been computed and analyzed before and after the autofrettage processing. Through numerical calculation and experiment investigations, it is found that a correct choice for autofrettage pressure can improve the gas-tightness and fatigue strength of FRP vessel.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제83권3호
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• pp.353-361
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• 2022

Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) has been developed by applying stress analysis to determine the stress intensity factor (SIF, K). The finite element method (FEM) is widely used as a standard tool for evaluating the SIF for various crack configurations. The prediction accuracy can be achieved by applying an adaptive Delaunay triangulation combined with a FEM. The solution can be solved using either direct or iterative solvers. This work adopts the element-by-element preconditioned conjugate gradient (EBE-PCG) iterative solver into an adaptive FEM to solve the solution to heal problem size constraints that exist when direct solution techniques are applied. It can avoid the formation of a global stiffness matrix of a finite element model. Several numerical experiments reveal that the present method is simple, fast, and efficient compared to conventional sparse direct solvers. The optimum convergence criterion for two-dimensional LEFM analysis is studied. In this paper, four sample problems of a two-edge cracked plate, a center cracked plate, a single-edge cracked plate, and a compact tension specimen is used to evaluate the accuracy of the prediction of the SIF values. Finally, the efficiency of the present iterative solver is summarized by comparing the computational time for all cases.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.723-730
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• 2008

철도교량은 무거운 축하중이 작용하여 구조부재의 전체 강도에서 활하중이 차지하는 비율이 높기 때문에 피로에 의한 손상이 클 뿐만 아니라 계속적으로 변화하는 하중환경에 의해 피로손상이 빠르게 진행될 가능성이 있으므로 이에 대한 안전성을 체계적이고 분석적으로 평가할 수 있는 방법이 요구된다. 철도교량에서 구조부재별 피로균열의 생성위치 및 성장속도는 발생응력의 범위와 횟수, 구조시스템의 강성에 관련되어 있다. 구조시스템의 강성은 계획주체, 설계자, 시공자, 유지관리주체 각각의 특성과 불확실성을 포함하고 있으며, 시간의존적 하중과 저항의 특성에 의해서 추계학적으로 변화하게 된다. 그러므로 이러한 하중 및 저항에서의 각각의 불확실성을 정량적이고 객관적으로 표현할 수 있는 신뢰성에 기초한 평가기법을 개발하였다. 철도 및 지하철교량 등의 피로파괴에 대한 확률론적 평가를 위하여 응답면 기법(Response Surface Method, RSM)과 일계이차 모멘트 기법(First Order Second Moment method, FOSM)을 사용하여 피로균열진전과 잔존수명을 평가하였다. 응력변동 범위를 설계변수로 변화시키면서, 중요한 설계입력 변수로 한계상태 방정식을 구성하고 다양한 피로 수명(100년, 75년 등)후의 파괴확률을 예측하여 설계피로수명에 대한 신뢰성 지수계산 및 발생확률을 분석사례로 제시하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제10권6호
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• pp.389-393
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• 2000

본 연구에서는 $\mu$-PD법으로 Er : Mg : $LiNbO_3$화이버 결정을 MgO의 첨가량을 달리하여 성장시켰으며, 첨가물 농도에 따른 성장조건과 PL 특성에 관해 조사하였다. 또한,성장한 결정의 투과 스펙트럼으로부터 Er : Mg : $LiNbO^3$에서 $Er^{3+}$ 의 에너지 준위구조를 계산하였다. Crack과 bubble등의 결함이 없는 결정은 after-beater를 조정하여 0.5 mm/min 이하의 성장속도에서 얻을 수 있었다. MgO의 농도에 따른 PL강도는 0.6 mol% $Er_2O_3$와 3 mol% MgO가 첨가된 Er : Mg : $LiNbO_3$결정에서 가장 강한 형광강도가 관측되었다. 또한, 에너지 준위 $^4S_{3/2}$에서 기저준위로 방출되는 빛이 가장 강했으며 1530 nm의 형광은 비방출천이 및 형광방출 등의 원인에 의한 $^4I_{13/2}$ 준위에서의 여기전자 감소가 형광강도 감소의 원인임을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.65-72
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• 2018

지진 시 댐에 여유고 이상의 과도한 침하가 발생하는 경우 댐의 붕괴로 이어질 수 있다. 댐의 침하는 댐의 손상 예측에 중요한 지표로 사용되는 횡균열 폭과 깊이에 높은 상관성을 가진 것으로 알려져 있으므로 댐의 손상 평가에서 정확한 침하량 예측이 중요하다. 국내에서는 국외에서 수치해석을 통하여 도출된 경험적인 식이 댐의 손상 평가에 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 필댐으로 분류되는 콘크리트 표면차수벽 석괴댐(CFRD)과 코어형 석괴댐(ECRD) 대표 단면에 대한 2차원 비선형 동적 해석을 수행하여 댐마루의 침하량을 계산하였다. 입력지진파의 지진강도와 지진규모 등의 영향을 복합적으로 고려하기 위하여 20개의 계측기록을 해석에 사용하였다. 수치해석으로 계산된 결과를 바탕으로 댐마루 침하량을 예측하기 위해 지진파의 최대지반가속도, 최대지반속도, Arias Intensity, 지진규모와의 상관관계를 도출하였다. 평가 결과, 최대지반가속도에 추가적인 변수를 사용할 경우, 상관성이 크게 향상되는 것으로 나타났다.

• Advances in materials Research
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• 제5권1호
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• pp.11-20
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• 2016

In bonded composite repair of aircraft structures, the damage of the adhesive can thus reduce significantly the efficiency and the durability of the bonded composite repair. The adhesive damage models using critical zone have proven their effectiveness due to simplicity and ap-plicability of the damage criteria in these models. The scope of this study is to analyze the effects of the patch thickness and the adhesive thickness on the damage damage in bonded composite repair of aircraft structures by using modified damage zone theory. The obtained results show that, when the thickness of adhesive increases the damage zone increases and the adhesive loses its rigidity, inversely when the patch is reduced the adhesive damage be-comes more significant.

• 한국정밀공학회지
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• 제9권2호
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• pp.108-115
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• 1992

이종재료의 접합면에 수직으로 존재하는 크랙에 대하여 경계요소 해석을 수행하여, 그 결과 실용가능한 수치 근사해을 얻을 수 있었다. 크랙을 정확히 모델링하기 위하여 크랙표면을 분리영역으로 하는 영역분할법을 채택하였으며, 해의 정확성을 향상시키기 위하여 등매개 2차요소로의 경계분할과 함께 크랙선단에서 표면력의 특이성을 나타내도록 하였다. 응력확대계수는 크랙표면상 절점의 상대변위를 이용하여 결정하였다. 또한 이종 재료내 크랙에 대하여 응력확대계수를 간단히 구할 수 있는 간편해석법을 제안하고 이의 적용 가능한 범위를 제 시하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.1792-1798
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• 1991

본 연구에서는 균열 끝을 포함하는 선 적분을 행하여 $J_{k}$ 구한 다음 이방 성 재료에서의 탄성계수 상호간의 관계를 이용하여 $J_{k}$를 탄성계수와 응력확대계 수 $K_{I}$, $K_{II}$ 로 간단히 표현 하고자 한다. 이 결과는 선형탄성 이방성 재 료에서 수치적으로 응력확대계수를 구하는 데 있어 기초 자료로 활용 될 것으로 생각 된다.다.다.다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.13-18
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• 2004

It is important to estimate the distribution of intensity of a magnetic field for application of magnetic method to industrial nondestructive evaluation. Magnetic camera provides the distribution of a quantitative magnetic field with homogeneous lift-off and same spatial resolution. Leakage magnetic flux near the crack on the specimen could be amplified by 3-dimensional magnetic fluid and zoom in and out of measurement area. This study introduces the experimental consideration of the effects of lens for concentrating of magnetic flux. The experimental results showed that the magnetic fluid has sufficient lens effect for magnetic camera and effect of improvement in probability of detection.

• 한국생산제조학회지
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• 제8권2호
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• pp.86-93
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• 1999

Ceramic/metal bonded joints have led to increasing use of structural materials such as automobiles and heat engines. A method of strength evaluation focussing on fracture criterion of mixed mode was investigated in {{{{ {Si }_{3 } {N }_{4 } }}}}/metal bonded joint, Also Fracture toughness tests of {{{{ {Si }_{3 } {N }_{4 } }}}}/metal bonded joints with an interface crack were carried out and the stress intensity factors of these joints were analyzed by boundary element method. Form the results the fracture criterion and method of strength evaluation by the fracture toughness were proposed in {{{{ {Si }_{3 } {N }_{4 } }}}}/Metal bonded joints