• Structural Engineering and Mechanics
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• 제19권6호
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• pp.639-652
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• 2005

In this paper, a full-scale K-joint specimen was tested to failure under cyclic combined axial and in-plane bending loads. In the fatigue test, the crack developments were monitored step by step using the alternating current potential drop (ACPD) technique. Using Paris' law, stress intensity factor, which is a fracture parameter to be frequently used by many designers to predict the integrity and residual life of tubular joints, can be obtained from experimental test results of the crack growth rate. Furthermore, a scheme of automatic mesh generation for a cracked K-joint is introduced, and numerical analysis of stress intensity factor for the K-joint specimen has then been carried out. In the finite element analysis, J-integral method is used to estimate the stress intensity factors along the crack front. The numerical stress intensity factor results have been validated through comparing them with the experimental results. The comparison shows that the proposed numerical model can produce reasonably accurate stress intensity factor values. The effects of different crack shapes on the stress intensity factors have also been investigated, and it has been found that semi-ellipse is suitable and accurate to be adopted in numerical analysis for the stress intensity factor. Therefore, the proposed model in this paper is reliable to be used for estimating the stress intensity factor values of cracked tubular K-joints for design purposes.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.19-29
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• 2015

반두께 프리캐스트 콘크리트 바닥판의 적용이 증가함에 따라, 프리캐스트 구조물 간의 연결에 대한 연구가 증가하고 있다. 또한, 프리캐스트 패널을 갖는 합성바닥판에서 패널간에는 횡방향 이음부의 연속적인 거동이 요구된다. 이 논문에서는 루프이음 방식을 적용하여 교축방향 패널과 패널사이의 이음부에 구조적 연속성과 성능을 평가하였다. 실험결과로부터 바닥판의 연속성 확보를 위한 루프철근 이음부의 휨강도 및 균열제어의 연속성을 확인하였다. 실험결과 루프이음 철근 간격을 좁게 한 경우의 휨강도가 1.52배 증진되는 효과를 보였다. 또한, 루프이음부에 횡방향 철근은 균열제어에 매우 효율적임을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.51-59
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• 2011

온도와 습도 변화에 의해 수축될 경우 콘크리트 포장 슬래브에는 인장응력이 생기고 이로 인해 무작위 균열이 발생한다. 일정한 간격으로 줄눈을 설치하고 균열을 유도함으로써 슬래브에 발생하는 인장응력을 줄이고 무작위 균열을 최소화할 수 있다.줄눈간격이 너무 넓으면 무작위 균열, 줄눈부 파손, 하중전달률 저하가 일어나고, 반대로 줄눈간격이 너무 좁으면 공사비 증가와 승차감 저하가 유발된다. 본 연구에서는 콘크리트 포장의 역학적-경험적 줄눈간격 설계방법을 개발하였다. 이를 위하여 우수한 공용성을 보이는 콘크리트 포장 구간 중 구조적 및 환경적으로 가장 취약한 구간을 찾고 그 구간에 대한 유한요소해석으로 설계기준강도를 결정하였다. 기존 연구결과를 참고하여 하중전달률이 급격히 낮아질 때의 줄눈폭을 허용줄눈폭으로 결정하였다. 유한요소해석으로 계산된 설계대상구간의 최대인장응력이 설계기준강도를 초과하지 않는 최대줄눈간격을 찾아냈다. 그리고 이 줄눈간격으로 예측된 최대줄눈폭을 허용줄눈폭과 비교하였다. 본 연구에서 개발된 방법을 설계 중인 함양-울산 고속도로의 두 공구에 적용해 보았다. 기존보다 넓은 8.0m의 줄눈간격으로 시험시공된 구간과 동일한 줄눈간격이 본 연구의 설계방법으로 계산되었다. 공용 6년 후 측정된 시험시공 구간의 매우 낮은 균열률로 본 연구에서 개발된 설계방법이 검증되었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.655-663
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• 2006

Large-scale model tests of welded tubular K-joints were carried out to observe the fatigue behavior of API 2W Gr.50 steel produced by POSCO. The fatigue crack behaviors for various loading conditions were measured and investigated around the critical joint sections. The experimental results have been verified with numerical approaches and also compared with the IIW, DnV RP-C203 and API RP 2A-WSD design curves. The hot spot strss method was applied in the study. The SCF factor for tubular K-joint was also obtained.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제8권4호
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• pp.47-52
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• 2001

Sn-Cu-Ni계 솔더를 이용한 AC Adapter의 Pb-Free Wave 솔더링 공정을 Six Sigma기법으로 개발하였다. 솔더 접합부의 외관, 미세조직, Lift-off현상 및 Crack발생 유.무를 관찰하여 접합기구를 규명하고자 하였으며 열 충격시험을 통하여 신뢰성평가를 수행하였다. 솔더 접합부의 Sn-Cu-Ni계 솔더와 Cu Land 사이에는 약 5 $\mu\textrm{m}$ 두께의 $(Cu,Ni)_6/Sn_5$ 형태의 금속간화합물이 발견되었고 열 충격후 750사이클까지는 Crack이 발견되지 않았다. 본 연구로 개발된 제품은 기존의 Sn-Pb솔더를 사용한 제품에 비해서 양산성 및 신뢰성 측면에서 우수한 특성을 나타내었다.

• Computers and Concrete
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• 제34권1호
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• pp.15-31
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• 2024

This study explores the failure mechanisms of 'I' shaped non-persistent cracks under uniaxial loads through a combination of experimental tests and numerical simulations. Concrete specimens measuring 200 mm×200 mm×50 mm were manufactured, featuring 'I' shaped non-persistent joints. The number of these joints varied from one to three, with angles set at 0, 30, 60, and 90 degrees. Twelve configurations, differing in the placement of pre-existing joints, were considered, where larger joints measured 80 mm in length and smaller cracks persisted for 20 mm with a 1 mm crack opening. Numerical models were developed for the 12 specimens, and loading in Y-axis direction was 0.05 mm/min, considering a concrete tensile strength of 5 MPa. Results reveal that crack starting was primarily influenced by the slope of joint that lacks persistence in relation to the loading direction and the number of joints. The compressive strength of the samples exhibited variations based on joint layout and failure mode. The study reveals a correlation between the failure behavior of joints and the number of induced tensile fracture, which increased with higher joint angles. Specimen strength increased with decreasing joint angles and numbers. The strength and failure processes exhibited similarities in both laboratory testing and numerical modeling methods.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.129-136
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• 2018

대형 용접 구조물에 대한 피로설계 수명의 예측은 일반적으로 Palmgren Miner과 등가손상도 방법 또는 선형누적손상도 방법을 사용한다. 또한 용접 구조물에서 피로 균열이 발생되면 잔존 수명은 S-N 곡선과 선형 파괴역학에 기초하여 예측되고 있다. 본 연구에서는 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열 진전거동과 피로수명을 예측하기 위하여 피로 시험을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 3차원 피로균열진전해석은 NX NASTRAN 및 FRANC3D를 이용하여 유한요소 해석을 실시하였다. 면외거셋 용접이음의 균열 형상비, 초기균열 크기 및 응력비에 미치는 영향을 검토하기 위하여 피로균열진전 해석을 실시하였다. 또한 초기균열크기, 균열 형상비와 응력비의 변화에 따른 3차원 피로균열진전 해석 결과와 피로시험결과를 비교하였다. 피로균열진전 해석결과, 피로균열 진전속도와 응력확대계수와의 관계에서 피로시험과 유사하게 나타남을 확인하였으며, 면외거셋 용접이음의 피로수명을 추정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2006년 창립20주년기념 정기학술대회 및 국제워크샵
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• pp.217-222
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• 2006

Large-scale model tests of welded tubular K-joints were carried out to observe the fatigue behavior of API 2W Gr.60 steel produced by POSCO. The fatigue crack behaviors for various loading conditions were measured and investigated around the critical joint sections. The experimental results have been verified with numerical approaches and also compared with the IIW, DnV RP-C203 and API RP 2A-WSD design curves. The hot spot stress method was applied in the study. The SCF factor for tubular K-joint was also obtained.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권11호
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• pp.1488-1493
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• 2005

In this study, fatigue tests to obtain S-N curves and FE analyses to obtain structural stress concentration factors were conducted for the two types of cruciform fillet welded joints, that is, load-carrying and non load-carrying types. Then we changed the obtained S-N curve of load carrying joint to that based on hot spot stress. As a result, the S-N curve of load carrying joint based on hot-spot stress was almost exactly coincided with that of non load-carrying joint based on nominal stress. So we have conducted that the fatigue strength of a welded joint with different geometry from the non stress distribution along the expected crack path.

• Computers and Concrete
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• 제18권6호
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• pp.1135-1151
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• 2016

For investigating the effect of the pre-existing joints on the initiation pattern of hydraulic fractures, the numerical simulation of circular holes under internal hydraulic pressure with a different pattern of the joint distributions are conducted by using a finite element code, FRANC2D. The pattern of hydraulic fracturing initiation are scrutinized with changing the values of the joint length, joint offset angle. The hydraulic pressures with 70% of the peak value of borehole wall breakout pressure are applied at the similar models. The simulation results suggest that the opening-mode fracture initiated from the joint tip and propagated toward the borehole for critical values of ligament angle and joint offset angle. At these critical values, the crack grow length is influenced by joint ligament length. When the ligament length is less than 3 times the borehole diameter the crack growth length increases monotonically with increasing joint length. The opening-mode fracture disappears at the joint tip as the ligament length increases.