Cracking is an inevitable fact of asphalt concrete pavements and plays a major role in pavement deterioration. Pavement cracking is one of the main factors determining the frequency and method of repair. Cracks can be treated with a number of preventative maintenance actions, including overlay surface treatments such as slurry sealing, crack sealing, or crack filling. Pavement cracks can show up as one or all of the following types: transverse, longitudinal, fatigue, block, reflective, edge, and slippage. Crack sealing is a frequently used pavement maintenance treatment because it significantly extends the pavement service life. However, crack sealant often fails prematurely due to a loss of adhesion. Because current test methods are mostly empirical and only provide a qualitative measure of the bond strength, they cannot accurately predict the adhesive failure of the sealant. This study introduces a laboratory test aimed at assessing the bonding of hot-poured crack sealant to the walls of pavement cracks. A pneumatic adhesion tensile testing instrument (PATTI) was adopted to measure the bonding strength of the hot-poured crack sealant as a function of the curing time and temperature. Based on a limited number of test results, the hot-poured crack sealants have very different bonding performances. Therefore, this test method can be proposed as part of a newly developed performancebased standard specification for hot-poured crack sealants for use in the future. PURPOSES : The purpose of this study was to evaluate both the adhesion and failure performance of a crack sealant as a function of its curing time and curing temperature. METHODS: A pneumatic adhesion tensile testing instrument (PATTI) was adopted to measure the adhesion performance of a crack sealant as a function of the curing time and curing temperature. RESULTS: With changes in the curing time, curing temperature, and sealant type, the bond strengths were found to be significantly different. Also, higher bond strengths were measured at lower temperatures. Different sealant types produced completely different bond strengths and failure behaviors. CONCLUSIONS: The bonding strength of an evaluated crack sealant was shown to differ depending on various factors. Two sealant types, which were composed of different raw materials, were shown to perform differently. The newly proposed test offers the possibility of evaluating anddifferentiatingbetweendifferentcracksealants.Basedonalimitednumberoftestresults,this test method can be proposed as part of a newly developed performance-based standard specification for crack sealants or as part of a guideline for the selection of hot-poured crack sealant in the future.

본 연구에서는 구조용강 시험편 내의 크랙의 성장특성을 주제로 하여 중앙크랙만이 존재하는 시험편과 중앙 크랙의 주변에 대칭으로 구멍들이 존재하는 시험편에 대한 파괴역학적 거동을 규명하고자 하였다. 구조용강으로 만들어진 시험편 내에 두 가지의 조건들을 적용하여 인장실험을 수행하였으며, 이를 통하여 시험편의 응력, Strain energy와 변형량에 대하여 해석하였다. 그리고 이러한 실험값들을 바탕으로 하여 응력확대계수를 구하였으며, 구해진 실험값들의 검증을 위하여 ANSYS 유한요소 해석 프로그램을 사용하여 시뮬레이션 해석을 수행하였다.

본 논문에서는 재료 점소성-손상모델을 기반으로 한 피로균열 진전속도(FCGR) 전산 평가법을 제안한다. 7% 니켈강 재료 거동을 모사하는 점소성-손상모델을 소개하고, 이의 유한요소해석 플랫폼에의 적용을 위해 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에서 제공하는 사용자 정의 재료 서브루틴(UMAT)에 재료모델을 탑재하였다. 개발 UMAT의 검증을 위해 7% 니켈강 재료 인장시험 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 재료정수를 획득하였다. 또한, 피로하중에 따른 손상해석에 있어 계산 시간 단축을 위한 jump-in-cycles 과정과 임계 손상 값 조정 및 피로 예비 균열 시뮬레이션을 수행하였고 이들 과정을 개발 UMAT에 탑재하여 해석을 수행하였다. 개발 UMAT을 활용하여 7% 니켈강의 상온 FCGR 테스트 시뮬레이션을 수행하였으며, 균열길이(a)와 주기 수(number of cycles)의 관계 및 1 cycle 당 균열성장량(da/dN)과 응력확대계수 진폭(ΔK)의 관계 등의 결과를 실험결과와 비교하여 검증하였다.

PURPOSES: The purpose of this study is to investigate the relationship between the crack propagation depth through a slab and crack width movement in continuously reinforced concrete slab systems (CRCSs). METHODS : The crack width movements in continuously reinforced concrete pavement (CRCP) and continuously reinforced concrete railway track (CRCT) were measured in the field for different crack spacings. In addition, the crack width movements in both CRCP and CRCT were simulated using finite element models of CRCP and CRCT. The crack width movements, depending on the unit temperature change, were obtained from both the field tests and numerical analysis models.. RESULTS: The experimental analysis results show that the magnitudes of the crack width movements in CRCSs were related to not only the crack spacing, but also the crack propagation depth. In CRCP, the magnitudes of the crack width movements were more closely related to the crack propagation depths. In CRCT, the crack width movements were similar for different cracks since most were through cracks. If the numerical analysis was performed to predict the crack width movements by assuming that the crack propagates completely through the slab depth, the predicted crack width movements were similar to the actual ones in CRCT, but those may be overestimated in CRCP. CONCLUSIONS: The magnitudes of the crack width movements in CRCSs were mainly affected by the crack propagation depths through the slabs.

Micro structure observation for low carbon steel base material and heat treatment(annealing), performing a tensile test and impact test, the specimen after the impact test is intended to evaluate the crack propagation characteristics by performing a fractal dimension analysis. The tensile strength of the base materials were observed higher compared to the heat treated materials, impact absorbed energy of heat treated materials was a higher than base materials. Impact Test and fractal dimension of the side of the test specimen was shown significantly more test temperature increases, heat treated material was higher than the base material

이 연구는 파각란 선별기 도입을 비용 편익분석 목적으로 수행되었다. 계란 파각란 선별기를 도입할 때의 총수입과 총비용 평가액의 추정결과는 다음과 같다. 총비용의 경우 구입가격, 고정비용 및 유동비용의 합계로 나타내었고, 할인율에 따라 5%, 10%일 때 각각 232,904천원과 242,904천원으로 산정되었다. 계란 파각란 선별기 평가액은 할인율에 따라 228,543천원(할인율 5%인 경우)과 218,543천원(할인율 10%인 경우)으로 추정되었다(Table 6). 파각란 선별기 기술가치에 대한 평가는 B/C비율, 순현재가치(NPV), 내부수익율(IRR)의 값으로 판단되었고, 내부수익율 IRR의 값은 가정했던 할인율보다 훨씬 높게 나타났고, 순현재가치도 0보다 큰 값으로 나타났으며, B/C비율도 1.0 이상으로 나타나 경제적 타당성을 가지는 것으로 판단되었다(Table 7).

본 논문에서는 재생 커널 기법을 사용하여 혼합모드 균열진전 문제에 대한 연속체 기반의 형상 설계민감도 해석을 수행하였다. 재생 커널 기법은 기존의 유한요소법과 달리 요소망을 재구성할 필요가 없어, 커널 함수의 연속성을 증가시켰을 때 높은 정밀도의 형상함수를 얻을 수 있다는 장점을 가지고 있다. 균열선단 주변에서 J-적분을 수행하기 위해 선형탄성 조건이 고려되었다. 변위장과 응력 확대 계수의 설계변수에 대한 감도해석을 위하여 물질도함수를 도입하였으며 직접 미분법보다 효율적인 애조인 방법을 사용하여 설계민감도를 유도하였다. 수치 예제들을 통해서 재생 커널 기법을 이용한 균열진전 해석결과의 타당성을 확인하였으며 애조인 방법을 이용한 형상 설계민감도 해석 결과를 유한차분법과 비교하여 매우 정확하고 효율적인 결과를 얻을 수 있음을 알 수 있었다. 이를 바탕으로 간단한 모델에 대하여 형상 최적설계를 수행하여 균열이 발생될 수 있는 구조물에 대해서 균열에 의한 피해를 최소화할 수 있도록 균열을 제어할 수 있는 최적의 형상을 도출하였다.

페리다이나믹스 이론과 이진분해 기법의 병렬연산을 이용하여 동적 균열진전 문제에 대한 애조인 형상 설계민감도 해석법을 개발하였다. 페리다이나믹스에서는 균열의 연속적인 분기를 다룰 수 있으며, Explicit 시간적분법을 채택한다. 설계민감도 해석은 애조인 변수법은 경로의존성 문제에는 적합하지 않으나 여기서는 응답해석의 경로를 이미 알고 있으므로 채택하여 사용할 수 있었다. 얻어진 해석적 설계민감도는 유한차분과 비교하여 그 정확성을 검증하였다. 유한차분법은 설계섭동량에 민감하여 비선형성이 강한 페리다이나믹스 문제에서 부정확한 설계민감도를 제시할 수 있다. 정확한 설계민감도 해석을 위해서는 이산화과정에서 C1 연속성을 가지는 체적율이 필요함을 알 수 있었다.

The natures of fatigue crack growth under Mode Ⅱ loading are studied. End notched flexure beam specimens were used. The effects of adherend thickness, rubber modification and adhesive thickness on fatigue crack growth were examined. The experimental results show that some of these parameters apparently do affect fatigue crack growth. Resistance to ModeⅡ fatigue crack growth are increased by rubber modification. The effects of adhesive thickness and rubber content on fatigue crack growth were explained by von Mises's equivalent stress using BEM analysis. For unmodified epoxy adhesives, the fatigue crack growth properties under Mode Ⅱ loadings were significantly different in all regions. For rubber-modified epoxy adhesives, they were also different in the first and second regions, but in the third region, they were similar

본 논문은 MLS(Moving Least Squares) 차분법을 바탕으로 동적균열전파 해석을 수행하기 위한 알고리즘을 제시한다. MLS 차분법은 절점만으로 이루어진 수치모델을 사용하며, 이동최소제곱법을 이용하여 전개한 Taylor 다항식을 기초로 미분근사식을 유도하기 때문에, 요소망의 제약에서 완벽하게 벗어난 절점해석이 가능하다. 시간항을 포함하는 동적 평형방정식은 Newmark 방법으로 시간적분 하였다. 동적하중을 받는 균열이 전파할 때, 매 시간단계마다 절점모델을 재구성하지 않고 균열선단 주변에서 국부적인 수정을 통해 해석이 가능하다. 동적균열을 묘사하기 위해 가시한계법(visibility criterion)을 적용하였고, 동적 에너지해방률을 산정하여 균열의 진전유무와 그에 상응하는 진전방향을 결정하였다. 모드Ⅰ 상태와 혼합모드 상태에서 균열이 진전하는 현상을 모사하였고, 이론해와 Element-Free Galerkin법으로 계산한 결과와의 비교를 통해 개발된 알고리즘의 정확성과 안정성을 검증하였다.

모델기반 고장 진단법은 풍력발전기의 상태감지 시스템(Condition monitoring system)에 적용을 목적으로 변동 하중조건하에서 작동하는 기어박스내의 기어의 균열을 진단하기 위해 제시하였다. 두 개의 평기어(Spur gear)로 구성된 간단한 테스트 베드가 위의 접근방법을 검증하기 위해 구축되었고, 기어의 균열은 기어의 뿌리부분에 균열을 인가하여 묘사하였다. 축의 회전속도에 독립적인 타코미터를 기반으로 한 오더분석(Order analysis)을 균열크기 진단에 적용하였고, 테스트 베드의 작동을 시뮬레이션하기 위해 집중변수 모델(Lumped parameter dynamic model)이 사용되었다. 모델에서 균열과 밀접히 관련된 변수는 측정된 신호와 시뮬레이션된 신호 간의 차이를 최소화하는 최적화 기법으로 역추정하였다. 제시한 방법의 유효성을 보이기 위해, 미리 정의된 모델 변수로부터 생성된 시뮬레이션 신호를 테스트-베드로부터 측정된 신호로 가정하고, 제시한 방법을 사용하여 변수를 역추정하였다. 결과는 실제 값과 일치하였고, 이를 통해 알고리즘이 제대로 작동함을 알 수 있었다. 다음 연구에서는 실제 테스트 베드의 실제균열에 적용하고자 한다.

In this study, the property of crack growth in structural steel is investigated according to length and angle of crack at the analysis result of model. Strain energy, deformation and stress obtained by finite element analysis are compared with various configuration of crack. Stress intensity factors as fracture toughness are calculated by the basis of strain energy, deformation and stress. As there are almost no errors by comparing stress intensity factors with those from the standard formula, these calculated factors can be confirmed in order to be applied at real structure. In case cracks or holes at structure are existed, the fatigue damage possibility can be examined by use of this study result.

In this study, the crack initiation and propagation behavior of interfacial crack in bimaterial are discussed. Normal crack opening displacements(NCOD) and stresses are analyzed by finite element method using ANSYS and used for extracting fracture parameters. The energy release rates can not explained the initiation and crack propagation velocity of interfacial crack. Initial velocity of crack propagation is dependent upon the normal and shear stress behind of crack tip. The crack propagation velocity of interfacial crack is very dependent upon the normal and shear stress behind of crack tip. In case of negative shear displacements increase in interfacial crack, initiation delay of crack propagation is dependent upon the negative shear stress ahead of crack tip due to the suppressing of crack opening. In case of positive shear displacements increase in interfacial crack, initiation delay of crack propagation is dependent upon the stress behind of crack tip due to the stress decrease. The fracture toughness increase is due to the initiation delay of crack propagation.

본 논문은 그래핀의 모드 I 균열 진전에 대한 분자동역학 해석과 수치보조장을 사용하는 영역 투영 방법의 역문제 해석방법을 결합하여 균열 선단 응집 법칙을 평가하는 효율적인 방법을 제시하고 있다. 그래핀의 균열 선단 응집 법칙을 결정하는 것은 균열 선단에서 멀리 떨어진 영역의 변위를 사용하여 균열 면에서 미지의 응집 트랙션과 열림 변위를 구하는 역문제를 해석해야 하는데 상호 J-적분과 M-적분의 경로 보존성과 효율적인 수치보조장을 사용하는 방법을 적용하였다. 분자동역학 해석에서 원자 변위를 유한요소 절점 변위로 이동최소자승법을 사용하여 근사하였으며 안정적인 역문제 해석을 통하여 원자 단위의 거동을 연속체 해석으로 연결시킬 수 있는 새로운 방법을 보여주었다.

In this study, the effect of interface friction coefficient about interfacial crack of bimaterials are discussed. The fracture parameters are analyzed by finite element method using ANSYS. With increasing the interface friction coefficient, normal crack opening displacements and normal stress distributions are analyzed. In this case with surface contact in interface crack, the energy release rates decreases with interface friction coefficient increasing. Increase in the friction coefficient of the crack surface are tend to suppressing for the initiation of interfacial crack. In this case with surface non-contact, the energy release rates are constant with interface friction coefficient increasing, and so the friction coefficient are not related with the fracture parameter.

ZIF 재료는 독특한 기체 분리 특성을 포함한 물리적, 화학적 특성 때문에 큰 관심을 받아왔다. 본 연구에서는 α-alumina 지지체 위에 결함 없고 연속적인 ZIF-7 막을 형성하는 새롭고 효율적인 방법이 연구되었다. 지지체 위에 시딩 (seeding)을 하지 않고 직접 ZIF-7 박막을 합성하는데 정전분무법이 처음으로 적용되었다. 이 방법은 전구체 용액을 직접 정 전분무함으로 α-alumina 지지체에 ZIF-7 박막을 형성할 수 있었다. ZIF-7 박막은 XRD, FE-SEM, 단일 기체 투과 장치 등을 이용해 분석하였다.