초강인 AISI 4340강을 850˚C에서 2시간 동안 오스테나이징 처리 후 수냉하고, 250, 400, 600˚C에서 각각 2시간 동안 템퍼링 처리를 하였다. AISI 4340강의 인장 특성은 상온에서 측정되었다. AISI 4340강 위에 니켈 전해도금된 것과 도금되지 않은 시편의 분극 특성이 3.5wt%NaCI 수용액과 인공해수에서 측정되었다. AISI 4340강위에 니켈 전해도금된 시편은 500mV(vs. Ag/AgCI)이하의 전위에서 부식 저항이 크게 향상되었다. 그러나 1A/cm2의 전류밀도에서 30분 이상 니켈 전해도금된 시편은 도금층에 불순물과 기공이 형성되었기 때문에 AISI 4340강의 부식 저항은 감소되었다. AISI 4340강의 수소취화형 응력부식균열을 여러 작용 응력과 음극인가전력에서 U-bend 시편을 이용하여 IN 3.5 wt% NaCI 수용액에서 조사되었고, 수소취화형 응력부식균열 거동은 주사전자현미경으로 조사되었다.

본 논문에서는 혼합모우드형의 공학적 파괴역학을 위한 두가지 방법의 p-version유한요소모델을 사용한 응력확대계수 산정을 목적으로 연구되었다. 두 가지 방법은 COD와 CSD방법에 의한 변위외삽법과 분해법에 기초한 J-적분법이다. 즉, p-version 유한요소해석을 통해 얻어지는 변위장을 균열선에 대해 대칭 및 역대칭 변위로 분리함으로써, 앞에서 언급된 두가지 방법에 의해 모우드-I과 모우드-II 응력확대계수를 결정할 수 있다. 제안된 방법들의 검증을 위한 예제는 인장력을 받는 중앙균열판과 중앙 경사균열판 문제이다. 균열판의 경사각의 변화와 균열길이와 평판 폭의 비에 따른 수치해석결과는 기존 문헌에 있는 이론값과 경험식에 의한 결과와 비교되어 높은 정도를 보여주고 있다 .

서로 다른 두 재료의 접합면에 균열이 수직으로 위치하고 있을 때, 균열에서의 응력특이성차수는 두 재료의 재료특성치에 따라서 변화하게 된다. 이와 같은 균열문제를 해석하기 위하여 다영역경계요소법을 사용하였다. 균열을 포함하는 등매개 경계요소 중간절점의 위치를 적절히 이동하여 놓음으로써 변위에 대한 정확한 형상함수를 나타내었으며, 아울러 트랙션에 대해서도 정확한 보간차수를 나타내도록 시도하였다. 3절점 경계요소를 이용하여 수치해석을 수행하였으며, 이의 결과를 기존의 해석결과와 비교 검토하였다.

이 논문에서는 탄성-점탄성 복합재료의 공유면에 존재하는 계면균열에 대한 해석방법을 제시하고 있다. 먼저 탄성-점탄성 대응원리를 이용하여 탄성해석식으로부터 응력확대계수에 대한 식을 유도하였다. 다음으로 시간영역 경계요소법을 이용하여 균열선단에서의 응력을 계산한 다음 응력확대계수의 값을 구하였다. 수치해석의 결과는 본 논문의 정확성과 응용가능성을 보여준다.

이 논문에서는 경계요소법을 사용하여 횡방향의 인장변형률을 받는 단일방향 graphite/epoxy 복합재료의 섬유와 기지의 공유면에 존재하는 모서리 균열에 대한 응력확대계수를 계산하였다. 그러한 균열은 복합재료의 자유경계면에서 발생하는 특이 응력들에 의해 야기될 수 있다. 응력확대계수의 크기는 균열길이가 작은 경우에는 균열길이에 따라 조금씩 증가되다가, 균열길이가 커지면 일정한 값에 이르게 된다.

이차원 선형탄성파괴역학 문제에서 인장모우드 상태의 응력확대계수를 명료하게 산정할 수 있는 독립적 적분경로에 근거를 둔 새로운 J-적분 균열모델이 제안되었다. 이 방법은 p-수렴 개념에 기초를 두며 기존의 유한요소 컴퓨터코드에 쉽게 적용할 수 있다. 본 연구에서는 균열선단에서의 응력상태가 조사되었으며, 균열선단으로부터 떨어진 정규거리로 표현되는 서로 다른 적분경로에 따라 J-적분치가 유한요소해석시 Rice의 이론처럼 경로에 독립적인 해를 얻을 수 있는지 분석되었다. 세가지 수치예제인 중앙균열판, 일변균열판과 양변균열판과 양변균열판의 p-수렴 해석결과가 종래의 h-수렴법에 의한 해석결과와 비교되었으며, 또한 이 결과는 제안된 방법의 정확성과 수치적 안정성을 보여주고 있다.

지하 방사성 폐기물 저장소의 오핸기간동안의 거동은 지반의 파괴와 변형에 영향과 암염의 비선형변형의 예 측은 어려운 실정이다. 따라서 본 연구는 암염의 비선형파괴 메커니즘과 비선형 연속체거동의 유한요소모 델 을 개발하였다.

The purpose of the analysis is the numerical simulation of structures strained to the limit loads. The finite element calculations and experiments with cracked structures have been carried out yielding over limit strains between 10% and 15% by single peak load. Load versus displacement-diagrams and J-diagrams up to the limit load are calculated. By this way the influence of geometric parameters may be assessed in the post yield region. It is proposed to use such calculations to correlate experiments carried out with small specimens to experiments simulating the true dimensions of the design structure.

철근 콘크리트 구조물은 여러가지 복합적인 원인으로 균열이 발생한다. 이러한 균열은 내구성의 저하와 일체식 구조물의 외관을 손상시킬 뿐 아니라 철근이 공기중이나 해수에 노출되어 철근의 부식으로 콘크리트 구조물에 치명적인 구조적 문제를 야기시킨다. 본 연구에서는 서해안 A 항만 건설현장 케이슨 구조체의 일부 균열현상에 대하여, 유한요소법을 이용 Computer Modelling을 하고, 제작 및 진수, 예인, 가거치 등 시공단계별 구조해석을 통해, 균열발생원인을 규명하고, 올바른 시공법을 제안하였다.

취성재료의 균열첨단에서 전위의 이동에 대한 거동을 이해하기 위하여 단결정의 알루미나에 대한 취성-연성 전이(BDT)에 대한 한 연구가 진행되었다. 여러 온도에서, 예비균열된 시편으로 4점 굽힘시험을 이용하여 임계응력확대계수와 항복강도가 측정되었다. 그 결과로, BDT온도는 변형속도와 시편 방향에 따라 달랐다.:(1120)파단면에 대하여 4.2 × 10-6와 4.2 × 10-7s-1에서 BDT온도는 각각1034˚C, 1150˚C이었다. 또한 4점굽힘 시험을 이용하여 연성영역에서 균열첨단으로 부터 방출된 전위의 이동거리과 방향은 에칭 피트법에 의해서 측정되었다. 이중 에칭법을 이용하여 즉정된 사파이어에서 전위의 이동속도는 모델링 연구에 응용되었다.

혼합 유한 요소 기법을 이용하여 STEEL과 같은 강체와 접합된 RUBBER에서의 계면 균열을 해석한다. 먼저 비압축성 물질의 유한 요서 해석을 위해 혼합 유한요소(Mixed Finite Element) 정식화를 한다. 이때 RUBER를 Mooney-Rivlin Material로 가정한다. 다음으로 대변형에 있어서 J-적분이 포텐셜 에너지 방출률로서의 의미를 갖는가를 확인하고 유한 요소 해석 결과를 검증한 후 여러 균열 길이에 대해서 에너지 방출률을 계산하고 균열 성장 안정성을 검토한다.

1시간 주기로 -35˚C에서 +125˚C까지의 온도 변화에 지배되는 Leadless Ceranic Chip Carriers(LLCC'S)의 Solder접합부에서 균열이 계면을 따라 일어났다. 이런 균열이 계면을 취약하게 하는 어떤 불순물에 의한 것이 아닌지를 Scanning Auger Microprobe(SAM)을 이용해 조사했다. 그 결과 계면을 따라 일어나는 균열이 계면의 산화에 의해 일어날 수 있다는 것이 발견되었고, 그에 따라 산화에 취약해진 계면을 따라 일어나는 이런 종류의 피로 파괴현상에 대한 모델을 제시했다.

응력부식균열(SCC) 감수성평가를 위한 여러 시험방법들중 저변형율시험방법은 비교적 ?은 시간내에 금속재료의 SCC감수성을 평가하기 위한 효과적인 시험방법이다. 그러나 저변형율 시험방법만으로 SCC과정의 미시적 파괴거동ㅇ르 분석하는 것은 매우 어렵다. 종래, 음향방출(AE)시험은 재료의 파괴과정시 미시균열의 개시 및 전파거동을 감시하는데 유효한 기법으로 잘 알려져 있다. 그러므로 본 논문에서는 저변형율시험과 음향방출시험을 이용하여 SCC의 전파과정과 AE신호 특성사이의 상호관계를 분석하였다. 실험결과, 재료의 미시파괴 과정에서 발생하는 AE신호들은 뚜렷히 시험환경에 의존하였으며, 인공해수중에서 SCC과정시 발생된 AE신호 특성은 Air상태 보다 상당히 크게 나타났다. 그리고 SCC거동은 AE신호의 진폭인자로서 명확하게 평가할 수 있다.

반도체 소자의 표면 보호용으로 사용되는 상압 CVD 방법에 의한 PSG(Phosposilicate glass)막 및 플라즈마 CVD방법에 의한 PE-SiN(Plasma enhanced CVD Si2N4)막의 항균열 특성을 알루미늄박막이 증착되어 있는 실리콘 기판위에서 조사했다. 450˚C에서 30분간으 열처리를 반복하면서 균열 발생 유무 및 그 형태를 조사하여 이러한 균열의 생성을 각 막의 막응력과 관련하여 검토하였다. 이들 박막에서의 균열 발생은 하부 조직인 알루미튬배선과의 열팽창계수차에 의한 것임을 알 수 있었다. PSG막 두께가 증가할수록 인장응력이 증가하여 항균열성이 저하되었다. PSG막의 P농도가 증가할수록 막응력은 압축응력쪽으로 이동하였고 균열 발생은 억제되었다. PE-SiN 막도 높은 압축응력을 갖게 함으로써 항균열성을 향상시킬 수 있었다. 본 실험의 결과로부터 반복 열처리시 균열 발생여부에 대한 실험식을 제시하였다.

GFRP복합재료의 피로거동은 하중형식, 재질 및 섬유의 강화구조, 환경적인 인자들의 영향을 크게 받는것으로 알려져 있다. 본 연구에서는GFRP의 피로거동에 미치는 증류수 흡습의 영향을 알아보기 위해 chopped strand glass mat강화 불포화 polyester수지 복합재료의피로특성을 조사하였다. 피로균열은 건조재와 흡습재 모두 피로 cycle초기에 발생하며 그 후 균열성장이 점차 둔화되는 영역과 가속되는 영역으로 나뉘어졌다. 또한 증류수의 흡습은 섬유와 기지재 사이의 결합력을 저하시키며 그로 인해 균영성장방향에 수직인곳에서의 fiber pull-out 발생과 균열성장방향에 있는 섬유들에서의 debonding이 증가하여 피로강도가 저하하였다.

In this paper, the corrosion fatigue crack propagation behavior of structure rolled steel (SWS 41C) was investigated by changing the thickness, and this experiment was done by the three point bending corrosion fatigue tester. The main results obtained are as follows: 1) As the thickness of specimen becomes thicker, the corrosion sensitivity to initial stage crack becomes some sensitive, and that the fatigue life becomes more sensitive. 2) The crack growth rate to initial stage crack (da/dN) was retarded as the thickness of specimen becomes thicker. But after initial stage crack, as the thickness of specimen is more thicker, da/dN is more rapid. 3) As the corrosion fatigue crack length grows, the accelerative factor of thick specimen (t=12mm) is more higher than that of thin specimen (t=6mm). 4) As the corrosion fatigue crack length grows, the corroson potential of both thick specimen and thin specimen becomes more less noble potential, however thick specimen (t=12mm) tends to more less noble potential than that of thin specimen(t=6mm).

철도, 항공 및 기계구조물등의 많은 설계문제에서는 반복하중의 영향을 받기 때문에 제조와 품질제어 공정에서 특히, 반복하중의 영향이 심한 구조부품의 피로균열에 대한 연구가 충분히 선행되어야 한다. Paris법칙에서 응력확대계수범위 .DELTA.K에 10%오차를 수반하면 피로수명 N에는 50%정도의 오차를 초래할 만큼 민감도가 매우 크다. 그러나, 선형탄성파괴역학에 근거한 p-version 유한요소법은 응력확대계수를 산정하는데 있어서 종래의 h-version 유한요소법에 비해 훨씬 적합함이 증명되고 있다. 제안된 해석법의 효율성을 입증하기 위해 철도차량의 연결접합부에 있는 T-joint부위의 피로균열해석과 원공이 있는 유한판의 원공주위에서 발생되는 균열해석이 수행되었다.

Concept of primary solidification mode control was adopted to obtain optimal solidification crack resistance, hot ductility, corrosion resistance and toughness for austenitic stainless steel. By controlling primary solidification phase as primary δ and containing no ferrite at room temperature, optimal solidification crack resistance, hot ductility, corrosion resistance and cryogenic toughness could be obtained. The optimum chemical composition of austenitic stainless steel ranges 1.46~1.55(Creq/Nieq ratio) calculated by Schaeffler's equation.

Fatigue life and penetration behavior were examined analytically by variety of initial front face crack length and initial crack depth. The fatigue crack shape before penetration is almost semielliptical, and the aspect ratio by calculation using the Newman-Raju's formula is smaller than the value obtained by the experiment. It is found that the crack growth behavior on the back surface after penetration is unique and can be divided into three stage a, b and c. By using the K value proposed by the authors, particular crack growth behavior and the change in crack shape can be evaluated quantitatively. It is found that fatigue life and penetration behavior were more dependent on initial front face crack length than initial crack depth.