저해상도 하수관거의 균열을 탐지하기 위해서 웨이블릿 기법을 이용하여 연구를 수행하였다. 변수 4개를 설정하여 파라미터 연구를 수행하였으며 기존 CNN 기법의 연구와 비교를 통해 타당성을 검증하였다. 연구 결과 본 연구에 제시된 파라미터 변수들의 기본값만 사용하더라도 97.2%의 높은 정확도를 나타내었으며, 정확도가 들쭉날쭉하지 않고 안정성을 나타내었다. 따라서, 웨이블릿 기법을 활용하여 구조물의 균열 등 결함 인식 등의 문제를 잘 해결할 것으로 판단되며 향후 연구로 딥러닝 기법과의 상호 보완적인 방법을 모색하고자 한다.

Engine components subjected to cyclic thermal and mechanical loads may experience low-cycle or high-cycle fatigue failures. In particular, both of these failures can easily occur in aluminum cylinder heads, which are exposed to high temperatures and combustion pressures. Predicting the fatigue characteristics of the cylinder head are very important in the design stage of engine development. In this study, a finite element analysis was performed to predict the low-cycle thermal fatigue around exhaust ports of the cylinder head. Temperature distributions are obtained through the heat transfer analysis considering thermal cyclic test. The analysis result involves large plastic deformations, indicating compressive stresses at high temperatures and subsequently turn into tensile stresses at cold conditions. And the results showed that the critical regions such as exhaust port with large plastic strains coincided well with crack locations from thermal cyclic test. Next, design changes were made to the critical areas of the exhaust ports, and the results showed that the durability was improved by about 60% over the initial model and there were no problems in the thermal fatigue test.

최근 국내에서 토목 및 건축구조물의 노후화 및 성능저하에 따른 사회적인 우려가 발생하고 있다. 일반적으로 노후 구조물의 보수보강 방법으로는 외부 부착공법이 가장 많이 사용되고 있으며 시공 용이성을 위하여 GFRP나 CFRP Sheet나 Plate를 활용한 부착 보강방법이 활발히 적용되고 있다. 그러나 이들 방법은 온도에 취약하며 탄소섬유의 경우 경제성이 낮다는 우려가 발생한다. 본 연구에서는 친환경적이고 내열성이 상대적으로 우수한 현무암 섬유(BFRP)를 활용하여 온도변화 및 콘크리트 표면 내 균열발생에 따른 BFRP-콘크리트의 인장 부착성능 및 파괴 패턴을 실험적으로 평가하였다. 그 결과 구조물의 온도가 상승함에 따라 BFRP-콘크리트 계면의 부착성능은 약 30%정도 감소하는 것으로 나타났으며 내열성 수지를 사용한 보강재의 경우 일반 함침용 에폭시 수지보다 부착성능이 다소 우수한 것으로 평가되었다. 콘크리트 표면 내 균열 발생된 경우 균열의 폭이 증가함에 따라 부착 성능은 약 20%씩 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 균열보수제로 보강 후 계면에서의 부착성능의 경우, 보강 전 대비 약 30% 정도의 개선효과를 나타내었다.

본 논문에서는 접착영역 모델을 이용하여 2상 리튬이온 충전 시 실리콘 음극 전극의 균열진전 해석을 수행하였다. 리튬화 실리콘은 결정질 실리콘에 비해 부피가 약 3배 이상 크므로 리튬이온 충전 시 외각의 리튬화 실리콘에 매우 큰 압축력이 작용하여 압축항복이 발생한다. 리튬이온 충전 시 외각의 리튬화 실리콘은 압축항복 후에 내부의 결정질 실리콘이 리튬화 실리콘으로 상 변이하면서 발생하는 부피 팽창으로 인해 인장력이 작용한다. 이러한 인장력으로 인해 발생하는 균열진전을 접착영역 모델을 이용하여 모사하였다. 사용한 접착영역 모델은 PPR 포텐셜 기반 접착영역 모델로 하나의 포텐셜을 사용하여 복합모드에 대해서도 에너지 소산에 일관성을 지니고 있다. 유한요소 수치해석 모델로 2상 리튬이온 충전 시 모서리 균열진전을 모사한 결과가 실제 실험결과와 일치함을 확인하였고, 균열 팁에서의 최대 인장응력의 각도를 분석하여 실제 실험처럼 균열진전 방향이 회전할 것을 예측할 수 있었다.

This study discussed the effects of inclined interface location to apply the design of inclined interface of composite materials subjected to shear loading. The fracture parameters are analyzed by finite element method of ANSYS. As a results, If in case of the angle of inclination is 45 degrees, inclined interface is longer and the crack tip is closer, the less the crack suppression effect. If the inclined interface location is a more than twice the length of the inclined interface, the effect of suppressing crack propagation are constant regardless of the location. In case of the inclined interface is longer and the crack tip is closer, the cause of increase of energy release rate is a due to the increase of shear stress. If in case of the angle of inclination is 90 degrees, inclined interface is closer to the crack tip, the better the crack suppression effect. If the inclined interface location is a less than twice the length of the inclined interface, the effect of suppressing crack propagation are dominant. And if the inclined interface location is a more than twice the length of the inclined interface, crack suppression effect is gradually reduced.

본 논문은 균열선단 그리드 세분화기법을 소개하고 자연요소법을 이용한 균열해석에 이 기법을 적용함으로서 그 유효성을 고찰하였다. 유한요소법에 있어서의 국부적 h-세분화와 같이 높은 응력 특이성을 보이는 균열선단 주위를 따라 자연요소법 그리드를 국부적으로 세분화하였다. 본 논문에서 소개되는 그리드 세분화기법은 2단계로 구성되며, 1단계에서는 그리드 점들이 추가되고 2단계에서는 균열선단 절점을 공유하는 델라우니 삼각형들이 나뉘게 된다. 제안하는 그리드 세분화기법의 타당성과 균열해석에서의 유효성을 입증하기 위해 대칭 엣지 균열을 갖는 평면 변형률 상태의 사각 평판을 해석하였다. 수치해석 결과의 상대비교를 위해 균일한 자연요소 그리드를 이용한 균열해석도 수행하였으며, 균열선단이 세분화된 그리드는 균일한 그리드와는 달리 이론해와 조밀한 그리드와 유사한 균열선단 응력분포를 나타내었다. 또한, 총 그리드 절점수에 대한 해석결과의 전역 상대오차에서도 세분화된 그리드가 균일한 그리드에 비해 높은 수렴율 나타내었다.

PURPOSES: In this study, algorithms were proposed for determining the crack condition of an asphalt pavement image using deep learning methods. METHODS: For the configuration of a deep learning network, the study used a Convolution Neural Network and You Only Look Once algorithms. To obtain input data for analysis, a camera was mounted on the bonnet of the vehicle to obtain images of asphalt pavement and to mark the ground-truth cracks in the asphalt pavement image. In addition, an algorithm suitable for the automatic determination function of Deep Learning was proposed in order to calculate the crack ratio and crack rating. RESULTS: The result of analysis showed that the recall rate of cracks in this system was higher from FPPW 5.0E-06 to 96.03%. Furthermore, the accuracy of the grading system was found to be 100%, enabling the determination of very accurate ratings. The rate of processing per image was 0.4448 seconds on average, and the real-time analysis of pavement images presented no problem because the assessment took place within a short time. CONCLUSIONS : Applying this system to the pavement management system is expected to reduce the time required in finishing work and to determine a quantitative crack rating.

PURPOSES: Until now, the maintenance of road pavement has mostly involved passive maintenance methods with full maintenance only performed at the end of road life. Recently, there has been growing interest in solving the problem of reflection cracks that occur at joints during application of the overlay method of old concrete pavement. This study was aimed at solving the problem of reflective cracks around expansion joints and at evaluating the durability performance of pavement with interlayer reinforced-composites waterproofing system for concrete overlay. METHODS: This study was conducted to investigate the effect of an interlayer on prevention of reflection cracks and to improve the tensile, compressive, shear, and vertical stresses due to plastic deformation and vehicle cyclic loading. An integrated overlaying layer (5cm or 8cm) was used to evaluate the applicability according to objective indicators. RESULTS and CONCLUSIONS : It was confirmed that cracks did not occur in the section of the line overlaid by the interlayer and that the reflection cracks generated by the action of the lower layer sufficiently absorbed the horizontal movement of the asphalt 5cm pavement overlay. It also suppressed, or at least delayed, the progress of the vertical cracks. The interlayer reinforced composite membrane waterproofing method used in the packing layer, showed through repeated fatigue test results that the accumulated fatigue crack resistance was greater than 120,000 times.

Fatigue crack growth retardation of 304 L stainless steel is studied using a neutron diffraction method. Three orthogonal strain components(crack growth, crack opening, and through-thickness direction) are measured in the vicinity of the crack tip along the crack propagation direction. The residual strain profiles (1) at the mid-thickness and (2) at the 1.5 mm away from the mid-thickness of the compact tension(CT) specimen are compared. Residual lattice strains at the 1.5 mm location are slightly higher than at the mid-thickness. The CT specimen is deformed in situ under applied loads, thereby providing evolution of the internal stress fields around the crack tip. A tensile overload results in an increased magnitude of the compressive residual stress field. In the crack growth retardation, it is found that the stresses are dispersed in the crack-wake region, where the highest compressive residual stresses are measured. Our neutron diffraction mapping results reveal that the dominant mechanism is by interrupting the transfer of stress concentration at the crack tip.

콘크리트 구조물 표면에 발생하는 균열은 사용자에게 심리적인 불안감을 제공하며, 장기간 열려있는 큰 폭의 균열은 구조 물의 사용성능 및 내구성에 영향을 준다. 국내에서는 건축물을 포함한 시설물의 노후화에 따른 안전관리를 위해 균열정도를 파악하는 조사가 인력에 의한 육안조사로 수행되고 있지만 인력의 고비용성과 객관성 미흡 등의 문제점이 대두되고 있다. 이를 해결하기 위해 영상분석을 통한 균열 추출 등 다양한 연구가 수행되고 있으나 균열인식 정확도 향상에 2차원 영상 분석만으로는 한계가 있다. 따라서, 본 연구에서는 기존 2차원 영상 분석의 한계를 극복하기 위하여 3차원 특성을 정확하게 파악할 수 있는 3차원 광삼각 스캐닝기법을 활용하여 콘크리트 구조물 표면의 균열정보를 획득하는 기법을 개발하였다. 본 하 드웨어의 개발과 더불어 균열 패턴분석을 위한 획득된 균열의 세분화와 균열의 특성분석 알고리즘을 개발하였으며, 이를 실제 콘크리트 빔의 균열 탐지 적용을 통해 검증하였다.

본 연구에서는 굴곡 계면을 따른 균열 진전을 응집 요소를 사용하여 유한요소 해석을 수행하였고 균열 선단에서 복합 모 드 하중을 고려하기 위하여 BK 법칙을 적용하였다. 정현파 굴곡 계면을 갖는 이중 외팔보에 하중을 부여하고 복합 모드 응 집 법칙에서 응집 강도와 응집 에너지에 따른 하중-변위 선도의 변화를 알아 보았다. 응집 강도가 커지면 응집 영역 크기가 상대적으로 작아지고 균열 진전에 따른 하중-변위 선도에 굴곡이 나타나는 것을 보여 주었으며 인장과 전단 응집에너지 비율에 따라 하중의 증가와 하중-변위 선도에 굴곡이 나타나는 것을 보여 주었다. 또한 굴곡 계면의 형상에 따른 균열 진전 거동의 영향을 분석하였는데 균열의 형상비가 커지면 균열 진전을 위한 더 큰 균열 분리 에너지가 요구되는 것을 보여 주었다. 굴곡 계면의 형상과 응집 법칙을 변화시켜 파괴 인성을 크게 향상시킬 수 있으며 균열 진전 거동을 변화시킬 수 있게 된다.

PURPOSES: In order to evaluate a crack resistance at cold joint, sealing tape was adopted to apply at cold joint instead of typical tack coat material(RSC-4). The sealing tape was made by hot sealing material. The crack resistance as function of environmental and traffic loading was measured with visual observation. METHODS : In this study, the crack resistance was evaluated as function of environmental and traffic loading. The freeze-thaw method was adopted for environmental loading of asphalt pavement. condition. The damage of cold joint under freeze-thaw action is initiated by ice expansion load and accelerated by the interfacial damage between new and old asphalt pavement. The traffic loading was applied with wheel tracking machine on the cold joint area of the asphalt pavement for 3 hours at 25℃. The evaluation of crack resistance was measured with visual observation. The freeze-thaw results shows that the sealing tape was significantly increased the crack resistance based on. RESULTS : To estimate the crack resistance at cold joint area due to the environmental loading, the Freeze-thaw test was conducted by exposing the product to freezing temperature(approximately -18℃) for 24 hours, and then allowing it to thaw at 60℃ for 24 hours. The tack coat material(RSC-4) was debonded after 21 cycles of the Freeze-thaw test. The first crack was observed after 14 freeze-thaw cycle with RSC-4 material. But, the sealing tape was not debonded after 24 cycle test. Also, the sealing tape shows the better performance of the crack resistance under the traffic loading with wheel track test. The crack was generated the under traffic loading with RSC-4(tack coating), however, the crack was not shown with sealing tape. It indicates that the sealing tape has a strong resistance of tensile stress due to traffic loading. CONCLUSIONS: Based on limited laboratory test result, a performance of crack resistance using the sealing tape is better than that of general tack coat material(RSC-4). It means that the sealing tape is possible to extend a pavement service life because the crack, one of the main pavement distresses, will be delayed. Keywords Sealing Tape, Crack Resistance, Freeze-Thaw, Tensile Adhesion

The relationship between asphalt mixture and crack resistance is difficult to predict because it is influenced by aggregate particle size, aggregate and asphalt interface characteristics, rheological properties of asphalt type, asphalt coating thickness, temperature sensitivity and porosity. For this reason, various evaluation methods of crack resistance have been developed. In Korea, indirect tensile strength and toughness are used as criteria for crack resistance test of asphalt mixture. DC (T), SCB, Fenix test, and OT (overlay test) have been developed and used internationally as crack resistance test methods. In this study, we compared the conventional crack resistance evaluation methods, and developed a direct tensile fatigue test method which was modified with OT method and Fenix method. Crack resistances were evaluated using reclaimed asphalt pavements (RAP) and virgin asphalt mixtures. As a result, direct tensile fatigue test method was evaluated as suitable for evaluation of crack resistance.