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.

In this study, tensile stresses of partially delaminated CFRP sheets were analytically evaluated. The analytical model is a 15-m long concrete beam with a rectangular cross-section of 2×3 m and uses 480 2D-plate elements and 5760 3D-solid elements for mesh construction. The elastic modulus of concrete and CFRP sheet used in the analysis are 27,536 MPa and 200,000 MPa, respectively, and the compressive strength of concrete and tensile strength of CFRP sheet are 30.0 MPa and 4,000 MPa, respectively. In order to evaluate the change of the tensile stress due to the delamination of the CFRP sheet, the whole attached model and the partially delaminated model according to the position of delamination were considered. As a result of the finite element analysis, the tensile stress of the entire attached CFRP sheet showed a constant tensile stress on the whole cross section, and the tensile stress of the partially delaminated CFRP sheet showed the maximum tensile stress on the position of delamination. Based on the results of this study, future research will be carried out to optimize the layout and shape of CFRP sheets embedded with optical fiber sensors.

In this paper, four point bending tests were carried out to analyse flexural strengthening effect by CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) layers for I shape PFRP (Pultruded Fiber Reinforced polymer) flexural member retrofitted with CFRP sheet. Comparing load-displacement relation and sectional stress distribution, the flexural strengthening effect by the number of CFRP layers was founded.

본 논문에서는 페이즈필드 설계법 기반의 피로 제약 조건 구조물의 위상최적설계를 수행하였다. 페이즈필드 설계법의 도입으로 기존의 위상최적설계법에서 발생하기 쉬운 중간 영역의 크기를 크게 감소시켰다. 수정된 upper bound P-norm의 도입으로 모든 지점의 응력 성분을 고려하면서, 전역적 응력값이 국부적 최대 응력값과 근사한 값을 가질 수 있도록 설정하였다. 또한 기존의 피로 파괴 제약 조건 위상최적설계에서 다루지 않았던 응력 수정 계수에 대한 고려를 위하여 위상최적설계 결과물의 1차 주응력 성분을 고려하여 응력 수정 계수를 도입하고 이에 따라 허용 응력 진폭 값을 수정 하였다. 이를 통하여 인장 응력으로 인한 내구 한도 감소 요인을 반영한 체계적인 설계 방안을 제시하였다.

본 논문에서는 상용프로그램을 이용한 유한요소해석을 통하여 포스트텐션 정착구역에서 보다 효율적인 응력분산이 가능 한 비부착식 단일 강연선용 포스트텐션 정착구 형상을 개발하는 것을 목표로 하였다. 이를 위하여 정착구 형상을 구성하는 각 부분의 변수해석을 수행하였다. 본 연구에서 제안한 정착구 형상을 사용하였을 때 발생하는 최대파열응력이 기존의 정착 구를 사용한 경우와 비교하여 정착구역내의 최대파열응력이 감소함을 확인하였다. 또한 본 연구의 정착구 형상을 사용하는 경우 최대파열응력 산정을 위해 AASHTO 및 기존 연구자들의 파열력 산정식을 통해 산출된 파열력을 비교 및 분석하였다. 그 결과 정착구 형상에 따른 위치계수를 수정한 파열력 산정식을 적용할 경우 정착구역이 효율적인 보강설계가 가능할 것으 로 판단되었다.

PURPOSES : A geo-grid pavement, e.g., a stress-absorbing membrane interlayer (SAMI), can be applied to an asphalt-overlay method on the existing surface-pavement layer for pavement maintenance related to reflection cracking. Reflection cracking can occur when a crack in the existing surface layer influences the overlay pavement. It can reduce the pavement life cycle and adversely affect traffic safety. Moreover, a failed overlay can reduce the economic value. In this regard, the objective of this study is to evaluate the bonding properties between the rigid pavement and a SAMI by using the direct shear test and the pull-off test. The predicted fractural energy functions with the shear stress were determined from a numerical analysis of the moving average method and the polynomial regression method. METHODS : In this research, the shear and pull-off tests were performed to evaluate the properties of mixtures constructed using no interlayer, a tack-coat, and SAMI with fabric and without fabric. The lower mixture parts (describing the existing pavement) were mixed using the 25-40-8 joint cement-concrete standard. The overlay layer was constructed especially using polymer-modified stone mastic asphalt (SMA) pavement. It was composed of an SMA aggregate gradation and applied as the modified agent. The sixth polynomial regression equation and the general moving average method were utilized to estimate the interlayer shear strength. These numerical analysis methods were also used to determine the predictive models for estimating the fracture energy. RESULTS: From the direct shear test and the pull-off test results, the mixture bonded using the tack-coat (applied as the interlayer between the overlay layer and the jointed cement concrete) had the strongest shear resistance and bonding strength. In contrast, the SAMI pavement without fiber has a strong need for fractural energy at failure. CONCLUSIONS : The effects of site-reflection cracking can be determined using the same tests on cored specimens. Further, an empiricalmechanical pavement-design analysis using the finite-element method (FEM) must be done to understand the appropriate SAMI application. In this regard, the FEM application analysis and bonding property tests using cored specimens from public roads will be conducted in further research.

PURPOSES : The purpose of this study is to investigate the stresses of the middle slab in a double-deck tunnel owing to the slab lift to replace the underlying elastic pads during maintenance workMETHODS: The middle slab was divided into three different sections: typical section, expansion joint section, and emergency passageway section. Finite element analysis models of these three sections of middle slab were developed, and the stress distribution and maximum stresses were obtained using the models when the middle slab was lifted to replace the underlying elastic pads. Various slab lifting methods were examined in this study such as one-, two-, and multiple-point lifts, distributed lifts, and one or both slab side edge lifts.RESULTS: When the slab side edge is lifted, the longitudinal stresses of the slab are almost the same as the principal stresses. This implies that the governing stresses are the longitudinal stresses. The maximum stresses with both-edge lifts are generally smaller than those with one-edge lifts at all three sections of middle slab.CONCLUSIONS: If the middle slab in a double-deck tunnel is lifted for maintenance, the slab should be lifted at multiple points along the longitudinal direction to reduce the tensile stresses.

Numerical analysis has been performed to investigate the stress distribution characteristics of auxiliary axle system in a compact special vehicle. Structural and running stability of compact special vehicle is largely affected by auxiliary axle system installation. Structural characteristics of stress and deformation distributions with safe factor in the auxiliary axle system are analyzed. It can be seen that maximum stress happens near the local axle position, and deformation is also predicted. Simulation results are also compared with experimental test data. These results from this study could be applicable for optimal design of diverse axle systems in the compact special vehicle.

고준위폐기물 처분용기를 처분장에서 처분 시 사고로 운송차량에서 추락낙하 하여 지면과 충돌하는 경우 처분용기에 가 해지는 충격력에 의해 처분용기에 응력이 발생한다. 본 논문에서는 고준위폐기물 처분용기의 구조안전성 설계과정의 일환으 로 이와 같은 충격력에 의하여 여러 가지 처분용기 모델에 발생하는 응력에 대한 비교연구를 수행하였다. 연구의 주된 내용 은 이와 같은 비교연구를 통하여 구조적으로 건전한 처분용기의 설계에 관한 것이다. 처분장에서 운반차량으로 처분용기 운 반 중 사고로 추락낙하 하여 지면과의 충돌 시에 처분용기에 가해지는 충격력은 기구동역학해석 상용 컴퓨터코드인 RecurDyn으로 구하였다. 이렇게 구한 충격력에 의하여 여러 가지 처분용기 모델에 발생하는 응력 및 변형은 유한요소해석 상용 컴퓨터코드인 NISA를 이용하여 구하였다. 이 응력과 변형 값들의 비교 검토를 통하여 구조적으로 건전한 처분용기에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 처분용기 내부 고준위폐기물 다발을 감싸는 외곽 벽의 두께가 두꺼워 질수록 또는 처분 용기의 직경이 커질수록 처분용기에 발생하는 응력이 커지는 것을 알 수 있었다. 그러나 처분용기에 가해지는 충격력도 처 분용기의 직경이 커짐에 따라 증가하였다. 그럼에도 불구하고, 단위 충격력 당 발생하는 변형의 크기는 직경이 증가함에 따 라 감소하였다. 따라서 결론적으로 직경이 증가할수록 처분용기는 구조적으로 건전함을 알 수 있었다.

섬유강화 복합재료는 열팽창 계수의 방향성을 갖고 있을 뿐만 아니라 제작과정 온도와 실제 사용온도 사이의 차이 때문에 필연적으로 열응력 효과를 받게 된다. 이러한 열응력에 의한 파손현상은 실제 항공우주산업에서의 응용이 증대되고 있는 두 꺼운 복합 적층판의 경우에 더욱 현저한 현상으로 적층판의 역학적 기능 및 파단강도에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서 는 복잡한 재질로 구성되고 높은 세장비를 가진 블레이드 날개 구조의 차원축소 및 열 응력 복원 이론을 소개하고 3차원 유 한요소모델과 비교결과를 통해 효율성과 정확성을 입증한다. 또한 차원을 축소한 모델링을 구성하고 복원이론를 이용하여 열적 환경에 적용된 복합재 보 단면의 열응력을 차원 복원하고 시각적으로 형상화하는 효율적인 복원해석 과정을 소개하고 자 한다.

시멘트 콘크리트 도로포장의 노후화와 함께 지속적으로 사용되어진 제설재의 영향으로 고속도로의 파손 및 관련된 유지보수 비용은 매년 급증하는 추세이다. 이러한 문제점의 극복을 위해 최근 유럽 및 선진국에서 기존 콘크리트 포장 상부에 아스팔트 포장을 시공하는 덧씌우기 포장을 적용하고 있으나, 거듭된 연구에도 불구하고 콘크리트 층의 조인트 부위에서 발생하는 반사균열에 대해 효과적으로 억제할 수 있는 방안은 미흡한 실정이다. 반사균열에 의한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 개발된 것이 응력흡수층(SAMI, Stress Absorbing Membrane Interlayer) 포장공법으로 기존 포장층과 신설 포장층 사이에 별도의 응력흡수층을 설치하여 하부층의 균열을 상부층으로 전달되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 응력흡수층의 성능평가를 위해 시멘트 콘크리트 포장위에 아스팔트 콘크리트 덧씌우기를 모사한 4종류의 혼합물을 제작하였다. 그림 1.은 응력흡수층의 적용여부를 구분하여 제작한 혼합물을 나타낸다. 여기서, SAMI층의 경우 유리섬유를 포설한 섬유 그리드층과 유리섬유를 포설하지 않은 섬유 그리드층으로 구분하였다. 아스팔트 콘크리트 층은 덧씌우기에 효과가 우수하다고 판단되는 PSMA(Polymer mdified Stone Mastic Asphalt)로 제작하였으며 SMA 포장과 같은 13mm 골재를 사용하여 골재의 맞물림 효과를 충분히 발휘시키기 위한 목적으로 PG 76-22 등급의 바인더를 사용하였다. SAMI의 경우 하부 포장층과 접착이 불안정한 경우 소성변형 및 균열을 유발할 수 있기 때문에 부착강도는 중요 요소로 작용될 수 있으며, 덧씌우기층과 응력흡수층 사이의 밀림현상에 충분히 저항할 수 있어야 하므로 응력흡수층의 부착 및 전단 성능을 평가하기 위해 직접전단 및 인장시험을 실시하였다.

This study performs finite Element stress analysis of flange connections at noise barriers with circular steel tubes, which have a light weight. Subsequent numerical simulation results for three types of models (standard, double, and standard models strengthen by ribs) present that the applied connections for target noise barriers constructed show suitable structural performance. In this paper, the existing finite element stress analysis using the ABAQUS program is further extended to study the local stress distribution of the noise barriers with new type circular steel tubes. The numerical results for various parameters are verified by comparing different types with stresses occurred in the noise barrier from the numerical simulation.

In order to evaluate a stress state of concrete according to the change of tensile force of prestressed beam, improved nonlinear resonant ultrasonic spectroscopy(NRUS) method is proposed. This technique is advantageous to evaluate the stress state in initial state because the method shows much higher sensitivity than existing linear ultrasonic methods. The NRUS technique measure a nonlinearity parameter, which is calculated from the resonant frequency shift of ultrasonic wave related to the medium state, and the result is also closely related to the stress state of concrete. In this study, the nonlinearity parameter was measured with the change of tensile force to verify the close relationship between the two factors, and the effect of repetitive load cycle on the change of nonlinearity parameter was analyzed. In addition, sensitivity comparison with the linear ultrasonic pulse velocity method was performed. Through the experimental results, the possibility of NRUS technique for the evaluation of stress state in prestressed beam was confirmed.

High voltage electric power transmitter GIS(Gas Insulated Switchgear) above 72.5kV needs to satisfy domestic Korean peninsular standard(ES-6110-0002) in KEPCO with respect to normal and special operation conditions which include internal gas pressure, dead weight, wind and seismic load. Some other requirements not described in Korean standard can be applied from other international standards such as IEC(International Electronical Committee) 62271-203 and 62271-207. The GIS is a kind of pressure vessel structure made of aluminum and filled with SF6 gas of internal pressure 0.4～0.5MPa. Finite element analysis of GIS is performed with such operational loads including seismic loading and the stability and reliability is determined according to ASME BPVC(Boiler and Pressure Vessel Code) SEC. VIII standard where the allowable stress level of the pressure vessel is suggested. The result shows that the stress of GIS is satisfied the allowable stress level and the safety factor is about 2.3 for Korean peninsular standard.

As the size of the wind power becomes larger, the development of the assembly type wind power which is advantageous in transportation and installation is active. This advantage comes from the economic point of view, and the stiffener is applied to the inner side, so that the safety is high. Large wind power require door openings for maintenance. The door opening has an irregular cross-section, and an excessive stress active due to the door opening. In this paper, the stresses occurring around the door opening was analyzed. As a result, small stress values were appeared in the tower, as the number of stiffeners were increased. Also, stress values were decreased a little in the tower as the opening shape become to ellipse was closer.