은(Ag)의 첨가가 YBa2Cu3O7-δ (YBCO) 고온초전도체의 미세조직, 기계적 및 전기적 성질에 미치는 효과를 연구하였다. 소량의 Af(5, 10, 15 vol.%)는 각각 금속분말상태와 질산염인 AgNO3초전도체의 강도와 인성값이 Ag의 함량이 증가할수록 높게 나타났으며, 이는 Ag입자에 의해 야기되는 강화기루에 의한 것으로 생각된다. 또한 Ag를 질산염의 분말상태로 첨가하여 만든 YBCO-Ag 복합재료가 금속분말상태로 첨가하여 만들었을 때보다 강도 및 인성값이 더 우수한 것으로 나타났다. AgNO3를 첨가한 복합체가 상대적으로 더 우수한 기계적 성질을 가지는 것은 Ag 입자가 더 미세하고 균일하게 분포되었기 때문으로 판단된다. Ag 첨가로 인해 YBCO 복합초전도체의 전류밀도값은 미세하게 증가하는 것으로 관찰되었다.

질화규소 요업체에서 입계상의 변화가 파괴인성에 미치는 영향에 대해 살펴보았다 실험에는 Si3N4-Y2O3-SiO2(YS)계와 Si3N4-Y2O3-A12O3(YA) 계를 사용하였으며, 1750˚C에서 Can/HIP 처리한 후 1800~2000˚C 온도구간에서 열처리시키면서 입계상의 변화에 따른 파괴인성의 변화를 조사하였다. 열처리 온도구간에서 입계상이 비정질상만으로 존재하였던 YA계의 경우는 열처리 온도가 증가되어 입성장됨에 따라 파괴인성 값이 증가되었으나, 1900˚C 이상에서 열처리될 때 입계상이 결정상에서 비정질상으로 변화하였던 YS계의 경우는 오히려 파괴인성 값이 급격히 감소되었다. YS계에서 파괴인성의 급격한 저하는 열처리 온도 증가에 따라 입계상이 결정상과 비정질상의 공존 상태에서 비정질상만의 상태로 전이하며 파괴거동에 영향을 미쳤기 때문이라고 생각된다.

강도가 각각 다른 세 종류의 프리프레그를 사용하여 일방향 CFRP를 적층하였으며, 모드 I과 모드 II 실험을 통하여 층간 파괴인성치를 고찰하였고, 또한 적층 섬유방향을 변화시킨 사교적층판의 그것도 함께 고찰하였으며, 이를 요약하면 다음과 같다. 1) 임계에너지 방출률 G 하(IC)의 값을 컴플라이언스 법, 수정 컴플라이언스 법, 그리고 보이론에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 본 연구에서 사용한 수정식에 의한 값들이 거의 일치하였다. 2) G 하(IC) 값은 대체로 프리프레그의 C, B, A재의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)의 값을 세가지 식에 의해 계산하여 비교 검토한 결과 거의 일치하였다. 3) 사교적층판의 경우 G 하(IC) 값은 [0/90] 하(6s), [0/45] 하(6s), [0/45/90] 하(6s)의 순으로 높게 나타났으며, G 하(II C)는 [0/90] 하(6s), [0/45/90] 하(6s), [0/45] 하(6s)의 순으로 높게 나타났다. 4) 사교적층판과 일방향의 임계에너지 방출률을 비교하였을 때, 모드 I의 경우 일방향의 결과가 다소 높았으며, 모드 II의 경우는 [0/45] 하(6s)의 결과는 거의 일치함을 알 수 있었다.

본 연구의 목적은 표준파괴인장시험편에 대한 탄소성유한요소해석이다. 탄소성파괴역학의 이론과 수치해석을 위한 조건들이 기술되고 균열선단의 특이성을 모형화하기 위한 가능성이 논의된다. 표준파괴인장시험편의 탄소성유한요소해석으로부터 J적분이나 균열개구변위(COD)와 같은 파괴역학계수들과 그들의 상관관계가 계산되고 소성역의 크기와 형태가 구해진다. 실험과 계산결과들이 비교되고 한계하중의 계산이 논의된다.

Plastic기 복합재료의 파괴거동에 미치는 원공크기오 판폭의 영향을 검토하기 위하여 단축인장시험을 행하였다. 점응력파손조건에서의 특성길이 do는 원공크기 및 판폭에 의존하며, 이를 기초로 파손강도를 예측하기 위한 수정 점응력 파손조건식을 제안하였다. 이 파손조건의 예측값은 실험값과 잘 일치하였다. 파손 강도는 원공선단의 손상비의 증가에 따라 증가하며, 이는 손상영역의 형성으로 인한 응력완화현상으로 설명되어 진다. 또한 불안정 파괴시의 최대균열길이 ac는 특성길이 do의 약 2배의 값을 나타낸다. 파괴인성에 대응하는 한계에너지해방율 Gc의 변화는 원공선단의 손상영역의 증가에 의한 응력완화가 주요한 원인이라고 할 수 있다.

The critical strain energy release rate and the failure mechanisms of glass-carbon epoxy resin hybrid composites are investigated in the temperature range of the ambient temperature to 80℃. The direction of laminates and the volume fraction are [(+45, -45, 0, 0) sub(2) ] sub(s), 50%, respectively. The major failure mechanisms of these composites are studied using the scanning electron microscope for the fracture surface. Results are summarized as follows: 1) The critical strain energy release rate shows a maximum at ambient temperature and it tends to decrease as temperature goes up. 2) The critical strain energy release rate increases as the content of glass increases, and especially shows dramatic increase for the high glass fiber content specimens. 3) Major failure mechanisms can be classfied such as localized shear yielding, fiber-matrix debonding, matrix micro-cracking, and fiber pull-out and/or delamination.

본 연구에서는 J 적분을 이용하여 두께의 변화에 따른 파괴인성치의 거동을 검토하기 위하여 두께 25mm의 일반구조용 압연강판을 평면가공하여 두께 5, 10, 15, 20, 25mm의 CT 시험편을 제작하였다. 이때 크랙비는 z=0.60인 상태에서 두께를 변화시켜가면서 파괴인성수 J 하(C)와 열단계수 T의 거동을 고찰하였다. 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 평면응력 파괴인성치 J 하(C)는 각각의 두께에 대하여 Merkle식에 의한 결과가 가장 높게 나타나고 Rice식, Simpson식, Yoon식의 순서로 나타난다. 2) 평면응력 파괴인성치 J 하(C)는 동일한 J 적분식을 적용하였을 때 두께가 감소함에 따라 증가하였다가 두께 15mm를 기준으로 다시 감소한다. 3) Yoon식을 사용할 경우 평면응력 파괴인성치 J 하(C)와 시험편 두께 B의 상관관계를 무차원화시켜 다음과 같은 실험식을 얻었다. J 하(C)/J 하(IC)=1.7-15.1(B/W)+112.9(B/W) 상(2) -301.3(B/W) 상(3) +260.6(B/W) 상(4) R=0.999 4) 열단계수 T는 각각의 두께에 대하여 Merkle식에 의한 결과가 가장 높게 나타나며, Rice식, Simpson식, Yoon식에 의한 결과의 순으로 나타난다. 5) 열단계수 T는 각각의 단면의 두께에 대하여 동일한 J 적분식을 적용하였을 때 두께의 변화에 따라 거의 일정한 값을 나타내며, 이에 많은 대한 연구 검토가 요망된다

Concrete structures built by 3D printing technology is formed as the several concrete layers. Thus, 3D printing technology for concrete structure could have less strength than the design. In this study, fracture energy (fracture toughness) tests for layered concrete in various condition was performed. depending on required time for stacking new layer. Based on the results of performed tests, it was found that fracture energy was decreased due to increased non-bonded time

Concrete structures built by 3D printing technology is formed as the several concrete layers. Thus, 3D printing technology for concrete structure could have less strength than the design. In this study, fracture energy (fracture toughness) tests for layered concrete in various condition was performed. depending on required time for stacking new layer. Based on the results of performed tests, it was found that fracture energy was decreased due to increased non-bonded time.

본 논문에서는 구조용 후판강재를 절곡하였을 때, 절곡부에서의 파괴인성 변화에 대해 시험적으로 평가한 내용을 제시한다. 강재에 절곡 제작과정에 의한 전변형(prestrain)이 심할수록 변형시효에 의해 파괴인성이 상당히 저감될 수 있는 것으로 알려져 있어, 절곡부재가 구조용으로 활용되기 위해서는 이에 대해 사전에 검토되어야 한다. 이에 따라 본 논문은 금속재료 굽힘 시험 방법에 따라 절곡된 후판부재로부터 시편을 채취한 후 샤르피 V-노치 충격시험을 실시하여 절곡부에서의 파괴인성을 평가하였다. 본 실험에 사용된 강재는 판두께 24mm의 일반 구조용 압연 강재인 SM490이다. 내부 휨 반경-판두께비(ri/t)를 15와 5로 절곡각은 45°와 90°로 하여 각각 시험체를 제작하여 비교연구를 수행하였다. 국내외 설계기준에 의하면 절곡 시 ri/t는 절곡부재의 기계적 성질에 영향을 미치는 중요한 인자로써 제시되어 있다. 따라서, 원판의 파괴인성, 내부 휨 반경-판두께비 등에 따른 절곡 전후의 파괴인성 변화 특성을 살펴보았다. 추후, 인성이 뛰어난 고성능 강재에 대한 추가적인 연구와 비교평가가 이뤄진다면 보다 의미있는 결과를 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

파괴인성은 균열의 개시와 전파에 대한 재료 고유의 상수로서 파괴역학에서 가장 중요한 재료상수 중의 하나이다. 콘크리트의 모드 I 파괴인성 측정에 대하여 RILEM 기술 위원회 89-FMT는 2-파라메타 모델에 근거한 3점 휨 시험법을 제시하였다. 그러나 혼합모드에 대한 시험법은 아직까지 표준으로 제안된 방법이 없는 실정이며, 또한 RILEM에서 제안한 3점 휨 시험법은 실험법이 복잡하다. 따라서 본 연구에서는 굵은골재의 최대치수가 각각 20mm, 40mm이고, 동일한 설계기준강도를 가지는 콘크리트로써 다양한 크기의 브라질리언 디스크를 제작하였다. 그리고 브라질리언 디스크의 모드 I 파괴인성을 RILEM 3점 휨 시험결과와 비교하였다. 비교 결과, 굵은골재의 최대치수에 따른 브라질리언 디스크의 적정 크기(두께, 직경) 및 노치 길이 비를 제시하였다. 또한 모드 I 시험으로부터 결정된 치수의 브라질리언 디스크로 혼합모드 시험을 수행한 결과 디스크 시편은 혼합모드 파괴의 연구 및 시험에 유용함을 알 수 있었다. 모드 I 및 혼합모드 시험에서 브라질리언 디스크의 응력확대계수는 유한요소해석(FEA)으로 구하였으며 FEA의 결과를 검증하기 위하여 5개항 근사법(Five terms approximation)에 의한 결과와 비교하였다.