The concrete silo dry storage system, which has been in operation at the Wolsong NPP site since 1992, consists of a concrete structure, a steel liner plate in the inner space, and a fuel basket. The silo system’s concrete structure must maintain structural integrity as well as adequate radiation shielding performance against the high radioactivity of spent nuclear fuel stored inside the storage system. The concrete structure is directly exposed to the external climatic environment in the storage facility and can be expected to deteriorate over time owing to the heat of spent nuclear fuel, as well as particularly cracks in the concrete structure. These cracks may reduce the radiation shielding performance of the concrete structure, potentially exceeding the silo system’s allowable radiation dose rate limits. For specimens with the same composition and physical properties as silo’s concrete structures, cracks were forcibly generated and then irradiated to measure the change in radiation dose rate to examine the effect of cracks in concrete structures on radiation shielding performance, and in the current state, the silo system maintains radiation shielding performance.

This paper aims to advance our understanding of extensible beams with multiple cracks by presenting a crack energy and motion equation, and mathematically justifying the energy functions of axial and bending deformations caused by cracks. Utilizing an extended form of Hamilton's principle, we derive a normalized governing equation for the motion of the extensible beam, taking into account crack energy. To achieve a closed-form solution of the beam equation, we employ a simple approach that incorporates the crack's patching condition into the eigenvalue problem associated with the linear part of the governing equation. This methodology not only yields a valuable eigenmode function but also significantly enhances our understanding of the dynamics of cracked extensible beams. Furthermore, we derive a governing equation that is an ordinary differential equation concerning time, based on orthogonal eigenmodes. This research lays the foundation for further studies, including experimental validations, applications, and the study of damage estimation and detection in the presence of cracks.

일반적으로 피로수명은 예측모델과 외부하중 및 기타 환경조건에서의 불확실성으로 인해 정확한 예측이 어렵다. 정확하고 신뢰성 있는 피로균열 예측을 바탕으로 강구조물의 수명관리가 효율적으로 수행될 수 있는데, 이를 위해서는 피로균열 성장 예측과 관련된 정보의 효과적이고 지속적인 업데이트가 필수적이다. 피로균열 예측 업데이트는 기존 예측모델의 변수들을 가용한 현재의 정보와 통합하는 과정을 의미하는데, 업데이트되는 변수들에 따라 예측모델의 결과가 달라진다. 본 연구에서는 피로균열 예측 업데이트에 필요한 가장 적절한 변수들을 결정하는 기법을 제시한다. 이를 위해 피로균열 예측 모델의 모든 변수들의 조합을 고려하여, 발견된 균열의 크기와 업데이트된 변수들의 차이를 평가한다. 피로균열 예측모델의 변수 업데이트를 위해 Markov chain Monte Carlo 시뮬레이션 기반 Bayesian 업데이트 기법을 적용하며, 발견된 균열의 크기와 업데이트된 예측균열의 크기 비교를 위해 평균절대오차(Mean absolute error) 기법과 Kullback-Leibler(KL) divergency 기법을 적용한다.

A new deformation micromechanism operating in the carbon cathode for aluminum electrolysis termed a ripplocation has been proposed in this paper. The creep deformation of semi-graphitic cathode was measured using a modified Rapoport equipment at 965 °C with cryolite ratio = 4.0. The characteristic of the defect was obtained by analyzing TEM photograph of the carbon cathode with different testing times. The results indicated that basal dislocations, bulk ripplocations, kink bands and delamination cracks appeared in succession in the first two stages of the creep deformation. Ripplocations in the carbon cathode make a layer of carbon atoms to glide relative to each other without damaging the in-plane bonds. Ripplocations could also attract each other and result in kink boundaries. The creep strain of the carbon cathode could be accommodated by kink band and delamination cracks during aluminum electrolysis. A more comprehensive understanding of their micromechanics behaviors is very important and could deeply influence our current knowledge of the deformation mechanism of the carbon cathode for aluminum electrolysis.

PURPOSES : The purpose of this study was to suggest a quantitative trend of the daily and seasonal cyclic movement of transverse crackwidth based on measurements in CRCP(Continuously Reinforced Concrete Pavement) within the first year of construction. METHODS : Crack gauges were installed in eight normal cracks, two induced cracks, and two construction joints of newly constructed CRCP. Crack width movements were continuously collected for about a year to investigate the cyclic behavior after construction. The daily and seasonal crack width movements were quantitatively analyzed and compared. RESULTS: Crack width movement in hot weather was relatively less than in cold weather. As a result of frequency analysis of the daily cyclic behavior, it was revealed by measurement that the minimum crack width from 2 p.m. to 4 p.m. was caused by expansion of the concrete; and that the maximum width from 6 a.m. to 8 a.m. was caused by contraction. Average crack width movements were calculated for every month and showed seasonal cyclic behavior. Maximum crack width was measured from December to January. Average crack width was investigated from March to April. Daily crack width movement in relation to concrete temperature was calculated from -0.00017 to -0.03844 mm/℃ and showed gradual decrease in absolute value with time caused by change in the crack spacing. It was found that the relationships between the monthly average crack width and concrete temperature are from -0.004 to -0.012 mm/℃. CONCLUSIONS : Crack-width movement shows a daily and seasonal cyclic behavior. Crack-width measurement in any time or season will have variance caused by daily and seasonal cyclic movement. Variances and trends were obtained in this study based on measurements for various cracks. The long-term behavior of cracks should be surveyed and compared with these measurements to investigate trends of convergence with time, caused by convergence of crack spacing.

The aim of this paper is to consider the effect of the manufacturing processes on corrosion and centerline cracking of ancient bronze spoons. The ancient bronze spoons in question were made by several steps of forging, in reheated condition with cast ingots. The manufacturing method is similar to that of the modern spoons. The investigations include observations from light and scanning electron microscopes of the microstructure in terms of the crack propagation. Cracks in the centerline are caused by solute segregation in the center-line region; this solute is solidified in the final stage of bronze spoon manufacture. Centerline cracking is also caused by α phase segregation, accompanied by forged overlapping along the longitudinal direction of the spoons. A vertical stripe with cracks along the centerline of the spoon’s width is formed by folding in the wrought process. The overlapping area causes crack propagation with severe corrosion on the spoon surfaces over a period of a thousand years. The failure mechanisms of ancient bronze spoons may be similar to that of modern spoons, and the estimation of the failure mechanisms of ancient spoons can be appropriate to determine failure causes for such modern spoons.

원환균열과 원주균열을 지닌 축대칭 선형 점탄성 중실축과 중공축이 외력을 받을 때 파괴역학 변수로서 응력확대계수, 에너지방출률 그리고 균열개구변위의 수치해를 유한요소해법을 이용하여 구한다. 균열선단에서는 응력의 특이성을 지닌 1/4절점 삼각형 특이요소가 사용된다. 또한 수치해를 비교 검증하기 위해 탄성-점탄성 상응원리를 이용하여 선형파괴역학의 탄성해들로부터 점탄성 이론해가 유도 제시된다. 해석에 사용되는 점탄성 물성은 체적변형은 탄성적이고 전단변형은 표준선형고체처럼 거동한다고 가정한다. 제시된 수치해법과 이론해는 축대칭 점탄성 거동 연구에 중요한 자료가 된다.

콘크리트포장에 초기균열을 일으키는 중요한 인자 중 하나는 콘크리트 내부의 초기온도이다. 따라서 콘크리트포장의 초기균열 발생원인을 연구하기 위해서는 초기온도를 계측하여 분석하는 일이 필요하다. 본 논문에서는 초기균열이 발생하는 슬래브 장소와 초기균열의 발생시간이 초기온도패턴에 어떤 영향을 받는지를 검증하였고 더불어, 줄눈부에서 발생하는 균열의 발생시점과 시공시간과의 관계도 알아보았다. 본 논문을 위해서 "중부내륙고속도로 여주-충주간 제 1공구 시험도로 건설공사구간 STATION 1+400~1+700" 지점에서 시험시공이 이루어졌으며, 시공 후 72시간 동안 i-Button(온도계측센서)을 이용하여 온도계측을 시행하였으며, 초기균열의 거동은 Demec gauge를 사용하였으며, 초기균열 및 줄눈부 균열은 육안으로 확인하였다. 초기온도패턴과 초기균열의 분석 결과, 콘크리트의 초기온도패턴은 슬래브에 초기균열이 발생하는 위치와 시각에 영향을 주는 것으로 나타났다 초기균열균열은 온도낙차폭이 가장 큰 슬래브에서 발생하였으며, 그 시각은 슬래브의 온도가 급강하하는 새벽이었다. 또한, 콘크리트 슬래브의 거동이 인근 줄눈부에 발생한 초기균열에 따라 영향을 받으며. 줄눈부에 발생한 균열의 발생시기가 서로 다를 경우에 균열의 거동이 달라질 수 있다는 가능성이 제시되었다. 그 외에도, 오전에 시공한 슬래브에서의 균열 발생률이 오후에 시공한것보다 더 큰 것으로 나타났으며, 균열의 발생 간격이 큰 균열이 그렇지 않은 균열보다 더 큰 균열틈을 보였다.

탄성 반도체 칩과 점탄성 접착제층의 계면에 존재하는 모서리 균열에 대한 응력확대계수를 조사하였다. 이러한 균열들은 자유 경계면 부근에 존재하는 응력 특이성으로 인해 발생할 수 있다. 계면 응력상태를 해석하기 위해서 시간 영역 경계요소법이 사용되었다. 작은 크기의 모서리 균열에 대한 응력확대계수가 계산되었다. 점탄성 이완으로 인해 응력확대계수의 크기는 시간이 경과함에 따라 작아진다.

본 연구에서는 요소를 사용하지 않는 새로운 해석방법인 EFG(Element-Free Galerkin)법을 사용하여 복수의 초기균열을 지닌 강재가 반복피로하중을 받는 경우 균열들이 점진적으로 성장하여 부재가 파단에 이르는 과정을 해석적으로 규명하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 일반적인 피로균열성장법칙을 EFG법을 이용한 균열해석 알고리즘에 적용하여 복수의 균열들이 각각의 응력상태에 따라 차별적으로 성장해 나가는 과정을 해석할 수 있는 알고리즘을 도입하고 이를 바탕으로 다양한 하중상태하에서 복수의 균열들의 성장경로를 추정함과 동시에 이에 따른 잔존수명을 산정할 수 있는 기법을 제시하였다. 본 연구에서 제안된 해석방법을 피로균열 발생빈도가 큰 몇가지의 강부재 형태에 적용해 본 결과 다수균열 함유 부재의 피로균열 성장거동과 균열들의 피로수명을 성공적으로 예측할 수 있었다.

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.

응력집중부에 존재하는 균열에 대해서 J 평가식은 그 주위의 응력집중부의 국부변형과의 관계에 대해서 인장 및 압축이 있는 두곳에서 BEM 해석과 광탄성 실험한 결과와 COD 및 J치의 무차원량 J 하(E) /Σ 하(y) 상(2) a와 그 경우의 평균변형 및 항복변형의 비(e/e 하(y) )와의 관계는 균열의 길이에 의하지 않고 응력집중부의 형태에 거의 지배적으로 결정되는 일의적 대응관계가 있다. 2. 무한연속부 내부의 어떤 결함에 의한 평가식으로 부터 구한 값을 불연속 구조물내의 응력집중부에 존재하는 결함에 비하여 비교 정리하면, J 하(E) /Σ 하(y) 상(2) a=3.345(e/e 하(y) ) 상(2) 의 구간은 e/e 하(y) ≤1이고, J 하(E) /Σ 하(y) 상(2) a=3.345(e/e 하(y) )의 구간은 e/e 하(y) ≥1로서 이식들은 결함부 J평가식으로 사용할 수 있다. 3. 경계요소법에 의한 J식의 값과의 사이에는 가공경화율은 E/100을 사용하므로 이론과 실험결과가 거의 일치함을 보이고 상기 J식은 불연속평판 구조물이 결함을 가질 때 응력설계곡선의 자료가 될 수 있다.