• Title, Summary, Keyword: 표면균열

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Variation of Surface Crack Shape in Pressure Vessel Materials (압력용기 소재에서의 표면균열의 형상변화)

  • 허용학;이주진;이해무
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.3
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    • pp.617-623
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    • 1990
  • Cracks present in pressure vessels have been reported to be mostly semi-elliptic surface cracks. The fatigue crack growth rates(FCGR) of surface cracks in the pressure vessel materials, API5A-K55 and SPV 500, used in this study were showed to be different depending on the direction of propagation of the surface crack. An equation for the prediction of the shape change of the surface crack was obtained by combining the Paris' relations for each direction of surface crack extension and agreed well with the experimental data. And also FGGR in both materials were evaluated and prediction of the shape change of surface crack were made using averaged stress intensity factor.

Propagation Analysis of Surface Crack Due to Hertzian Contact (헤르쯔접촉에 의한 표면균열의 전파해석)

  • Kim, Seock-Sam
    • Tribology and Lubricants
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    • v.8 no.2
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    • pp.35-43
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    • 1992
  • 취성재료의 마멸천이기구를 규명하기 위해 반무한탄성체상에 표면균열이 존재할 때 그 위를 헤르쯔 접촉하중이 이동할 경우를 해석모델로 하여 선형파괴역할을 도입하여 해석하였다. 해석방법으로는 표면균열을 인상전위의 연속분포로 치환하여 Erdogan-Gupta의 방법으로 균열끝면의 응력확대계수를 구하여, 취성재료의 균열전파조건인 Erdogan-Sih Criterion을 사용하여 그 전파특성을 해석하였다. 본 논문에서는 마멸율이 적은 마멸에서 마멸율이 큰 마멸로 전이할 때 급격한 표면손상과 마찰계수의 급격한 증가를 동반하므로 이에 대한 해석에 중점을 두었다. 해석결과는 접촉하중과 마찰계수의 증가는 표면균열의 전파를 야기시켜 대규모 마멸입자를 생성시키게 됨을 보여주었다.

개선된 영상 처리기법을 이용한 콘크리트 표면 균열 추출 및 분석

  • Lee, Jae-Eon;Kim, Gwang-Baek
    • Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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    • pp.365-372
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    • 2007
  • 본 논문에서는 콘크리트 표면 균열 영상에서 균열의 특징들을 추출하기 위하여, 영상 처리 기법을 개선하여 균열의 특징(길이,폭,방향)들을 자동으로 추출 및 분석 할 수 있는 기법을 제안한다. 기존의 영상 처리 기법에서는 비교적 잡음이 적고 균열이 적은 영상을 대상으로 균열을 추출하는 알고리즘을 제시하였기 때문에 많은 잡음과 균열을 가지는 영상에 대해서는 균열 검출 성능이 떨어지는 경향이 있다. 따라서, 본 논문에서 제안한 균열 추출 및 분석 알고리즘은 컬러 영상에서 Histogram Stretching 기법을 적용하여 영상의 콘트라스트 특성을 향상 시킨 후, Robert 연산자를 다시 적용해 균열을 강조하고, 강조된 균열을 Multiple 연산을 이용하여 밝기 차이를 크게 한 후, 개선된 적응 이진화기법을 이용하여 균열의 후보 영역을 추출한다. 추출된 균열 후보 영역을 형상 분석과 위치 및 방향분석을 이용하여 잡음을 제거하고 균열의 특징을 분석한다. 실제 콘크리트 표면 균열 영상을 대상으로 실험한 결과, 균열 검출 성능이 기존의 방법보다 본 논문에서 제안한 방법이 더 우수함을 확인하였다.

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A Study on Fatigue Crack Growth Characterization Of Surface Crack In Pressure Vessel Materials (압력용기 소재에서의 표면균열의 피로균열 성장특성에 관한 연구)

  • 허용학;이주진;한지원;김종집;문한규
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.1
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    • pp.96-102
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    • 1990
  • Cracks found in pressure vessels have been reported to be mostly semi-elliptic surface cracks. The fatigue crack growth behaviour of the surface cracks on pressure vessel materials, SPV 50Q and API 5A-K55, was studied with the consideration of the crack opening character. To determine the crack opening loads for the surface cracks, the displacement/strain were measured at three positions; the center and the side of the surface crack, the back face of the specimen using CMOD gauge and strain gauges. The experimental results showed that the crack opening load levels measured at the side of the surface crack were generally a little higher than those measured at the back face. As for the crack growth rates at the different parts of the surface crack, the experiments also showed that, if .DELTA.K$_{eff}$ is used, the exponent n of the Paris' law obtained were the same for the rear and the side parts of the surface cracks.

Extraction of Concrete Slab Surface Cracks using Fuzzy Inference and SOM Algorithm (퍼지 추론 기법과 SOM 알고리즘을 이용한 콘크리트 슬래브 표면의 균열 추출)

  • Kim, Kwang-Baek
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea CI
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    • v.49 no.2
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    • pp.38-43
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    • 2012
  • It is necessary to measure cracks on concrete slab surface accurately in concrete structure maintenance for the stability of the structure. However, in real world, the process is done by time consuming and ineffective manual inspection. Although there have been some studies to provide computerized inspection methods, they are vulnerable to rugged surface or noise due to the influence of the light or environmental reasons. In this paper, we propose a new method that extracts not only undistorted cracks but minute cracks that were often regarded as noise. We extract candidate crack areas by applying fuzzy method with R, G, and B channel values of concrete slab structure. Then further refinement processes are performed with SOM algorithm and density based cutoff to remove noise. Experiment verifies that the proposed method is sufficiently useful in various crack images.

Establishment of Fracture Mechanics Fatigue Life Analysis Procedures for Offshore Tubular Joints -part II : Fatigue Life Analysis for a Multi-Plan Tubular Joint (해양구조물의 원통형 조인트에 대한 파괴역학적 피로수명 산출방법의 설정)

  • Rhee, H. C.
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.3 no.2
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    • pp.87-100
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    • 1989
  • 해양구조물의 원통형 조인트에 대한 파괴역학적 피로수명 산출방법이 개발되었다. 개발된 방법을 이용해서 2평면 K형 조인트에 대한 피로수명을 구체적인 파괴역학적 방법으로 산출 하였다. 이 분석을 위해 용접부위 표면균열의 응력확대 계수를 3차원 유한요소법에 의해 계산하였다. 계산된 결과에 의하면 용접부위 표면균열 첨단은 단순한 Mode I형태를 보이지 않고 Mode I, II, III이 복합된 형태임이 입증되었다. 계산된 응력확대 계수를 사용해서 16개의 용접부위균열 성장형태를 일반적인 피로균열 성장법칙을 적용해서 계산하였고, 균열성장의 안정분석을 통해 각 균열의 최종 파괴상태를 파괴해석도면(failure assessment diagram)법을 이용해서 계산하였다.

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Evaluation of Stress Intensity Factor after Penetration of Plate with Long Surface Crack (긴 표면균열재의 관통후 응력확대계수 평가)

  • Nam Kiwoo;Lee Jongrark
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.4 no.1
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    • pp.33-39
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    • 2000
  • Stress intensity factor after penetration was discussed experimentally using long surface pre-cracked specimens of aluminum alloy 5083. The propagation behavior evaluation of long surface crack by equation proposed at penetration of short surface crack could be need modification to evaluate precisely because the error was high as aspect ratio is little. The modification of stress intensity factor with consideration of aspect ratio at penetration of long surface crack can be analyzed the behavior of crack penetration quantitatively.

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Rail surface inclined crack growth analysis considering periodic grinding (주기적 마모를 고려한 레일표면 경사균열 진전해석)

  • Jun, Hyun-Kyu;You, Won-Hee;Ham, Young-Sam
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.493-498
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    • 2011
  • 구름접촉피로는 차륜과 레일의 반복적인 접촉으로 인하여 발생하는 표면손상현상으로 점차 증가하는 레일손상 중 하나이다. 접촉마모 및 주기적 그라인딩보다 균열의 성장속도가 더 빨라 균열진전이 시작되는 최소균열크기(minimum crack size for growth)는 레일의 파괴방지 및 유효한 유지보수전략을 수립하는데 기초자료로 활용된다. 본 연구에서는 최소균열크기를 예측하기 위하여 차륜레일의 접촉에 영향을 미치는 주요 파라미터를 변화시키면서 최소균열크기의 변화를 살펴보았다. 이를 위하여 Fletcher와 Kapoor의 "2.5D"모델을 적용한 시뮬레이션 소프트웨어를 개발하였으며, 최대접촉하중(1174MPa), 표면마찰계수(0.1, 0.2, 0.3 and 0.4), 잔류응력, 접촉에 의한 표면마모(1.0nm/cycle), 그라인딩량(0.3mm/10MGT)을 파라미터로 하여 해석을 수행하였다. 해석결과 최소균열크기는 해석조건에 따라 1.41-1.95mm로 계산되었다.

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An Interaction Analysis of Two Surface Cracks by the Line Spring Model (선 스프링 모델에 의한 2개 표면균열의 상호간섭 해석)

  • 이준성;김영진;양원호;최용식
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.14 no.3
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    • pp.610-616
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    • 1990
  • The fracture mechanics analysis of surface cracks in plates and cylindrical geometries is important in the integrity evaluation of flawed structural components. The objective of this paper is, thus, to numerically investigate an interaction effect of two surface cracks in plate and cylindrical geometries. The effect of crack spacing on the magnitude of the stress intensity factor(K) is investigated using the line-spring model. For the case of a finite plate under uniaxial loading, the effect of crack spacing on the K values is negligible. However, for the case of a cylinder under moderate internal pressure, a significant increase in K values is observed at the deepest point of the surface crack.

Cracks Information Analysis of Concrete Slab Surface (콘크리트 슬래브 표면의 균열 정보 분석)

  • No, Dae-Kyeung;Kim, Kwang-Beak
    • Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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    • pp.399-405
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    • 2008
  • 콘크리트 슬래브 표면의 영상처리 목적은 구조물의 균열발생을 최소화하고 발생한 균열에 대해서 지속적인 기록 관리로 균열의 진행 상태를 분석하여 보수시기 및 보수공법 적용의 합리적 운영체계를 수립하고자 하는 것이다. 일반적으로 콘크리트에서의 균열은 육안으로 분간할 수 있을 정도로 큰 반면 프리스트레스트 콘크리트의 균열은 기기를 사용하여야 측정, 분별할 수 있다. 본 논문에서는 균열의 명함도와 인접한 표면의 명함도 차이를 이용하여 균열과 잡음을 분리한다. 그리고 균열과 잡음 영역에서 형태학적인 정보를 이용하여 잡음 영역만을 제거한다. 잡음 영역이 제거된 균열 영역에서도 미세한 잡음이 존재하므로 균열 영역을 평활화를 한 후, 미세 잡음을 하나의 객체로 인식하여 제거하고 끊어진 영역의 균열을 미디언 필터를 이용하여 균열을 연결한다. 그리고 제안된 방법으로 추출된 균열을 원본 영상에 적용하여 최종적으로 균열만을 검출한다. 검출된 균열에서 균열의 특정부분을 선택하고 선택되어진 균열 영상을 대상으로 균열의 길이, 방향, 폭을 순차적으로 분석한다. 실제 균열 영상을 대상으로 실험한 결과, 균열이 비교적 정확히 검출되었고 균열 검사기가 한번에 측정할 때에 비해 비교적 빠르고 적은 노력으로 측정할 수 있는 것을 확인하였다.

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