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비선형 파괴역학 해석을 위한 새로운 기법: 개선된 참조 응력법 (New Engineering Method for Non-Linear Fracture Mechanics Analysis Enhanced Reference Stress Method)

  • 김윤재;김영진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.17-25
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    • 2001
  • This paper briefly describes the new engineering method, called the enhanced reference stress method, to estimate J (or $C^*$) for non-linear fracture mechanics analysis of defective components, recently proposed by authors. The proposed method offers significant advantages over existing methods in terms of its accuracy, simplicity and robustness. Examples of application of the proposed method to typical piping integrity problems such as through-wall cracked pipes under combined loading, and surface cracked pipes under internal pressure and bending are given. Excellent agreements between the FE J and $C^*$ results and those of the proposed method provide sufficient confidence in the use of the proposed method. One notable point is that the proposed method can be used to estimate J (or $C^*$) along the crack front of surface cracks. Moreover simplicity of the proposed method makes it easy to extend to more complex problems. Thus the proposed method is attractive to assess the significance of defects under practical situations.

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이차하중을 받는 고온 구조물의 C(t) 예측을 위한 탄성추종 계수 결정법 (Method to Determine Elastic Follow-Up Factors to Predict C(t) for Elevated Temperature Structures)

  • 이국희;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권7호
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    • pp.759-768
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    • 2012
  • 본 논문은 이차하중을 받는 고온 구조물의 $C(t)$-적분 예측을 위한 탄성추종 계수를 결정하는 기법을 제시한다. 이차하중을 받는 구조물의 과도 크리프 상태의 크리프 균열 진전률은 $C(t)$를 이용하여 정량화할 수 있다. 이차하중을 받는 구조물에서 발생할 수 있는 탄성추종 현상은 응력 완화를 방해하므로, 탄성추종 현상이 증가하면 $C(t)$와 크리프 균열 진전률이 증가한다. Ainsworth 와 Dean 은 참조응력법에 기반하여 $C(t)$ 예측식을 제시하였는데, 이 식을 계산하기 위해서는 탄성추종 계수가 필요하다. 본 연구에서 고온 균열 구조물의 크리프에 의한 탄성추종 계수를 결정하는 방법을 제시하였다. 소성-크리프 유사성을 이용하여 탄소성 유한요소해석으로 크리프 탄성추종 계수를 결정할 수 있다. 유한요소해석을 이용하여 이 탄성추종 계수 결정법을 검증하였다.

냉난방용 디지털 온도조절계의 편차 정동작 특성에 관한 연구 (A Study on the Characteristic of Declination Forward Action of Digital Temperature Controller using air Cool-Heating)

  • 위성동;구할본
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 제4회 영호남학술대회 논문집
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    • pp.41-46
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    • 2002
  • 본 논문은 냉, 난방 디지털 온도 조절계(SPC 50)의 Etl의 편차 정 동작에 관한 구현장치 제작과 비례 미.적분기가 At 및 비 At기능에서 설정온도를 $100^{\circ}C$를 유지하는데 기인된 전압전류 및 전력데이터 획득의 요인과 비례미적분 정수 및 노 개선점을 연구하였다. 설정온도를 유지하는 온도변화는 At기능에서 $96.7^{\circ}C\sim102^{\circ}C$ 이며, 비At 기능에서는 $97.6^{\circ}C\sim100.2^{\circ}C$이었다. 온도유지 전압변동은 At기능에서 2V~217V이며, 비 At기능에서 20V~217V 이었다. At와 비 At 기능에서 설정온도 $100^{\circ}C$을 유지하는데 온도를 냉각시키는 환풍기가 온. 오프 되는 시간차는 20초 정도 발생하였다. 온도차 및 전압차는 두 기능간에 비례 미. 적분값 설정이 자동 및 수동이냐에 따라서 차이를 보여주었다. 두 기능에서 설정된 온도값 유지에 따른 전압전류의 승압과 하강의 변동된 변환 데이터는 설정된 온도가 성취되어지는 시간차 및 설정값 유지의 특성을 요인으로 한 PID값과 노의 개선점에 길잡이가 된다.

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J적분을 이용한 원자력 압력용기강의 파괴인성치의 결정 (A method of Determination of Fracture Toughness of Reactor Pressure Vessel Steel by J Integral)

  • 오세욱;임만배;김진선
    • 한국해양공학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.111-119
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    • 1995
  • The elastic-plastic fracture toughness($J_{IC}$) and fracture resistance (J-R curve) of SA508-3 alloy steel used for nuclear reactor pressure vessel are investigated by using CT-type specimens. Fracture toughness tests are conducted by unloading compliance method and multiple specimen method at room temperature, -2$0^{\circ}C$ and 20$0^{\circ}C$. The apparent negative crack growth phenomenon which usually arises in partial unloading compliance test is well known. The negative crack growth phenomenon in determining J sub(IC) or J-R cure from partial unloading compliance experiments may be eliminated by the offset technique. In this study, the evaluation of $J_{IC}$ multiple specimen method recommended by the JSME gives the most reliable results by using half-size CT(similar-type) specimens.

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$^1H-NMR$을 이용한 계피의 t-cinnamaldehyde 정량분석 (Quantitative Analysis of t-Cinnamaldehyde of Cinnamomum cassia by $^1H-NMR$ Spectrometry)

  • 송명종;유종수;백남인
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제48권3호
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    • pp.267-272
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    • 2005
  • 계피(계지, Cinnanmomum cassia)의 주요성분인, trans-cinnamaldehyde를 $^1H-NMR$ 분광법을 이용하여 정량분석하였다. 핵자기 공명법을 이용한 정량분석의 응용가능성을 확인하기 위하여, t-cinnamaldehyde의 $^1H-NMR$ 스펙트럼에서 시료의 농도와 측정온도를 변화시킴에 따라 chemical shift의 변화와 적분값의 변화를 관찰하였다. t-Cinnamaldehyde(7.1429 mg/ml)를 19, 25, 30, 40 및 $50^{\circ}C$ 하에서 $^1H-NMR$ 측정한 결과, aldehyde methine signal(doublet)의 chemical shift가 9.7202, 9.7184, 9.7169, 9.7142 및 9.7124 ppm에서 관측되었다. 이는 측정온도는 signal의 chemical shift의 변화에 중요한 변수가 되지 않는다는 것을 의미하였다. 또한, aldehyde signal의 적분값이 $1.37(19^{\circ}C),\;1.37(25^{\circ}C),\;1.37(30^{\circ}C),\;1.37(40^{\circ}C)$$1.37(50^{\circ}C)$로써, 측정온도가 signal의 적분값에는 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 동일한 온도 $25^{\circ}C$에서 0.4464, 0.8929, 1.7857, 3.5714, 7.1429 및 14.286 mg/ml의 농도의 시료에 대한 $^1H-NMR$ 측정 결과, aldehyde기의 chemical shifts는 각각 9.7206, 9.7201, 9.7196, 9.7192, 9.7185 및 9.7174 ppm에서 나타났다. 이는 각 시료의 농도가 증가함에 따라서 aldehyde의 signal이 고자장으로 약간 이동하는 것으로 나타났다. Aldehyde기의 doublet methine signal의 적분값과 각 시료의 농도에 따른 calibration curve는 직선으로 나타났으며, 매우 높은 회귀율($r^2=1.0000$)을 보였다. t-Cinnamaldehyde와 aldehyde기를 갖는 물질로써, C. cassia의 또 다른 구성성분인 t-2-methoxycinnamaldehyde($7.1429\;mg/ml\;CDCl_3,\;25^{\circ}C$)에 대해서, $^1H-NMR$ 스펙트럼을 측정한 결과, t-cinnamaldehyde는 ${\delta}_H$ 9.7174(9.7078, 9.7270)서 관측되었다. t-2-Methoxycinnamaldehyde는 ${\delta}_H$ 9.6936(9.6839, 9.7032)에서 관측되었다. 따라서, 두 화합물의 chemical shift의 차이는 resolution 값이 0.45 Hz인 NMR 스펙트럼 상에서 충분히 구분할 수 있을 정도로 나타났다. 위의 방법을 이용하여, 추출용매에 따른 C. cassia 내의 t-cinnamaldehyde의 함량을 분석한 결과, n-hexane, $CHCl_3$ 및 EtOAc로 추출하였을 때에, 각각 94.2 mg/g(0.94%), 137.6 mg/g(1.38%), 140.1 mg/g(1.40%)으로 결정되었다.

완전차동용량형 압력센서를 위한 적분형 C-V 변환기 (Integral C-V Converter for a Fully Differential Capacitive Pressure Sensor)

  • 이대성;김규철;박효덕
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제39권9호
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    • pp.62-71
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    • 2002
  • 본 논문에서는 용량형 압력센서의 비선형성 문제를 해결하기 위한 적분형 C-V 변환기를 제안하였다. 이 변환기는 스위치 커패시터 적분기와 스위치 커패시터 차동증폭기로 구성되어 있으며 인가된 압력에 반비례하는 센서용량을 전압으로 변환하여 선형적으로 출력한다. 제안된 적분형 C-V 변환기는 PSPICE 시뮬레이션에서 초기 전극간격의 90%에 해당하는 큰 변위에 대해서 0.01%/FS 이하의 매우 낮은 비선형도와 오프셋 용량 및 기생용량에 둔감한 우수한 특성을 보였다. 또한 센서신호처리의 필수기능인 오프셋 보정 및 이득조정이 적분형 C-V 변환기에서 용이하게 구현됨을 보였다.

k-ε 난류모형을 이용한 중층 밀도류의 수치모의 (Numerical simulation of dense interflow using the k-ε turbulence model)

  • 최성욱;최성욱
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제50권9호
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    • pp.637-646
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    • 2017
  • 본 연구에서는 중층 밀도류를 모의할 수 있는 $k-{\varepsilon}$ 난류모형의 지배방정식을 제시하고 수치모의를 수행하였다. 깊은 수체에 모형을 적용하여 중층 밀도류를 모의하고 게산된 유속과 초과밀도 분포를 분석하였다. 밀도류의 주 흐름방향을 따라 물 연행으로 인해 유속이 감소되는 것과 Richardson 수의 증가로 인해 유속 변화율이 감소되는 것을 관찰하였다. 유속과 초과밀도의 유사성을 확인하였으나, 난류운동에너지와 소산율의 유사성에서는 보이지 않았다. $k-{\varepsilon}$ 모형의 모의 결과를 이용하여 중층 밀도류의 층적분 모형에서 사용될 수 있는 형상계수를 계산하였다. 또한, 층적분 모형을 이용하여 $k-{\varepsilon}$ 모형에서 사용되는 부력관련 모형상수 ($c_{3{\varepsilon}}$)와 부피팽창계수 (${\beta}_0$)를 계산하였다.

SUS 304 강의 크리프 온도역에 있어서 피로균열성장거동에 관한 연구 (A Study on Fatigue Crack Growth Behavior at a Creep Temperature Region in SUS 304 Stainless Steel)

  • 주원식;오세욱;조석수
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.548-554
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    • 1994
  • The high temperature fatigue crack growth behavior of SUS 304 stainless steel at $550^{\circ}C$ and $650^{\circ}C$ was investigated under various kinds of stress ratio and frequency in sinusoidal waveform on the basis of the non-linear fracture mechanics. The result arranging crack growth rate by modified J-integral J' showed influence of stress ratio and frequency. All the data obtained under the test at $550^{\circ}C$ were plotted within data band of da/dN-${\triangle}J_f$ relationship for cycle-dependent crack growth. On the basis of static creep and cycle-dependent data band; both time- and cycle-dependent crack growth behavior was observed under loading conditions at $650^{\circ}C$, but cycle-dependent crack growth behavior predominantly appeared and time-dependent crack growth behaviour was little observed under loading conditions at $550^{\circ}C$. Fractographic examinations for fracture surface indicated that the fracture mode was generally transgranular. The stripes were found on fracture surface and each stripe was accompanied by a crack tip blunting and an abrupt increase in the load-point displacement. The $J'_{an}$ had a validity in case of $650^{\circ}C, but scarcely had it in case of $550^{\circ}C$.

순동의 고온에서의 크리프 균열성장 특성 (Characteristics of Creep Crack Growth in Pure Copper at Elevated Temperature)

  • 남승훈;김엄기;정민우;서창민
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.495-500
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    • 2001
  • The significant creep in copper takes place at relatively low temperature and applied stress. Thus the study on modeling of creep behavior using the copper should provide researchers with benefits such as time for the test. In this study, a test of creep crack growth regarding copper was performed at 400 and $500^{\circ}C$, and analyzed. As result, the crack growth rate at $500^{\circ}C$ turned out to be 10 times higher than that at $400^{\circ}C$ in terms of $C^*$, while the crack growth rate at $500^{\circ}C$ was several hundreds times higher than that at $400^{\circ}C$ in terms of K. Moreover, a linear relationship between the crack growth rate and $C^*$ at the same temperature was established.

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철도차량용 제동디스크의 온도 변화 측정 및 물성치 변화에 관한 연구(I) (A study on the Mechanical Properties of the Braking Disk due to the Temperature Change(I))

  • 김재훈
    • 한국철도학회논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.222-227
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    • 2005
  • This study investigates the change of the temperature and mechanical properties of the braking disk for the railway vehicle. The average temperature is measured about $100^{\circ}C$ and the maximum temperature is measured over $200^{\circ}C$ by non-contact sensor from Seoul to Chun-an. As a result of measuring, we determine the temperature of test(tensile and J-integral) at $20^{\circ}C,\;100^{\circ}C,\;200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$. In the test, the material values are decreased by the increasing of the temperature. But ratio of decreasing is the largest at $200^{\circ}C$, the tensile test value is decreased about $10\%$ and the J-integral test value is decreased $30\%$. The mechanical properties of this material are mostly changed at $200^{\circ}C$.