• 한국가스학회지
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• 제2권1호
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• pp.99-106
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• 1998

최근 환경오염 문제와 관련하여 청정연료로 수요가 증가하고 있는 액화천연가스(LNG)의 저장탱크 및 운반선 등 연료 저장 설비, 초전도이용 관련 기기와 같은 저온용 설비 및 기기가 증가하고 있고 대형화의 추세를 보이고 있다. 특히 액화천연가스(LNG)의 수요급증에 따라 이의 운송 및 저장에 필요한 재료의 수요가 증가하면서 극저온재료에 대한 관심이 높아지고 있다. LNG저장조의 대형화에 따라, 설계강도상의 검토는 물론, 사용재료의 특성, 가공성 및 용접 둥의 시공법을 비롯하여 품질관리 면까지 충분한 검토가 필요하다. 특히 LNG를 저장하는 내조재료에 대하여는 모재 및 용접부의 제반 특성을 파악하여 저온에서 취성파괴에 대한 안전성을 확인해 둘 필요가 있다. 본 연구는, LNG 저장 탱크의 안전성 평가시 필요한 재료물성 데이터 중 파괴인성의 측정 기반 기술을 확보하고, 현재 국내에서 사용되고 있는 LNG 저장탱크용 재질(SUS304L강, Al합금 및 $9\%$ Ni강)에 대하여 77 K 및 173 K에서 계장화 샬피충격시험을 실시하여 온도에 따른 충격파괴특성 및 파면해석을 실시하여, 안전성 평가에 필요한 기초 자료를 확보하는 것을 주목적으로 한다. 계장화샬피충격파괴시험결과, $9\%$니켈강의 경우 온도저하에 따라 77K까지는 인성의 저하정도가 적어 우수한 파괴저항을 나타내었다. 계장화 장치에 의해 얻어진 하중-처짐 곡선으로부터, 온도가 173 K에서 77 K로 저하함에 따라 최대하중은 증가하였으나 에너지는 오히려 감소하였다. 또한 균열개시에 쓰여진 에너지보다 균열진전에 쓰여진 에너지가 높게 나타났다. A5083의 경우 합금강재에 비해 충격흡수에너지값이 낮고 저온 특유의 갈라짐 현상을 볼 수 있었다. SUS304L재의 경우 균열개시에 쓰여지는 에너지가 높게 나타났고, 균열진전에 따른 에너지는 거의 나타나지 않아 균열개시 후 비교적 평탄한 파단면을 나타내는 파면관찰 결과와 일치하는 거동을 나타내었다.

• Composites Research
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• 제12권1호
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• pp.68-75
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• 1999

본 연구에서는 저속 충격에서 충격 속도에 따른 금속복합재료의 동적 거동을 연구하였다. 시험에 사용된 재료는 모재로 AC8A와 보강재로 알루미나($Al_2O_3$)와 탄소를 사용하였으며 용탕 주조법을 이용하여 금속복합재료를 제조하였다. 금속복합재료에는 15%의 부피분율을 가진 알루미나 예비성형체와 알루미나와 탄소를 각각 12%와 3% 사용한 혼합 에비성형체가 사용되었다. 제조된 금속복합재료는 인장 시험과 진동 시험을 통해 인장 강도와 탄성계수를 구하였으며, 저주파 여파기(low pass filter)와 계장화 충격 시험기를 이용하여 충격 속도에 따른 금속복합재료의 충격 거동을 연구하였다. 저주파 여파기를 이용함으로써 충격 속도에 관계없이 안정적인 실험치를 확보할 수 있었다. 충격 속도의 증가에 따라 모재와 금속복합재료의 충격에너지는 증가하였으나, 동적인성치는 일정한 값을 보였다. 충격 속도가 증가할수록 충격에너지 중 균열전파에너지의 향상이 두드러졌으며, 재료의 변형량이 증가하였다. 충격에너지 중 균열개시에너지와 동적파괴인성치의 관계를 설명하기 위하여 변형율 에너지와 노치에서의 응력 분포를 이용하여 간단한 모델을 제시하였으며, 이로부터 균열개시에너지는 동적 파괴 인성치의 자승에 비례하고 탄성계수에 반비례하는 것을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.578-584
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• 1995

This investigation evaluates dynamic fracture characteristics of two alloy steels (STD-11 and STS-3 and a gray cast iron (GG-30). The dynamic crack initiation fracture toughness and some of the dynamic fracturing characteristics were evaluated by using the instrumented Charpy impact testing procedures. It was found from experimental results that inertia force strongly depends on impact velocity. The duration of inertia force was constant regardless of impact velocities in steel specimens.

• Composites Research
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• 제29권3호
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• pp.91-97
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• 2016

본 연구에서는 EPP(Expanded polypropylene) 준정적 및 충격 하중에 대한 구성방정식을 표현하는 데 있어서, 충격량-운동량 이론을 연계하였다. 또한, 구성방정식을 이루는 물리적으로 의미있는 변수들에 대해, 상대밀도의 함수로 표현하였다. 이를 위해, 연립 비선형 뉴튼-랩손 방법을 사용하여, 준정적 시험결과에 맞는 구성방정식의 변수값을 선정하였다. 또한, 충격량-운동량 이론이 구성방정식과 연계되어, 충격시 응력-변형률 선도를 변형률 속도에 따라 구하였고, 충격시험결과와 비교하였다. 향후에는 다른 재질의 발포고분자에도 본 구성방정식이 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제19권1호
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• pp.1-9
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• 1987

원자로 압력용기 재료인 SA 533 Grade B Class 1강의 파괴인성에 대하여 -4$0^{\circ}C$~288$^{\circ}C$의 온도 구간에서 Charpy 충격시편을 이용하여 연구하였다. 동적 파괴인성은 계장화 충격시험으로, 정적 파괴인성은 unloading compliance 방법에 따라 3-point bend test로 수행되었으며, 결과는 큰 시편에 의한 자료와 비교하였다. 온도에 대한 재료의 적절한 파괴인성치(하한값)는 천이온도 이상에서는 정직 파괴인성을, 그 이하의 온도에서는 동적 파괴인성을 택함으로써 유추할 수 있음을 알게 되었으며 side-groove가 14%이상일 때 시험은 ASTM E 813의 조건을 만족함을 보였다.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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• pp.837-840
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• 2002

An analysis method for rubber toughened PVC is suggested to evaluate critical dynamic strain energy release rates($G_c$) from the Charpy impact energy measurements. An instrumented Charpy impact tester was used to extract ancillary information concerning fracture parameters in addition to total fracture energies and maximum critical loads. The dynamic stress intensity factor $K_{Id}$ was computed for varying amounts of rubber contents from the obtained maximum critical loads and also toughening effects were investigated as well. The fracture surfaces produced under low velocity impact fur PVC/MBS composites were investigated by SEM. The results show that MBS rubber is very effective reinforcement material for toughening PVC.C.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.219-231
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• 2004

The Charpy and Izod impact tests are the most prevalent techniques used to characterize the effects of high impulse loads on polymeric materials. An analysis method for rubber toughened PVC is suggested to evaluated critical dynamic strain energy release rates(G$_c$) from the Charpy impact tester was used to extract ancillary information concerning fracture parameters in additional to total fracture energies and maximum critical loads. The dynamic stress intensity factor KID was computed for varying amounts of rubber contents from the obtain maximum critical loads and also toughening effects were investigated as well. The fracture surfaces produced under low velocity impact for PVC/MBS composites were investigated by SEM. The results show that MBS rubber is very effective reinforcement material for toughening PVC.

• 한국해양공학회지
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• 제2권1호
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• pp.150-162
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• 1988

The dynamic fracture toughness, $K_{Id}$,is measured in the heat-treated and ion-nitrided Cr-Mo, Ni-Cr-Mo steel using standard and Precracked Charpy specimens an imstrumented impact machine. The value of $K_{Id}$and both the energy of initiate fracture, and the total energy of fracture. Since the $K_{Id}$values of the precraked impact specimens are in accord with their theoretical ones, this testing method is sufficently practical. The effect of ion-nitriding are found to be larger than the heat-treaded specimen.

• 한국가스학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2008

샤피충격시험은 동적하중 하에 있는 고분자 재료의 거동을 이해하는데 가장 널리 사용되고 있는 방법이다. 본 연구에서는 샤피충격시험장치에서 얻어지는 파단에너지를 사용하여 나일론 소재 샤피 시편의 노치각도에 따른 에너지 해방율을 구하는 방법을 제시하였다. 또한 샤피충격시험장치를 계장화하여 최대 하중과 파단 시까지 소요되는 에너지 등의 파손인자들을 산출하였다. 그리고 노치각도에 따른 동적파괴 인성치와 유한요소법을 사용하여 중앙집중 하중 하에서 사피 시편의 노치각도에 따른 응력분포를 산출하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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• pp.1246-1251
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• 2003

The fracture behaviors of Zr-based bulk amorphous metals(BAMs) having compositions of $Zr_{55}Al_{10}Ni_{5}Cu_{30}$, were investigated under impact loading and quasi-static conditions. For experiments, a newly devised instrumented impact testing apparatus and the subsize Charpy specimens were used. The influences of loading rate and the notch shape on the fracture behavior of the Zr-based BAM were examined. The Zr-based BAMs showed an elastic deformation behavior without any plastic deformation on it before fracture. Most fracture energies were absorbed in the process of the crack initiation. The maximum load and fracture absorbed energy under quasi-static condition were larger than those under impact condition. However, there existed relatively insignificant notch shape effect. Fracture surfaces under impact loading were smoother than those under quasi-static loading. The absorbed fracture energy appeared differently depending on the extent of the vein-like pattern region due to the shear bands developed at the notch tip. It can be found that the fracture energy of the Zr-Al-Ni-Cu alloy is closely related with the development of shear bands during fracture.