• 한국결정성장학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.269-275
• /
• 2005

Ni/Ni-aluminide//Ti/Ti-aluminide 경사기능 층상 복합재료를 박막 hot press법을 이용하여 제작하였다. NiAl과 $TiAl_3$ 금속간화합물 층이 자전고온합성반응을 통해 비교적 두껍게 형성되었고, 얇고 연속적인 $Ni_3Al$과 TiAl 층이 고상 확산을 통해 형성되었다. 파괴저항은 하중 방향이 crack arrester인 경우가 금속 층이 균열의 성장을 방해하기 때문에 crack divider 방향인 경우보다 높다. $Ni_3Al$과 NiAl 금속간화합물 층은 각각 벽개파괴와 입계파괴 거동을 보였고, $TiAl_3$층의 파괴 형태는 입내벽개파괴이었다. Ni/Ni-aluminide 층에서 관찰되는 기공과 금속 층과 금속간화합물 층의 미결합 부위가 낮은 파괴저항의 원인으로 판단된다. Acoustic emission (AE) 원파형 해석을 통해 제작된 복합재료의 파괴특성을 고찰하였다.

• Composites Research
• /
• 제16권3호
• /
• pp.9-17
• /
• 2003

타이어 벨트층내의 코드간 균열연결 및 층간균열진전을 모사하기 위해 자유단을 갖는 2층 고무/코드 적층시험편에 대한 4~11mm 변위제어 실험을 수행하였다. 자유단의 코드간 균열연결시의 폭방향 균열진전량은 45$^{\circ}$ 경사진 코드들간 길이의 절반에 도달할 때의 측정값으로 하였으며, 이는 탐침법에 의해 측정되었다 또한, 자유단에서 코드들간 균열연결을 모사하기위해 2차원의 이상화된 모델링 기법을 고안하였다. 이론수명은 테어링에너지(균열파단면의 단위면적당 방출에너지)를 이용하여 코드간 균열연결수명(임계값)과 이후 최종파손까지의 수명으로 구분하였으며, 이들을 각기 실험값과 비교하였다. 임계값까지의 수명예측은 실험과 비교하여 약 20%, 최종파손까지 약 65%의 오차가 발생하였다. 따라서, 전체 이론수명은 실험과 비교하여 약 45%의 오차를 발생하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제24권1호
• /
• pp.69-78
• /
• 2000

The one-parameter singular expression for stresses and displacements near a crack tip has been widely thought to be sufficiently accurate over a reasonable re ion for any geometry and loading conditions. In many cases, however subsequent terms of the series expansion are quantitatively significant, and so we now consider the evaluation of such terms and their effect on the predicted crack growth direction. For this purpose the problem of a cracked orthotropic plate subjected to a biaxial load is analysed. It is assumed that the material is ideal homogeneous anisotropic. BY considering the effect of the load applied parallel to the plane of the crack, the distribution of stresses and displacements at the crack tip is reanalyzed. In order to determine values for the angle of initial crack extension we employ the normal stress ratio criterion.

• 암석학회지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.23-37
• /
• 2011

제3기 결정질 응회암에서 발달하는 미세균열 모집단의 길이분포에 대한 스케일링 성질을 조사하였다. 15개 방향각 및 5개 그룹 (I~V)에 대한 길이범위의 분포도에서 미세균열의 방향성에 따른 평균길이의 체계적인 변화가 나타난다. 분포도는 거의 남-북방향을 경계로 하여 좌우 대칭형태를 취하는 것이 특징이다. 미세균열의 모집단에 대한 길이-누적빈도 도표의 전 영역은 상관곡선의 분포양상에 의하여 3개 구간으로 구분할 수 있다. 특히, 5개 그룹에 대한 각 도표의 선형의 중앙구간은 멱함수 분포를 지시한다. 5개 그룹에 대한 중앙의 선형구간의 빈도비는 46.6%~67.8T의 범위이다. 한편 각 그룹에 대한 선형의 중앙구간의 기울기는 그룹 V($N60{\sim}90^{\circ}E$, -2.02) > 그룹 IV($N20{\sim}60^{\circ}E$, -1.55) > 그룹 I($N60{\sim}90^{\circ}W$, -1.48), 그룹 II($N10{\sim}60^{\circ}W$, -1.48) > 그룹 III($N10^{\circ}W{\sim}N20^{\circ}E$, -1.06)의 순으로 나타난다. 거의 멱함수의 길이분포를 따르는 부집단(5개 그룹)에서는 지수(-1.06~-2.02)의 범위가 넓다. 5개 그룹간의 이러한 지수의 상대적인 차이는 방향성 효과의 중요성을 강조한다. 또한, 곡선의 하부에서의 기울기의 분리는 보다 긴 미세균열의 급격한 발달을 대변하며, 멱함수 지수의 감소로 반영된다. 특히, 이러한 분포양식은 $N10{\sim}20^{\circ}E,\;N10{\sim}20^{\circ}W$ 및 $N60{\sim}70^{\circ}W$의 방향각에 대한 도표에서 볼 수 있다. 이들 3개 방향각은 연구지역 일대에서 발달한 단층의 주방향과 부합한다. 15개 방향각에 대한 길이-누적빈도 도표의 개개 특성을 보여주는 분포도를 작성하였다 상기한 도표들을 3개 그룹(A, B and C)의 범주에 따라 배열함으로서 이들 그룹간 길이-빈도 분포의 차이를 용이하게 도출할 수 있다. 분포도는 미세균열 조들에 대한 개별적인 분리의 중요성을 보여준다. 관계도에서, 보다 짧은 미세균열의 출현빈도는 그룹A > 그룹 B > 그룹 C의 순서를 보인다. 이들 3가지 유형의 분포양상은 미세균열이 성장하는 동안 발생한 과정들에 대한 중요한 정보를 드러낼 수 있다.

• 지질공학
• /
• 제27권3호
• /
• pp.233-244
• /
• 2017

주입액의 점성도와 응력상태에 따른 균열전파 특성을 분석하기 위해 실험실 규모의 수압파쇄시험을 실시하였다. 시험에 사용된 시료는 시멘트 몰탈을 사용하여 제작되었으며, 각 변의 길이가 20 cm인 정육면체 형태이다. 제작된 시료는 최대강도를 갖기 위해 수중에서 약 1달간 양생과정을 거쳤다. 독립적인 가압시스템을 가지고 있는 진삼축압축장치로 시료에 압력을 가하여, 실제의 지반에서 작용하는 원위치응력 상태를 재현하였다. 시추 환경 재현을 위해 시료에 소형 시추공을 천공한 후, 일정한 주입속도로 수압파쇄시험을 실시하였다. 수압파쇄시험 과정에서 시추공에 주입된 유체의 압력을 실시간으로 측정하였으며, 동시에 미소파괴음(AE) 신호를 측정하였다. 수압파쇄시험의 모든 과정이 끝난 후 생성된 균열의 형태를 육안으로 관찰하였다. 일차파쇄압력은 주입액의 점성도 증가에 따라 지수형태를 보이며 증가하였다. 수압파쇄시험으로 인해 생성된 균열의 형태는 최대주응력과 최소주응력의 차이인 편차응력의 크기에 따라 서로 다른 양상을 보였다. 낮은 편차응력의 조건에서는 단일의 균열이 아닌 다중 균열이 생성되거나, 균열 성장과정에서 방향이 휘어지는 경향을 보였고, 이에 반해 높은 편차응력의 조건에서 생성된 균열은 단일 면상의 균열이 발생하였다. AE 분석에서도 편차응력이 클수록 미세균열이 단일 면상으로 집중되어 발생되는 경향을 보였다. 이러한 연구결과는 수압파쇄 방법을 이용한 암반파쇄에서 편차응력이 클 때보다 작을 때 더 복잡한 균열이 발생된다는 것을 보여준다. 따라서 셰일가스를 개발할 때 생산량을 높이기 위해서는 복잡한 균열을 발생시킬 수 있는 편차응력이 작은 조건에서 수압파쇄가 적용되는 것이 효과적일 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.43-49
• /
• 1999

0~5 wt%의 $\beta$-Si3N4 whisker를 첨가한 질화규소 가스압 소결체를 제작하였다. 첨가된 whisker들은 tape casting을 응용하여 tape 내에서 일방향으로 배열하였으며, 제작된 tape로부터 절취된 sheet들의 적층 과정을 변화하여 다양한 미세구조를 갖는 성형체를 제작하였다. 가스압 소결을 통하여 치밀화된 소결체의 조대결정립은 성형체의 whisker와 같은 방향성을 가졌으며, 소결수축률과 기계적 특성 등도 이러한 다양한 미세구조상의 특징과 일관된 결과를 나타내었다. Whisker를 일방향으로 배열하였을 경우, 소결수축률은 whisker 배열 방향과 평행한 방향보다 수직한 방향으로 크게 일어났을 때, whisker 함량이 증가함에 따라 수축률의 차이가 증가하였다. Indentationi crack length는 whisker 함량이 증가함에 따라 whisker 배열 방향과 수직한 방향의 균열 길이는 더 짧아졌고, 그와 평행한 방향의 균열 길이는 길어졌다. Whisker 첨가에 의해 결정립이 더 크게 성장하였으나 강도는 whisker를 첨가하지 않을을때보다 낮지 않았다. Whisker 배열 방향을 90$^{\circ}$ 및 45$^{\circ}$ 간격으로 엇갈리게 적층하였을 경우에는 특성의 이방성이 나타나지 않았다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권5호
• /
• pp.648-655
• /
• 2020

현대의 자동소총의 공이는 공이치기에 의해 타격을 받아 장전된 탄약의 뇌관을 기폭 시키는 역할을 한다. 이 과정에서 공이는 충격하중을 받게 되며 소총의 수명주기 동안 반복적인 힘을 받게 된다. 소총의 내구도 시험에서 전체의 96.26% 진행 중 공이가 조기에 파손되는 현상이 발생하였다. 이에 따라 원인분석과 재현시험을 통해 파손현상 사례연구를 실시하였다. 파손이 발생한 공이의 파단면을 현미경 및 SEM 분석결과 반복충격에 의해 표면 원주방향 전체에서 균열이 시작해 심부로 피로균열이 발생했다. 반복충격에 의해 균열이 성장하다 마지막에 피로파괴가 발생하였으며, 노치에 의한 것으로 추정되었다. 검증을 위해 원주방향 0.03mm의 노치를 생성한 공이로 재현시험결과 동일한 형태의 파단면을 가지면서 전체 수명의 64.25%에서 파손되었다. 파손사례연구를 위한 노치형태별 재현시험결과 한쪽 측면 노치 0.3mm, 0.5mm의 공이는 각각 65.53%, 50.76%에서, 6개 지점의 노치 0.03mm는 85.65%에서 파손되었다. 마지막으로 표면 거칠기가 거칠고 툴 마크가 육안으로 확인이 가능한 공이는 내구수명을 만족하며 381㎛의 내부균열이 진행되었다. 본 연구를 통해 노치형태별 파손에 대해 고찰하였으며, 반복충격을 받는 부품의 신뢰성 확보를 위해 노치와 표면 거칠기 품질관리가 중요한 것을 알 수 있다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.374-382
• /
• 2009

원자력발전소의 1차측 및 2차측 냉각계의 장벽 역할을 하는 핵심 설비중 하나인 증기발생기(steam generator, SG) 전열관은 공공의 사회적 안전성과 효율적인 발전 용량을 유지하기 위해 구조적 건전성을 유지하여야 한다. 또한 결함을 함유하고 있는 전열관은 해당결함을 조기에 검출, 정량적으로 결함을 평가하여 필요한 경우에는 보수조치를 수행하여야 한다. 이러한 결함의 검출 및 정량화를 위해서 검사관련 고시 및 강화된 SG 관리프로그램(SGMP)에 근거하여 와전류탐상검사법(eddy current testing, ECT)을 적용, 검사를 수행하고 있다. SG 전열관에서 검출되고 있는 결함중 응력부식균열(stress corrosion cracking, SCC)은 미세한 경우 결함의 검출이 어려울 뿐 아니라 생성된 결함의 성장속도가 빠르기 때문에 SG 전열관의 건전성을 위협하는 주요결함 기구중 하나로 분류하고 있다. 본 논문에서는 다양한 결함 깊이 및 길이별로 방전가공(electric discharge machining, EDM)된 축방향 ODSCC에 대해 pancake, +point 및 shielded pancake 코일 등이 탑재된 3 coil형태의 +PT MRPC(motorized rotating pancake coils)를 적용하여 결함의 검출가능 여부 및 크기 측정을 위한 검사를 수행하였으며 본 실험결과를 통해 SG 전열관의 건전성 및 원전 운전의 안전성을 진단하는 공학적 평가 자료로써의 활용 가능성 뿐 아니라 와전류탐상검사의 신뢰도 향상을 도모하고자 하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제10권1호
• /
• pp.40-47
• /
• 2022

본 연구에서는 전자기장을 이용하여 일반몰탈과 스틸슬래그 몰탈 내부에 혼입되는 강섬유의 방향을 원주방향으로 배열시켰으며, 성능변화를 확인하기 위하여 Double Punch 실험을 수행하였다. 실험결과, 전자기장을 이용하여 강섬유를 원주방향으로 배열하는 것이 가능한 것으로 확인되었다. 전자기장 노출로 인한 강섬유의 배열조정에 따라 인장강도와 파괴 시 변형도 유의미한 증가를 보였다. 반면 파괴에너지는 거의 증가하지 않았다. 전자기장이 영향을 미쳐 강섬유의 배열이 조정되는 구간이 크지 않은 문제와 사용한 강섬유가 직선으로 되어 있어 균열성장을 억제하는데 한계가 있었던 것으로 판단된다. 이와 같은 문제를 보완한 추가연구가 필요하다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제13권2호
• /
• pp.12-24
• /
• 1995

최근에 국내 화력발전설비도 사용 기간이 30년을 넘게 됨에 따라, 고온설비의 경년열화도 평가 및 수명예측 기술에 대한 연구가 활발해지고 있다. 본 논문에서는 l965년부터 사용되어 노 후된 영월화력발전소 2호기의 주증기 파이프를 대상으로 실시한 열화도 및 수명평가 결과를 보고하였다. 주증기관의 취약부인 맞대기 용접부, 지류 용접부, Y부 및 T부 등의 용접부에 대해 표면복제법, 경도측정법을 사용하여 수명평가를 실시하였으며, 비파괴 검사에 의해 균열이 탐지된 경우에는 수명평가 컴퓨터 코드를 사용하여 균열성장에 의한 잔여수명을 계산하였다. 또한 파이프 모재의 잔여 수명은 해석적 방법에 의해 정량적으로 잔여수명을 계산한 후, 외경 패출량 측정, 입계부식법 등에 의해 재질 열화도를 정성적으로 평가하였다. 본 논문에서 사용한 기법 이외의 방법을 사용하여 수명평가 정확도를 개선하는 방향에 대한 의견도 제시하였다.