본 연구에서는 실제 용접 과정을 모사하는 유한요소 해석을 이용하여 강도 불일치를 가지는 매설 천연가스 배관 용접부의 잔류응력 분포를 계산한다. 유한요소 해석 절차의 타당성을 검증하기 위해 온도 및 잔류응력 해석 결과들은 실제 용융부 형상과 API 579 적용 결과와 비교된다. 기계적 강도 차이, 용접 금속의 강도, 덧살 및 입열량 등과 같은 용접 및 재료 변수들이 잔류응력 분포에 미치는 영향을 평가하기 위해 Parametric Study가 수행된다. 최종적으로 Parametric Study 결과에 근거하여 용접 및 재료 변수들의 영향이 고찰된다. 특히, 모재들 사이의 강도 불일치는 잔류응력 분포에 미미한 영향을 미침을 확인하였다.
최근 자동차/항공기 등의 판재나 구조물을 첨단기능성 재료로 제작하여 연료소비량을 감소시키는 동시에 승객의 안정성을 현저히 향상시키는 초경량/고강도/고강성/고내충격성 재료에 대한 연구가 활발히 수행되고 있다. 국내에서는 두개의 금속 박판사이에 3차원 금속 구조체를 대면적에 분포시킨 후, 판재와 구조체를 접합하여 재료의 무게를 현저히 감소시키는 반면 강도/강성/내충격성을 향상시키는 ISB(Internally Structured Bonded)판재 개발에 대한 연구가 시작되고 있다.(중략)
수냉형의 Bo kg/$\textrm{mm}^2$1급 TMCP 고장력 강재를 중심으로, 이 강재 모재의 기계적 특성 및 용접부의 각종 사용특성에 관해 종래의 압연제법에 의한 동일강도레벨의 고장력강판과 비교하여 고찰하고 이 강재의 유효이용에 대하여 설명하였다. TMCP 고장력 강판은 탄소당량이 낮고 결 정립 미세화가 달성되기 때문에 파괴인성이나, 용접부의 내외화, 내용접균열성 면에서 탁월한 특 징을 가지나 용접조립시 용접열사이클로 인한 연화현상 때문에 용접부의 사용특성이 문제로 될 수 있다. 그러나 용접조건이나, 강판의 강도, 화학성분의 배려, 선택에 따라 실용상 별로 문제가 되지 않음이 확인하고 있다. 이와 같은 특징으로 인해 TMCP강은 조선용 소재뿐만 아니고, 북해, 북극해와 같은 한냉빙해역의 가혹한 환경에서 작동되는 해양구조물용이나 라인 파이프용 소재 로서도 그 활용이 확대되어 갈 것으로 생각된다.
Bi-Te게 열전재료는 200~400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로써 열전냉각, 발전재료 등에 응용하기 위하여 제조방법 및 특성에 관한 많은 역구가 진행되어 왔다. 현재 산업화에 응용되고 있는 일방향응고법은 기계적 강도가 약하여 회수 율이 낮으며, 결정을 성장시키는데 비교적 장시간을 필요로 하기 때문에 제조 단가가 비싸다. 따라서 이와 같은 문제점을 보완하기 위하여 합금설계 및 가공공정에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이에 본 연구에서는 가스분사법을 이용하여 용질원자 편석감소, 고용도의 증가, 균일고용체 형성, 결정립 미세화 등 급속응고 장점을 이용하여 화학적으로 균일한 BI-TerP열전재료 분말을 제조하고, 열간압출 가공을 통하여 이방성의 향상과 함께 미세한 결정립으로 우수한 기계적 강도를 얻을 수 있도록 제조된 분말을 압출 가공하여 열전소자의 기계적 성질과 열전특성을 연구하였다. 그 결과 급속응고 및 압출 공정을 이용한 본 연구에서는 $10\mu\textrm{m}$이하의 미세한 조직과 함께 압출공정을 통하여 이방성을 향상시켰으며, 열전소자는 $2.5{\times}10^{-3}/K$이상의 Figure of merit값을 나타내는 우수한 열전특성을 나타냈다.
염을 포함하고 있지 않은 카라기난 필름의 강도는 ${\kappa}$-카라기난 > ${\lambda}$-카라기난 > ${\iota}$-카라기난 순서로 나타났으며 ${\kappa}$-카라기난의 경우 인장강도는 22-32MPa로 기존의 플라스틱 필름인 폴리에틸렌(Polyethylene)필름의 인장강도(13-28MPa)와 견주어 볼 때 매우 높은 인장강도의 값을 갖고 있었으며 ${\iota}$-카라기난의 인장강도는 5-9MPa로 가장 낮은 인장강도를 나타내었다. 모든 카라기난 필름의 기계적 물성(인장강도와 늘어남)은 가연제의 농도에 영향을 받는 것으로 나타났으며 특히 ${\kappa}$-카라기난과 ${\iota}$-카라기난의 늘어남(%)은 가연제의 농도변화에 의해서 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한 카라기난 필름의 기계적 물성은 염의 종류와 농도에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타났으며, ${\kappa}$-카라기난 필름 중 Film-A (0.375 g plasticizer/g carrageenan)의 경우 0.1%(w/w) 칼륨염이 첨가되었을 때 인장강도가 45MPa 정도로 크게 증가되는 것으로 나타났으며 이 값은 기존의 개발된 생고분자 필름의 기계적 물성 중에서 가장 높은 값이다.
이 글에서는 재료의 경년열화의 종류, 판정 방법 등에 관한 일반사항을 기술하고 고온 . 고압용 기의 경년열화현상의 대표적인 예인 T.E의 기구와 T.E감수성에 미치는 화학성분의 영향에 대해 설명하였다. 아울러 필자가 그 동안 연구해온 T.E에 의한 재료강도저하를 설명하고 수명예측을 행할 수 있는 방법을 설명하였다. 끝으로 열화의 비파괴 판정만으로 수명예측이 어려우므로 시 간에 따른 열화 정도를 파악 할 수 있는 재료강도의 주곡선을 만들어야 할 것이다. 이와 같은 실험을 하기 위해 열화재의 가속제작방법과 열화치료대책 등에 대해 설명하였다. 앞으로 국내 에서는 열화에 대한 재료강도의 주곡선이 많이 얻어져서 기계 구조물의 수명예측이 정확하게 이루어질 날이 올 것을 기대한다.
두차례에 걸친 세계적인 석유위기 이후 성자원, 성에너지의 절실한 필요성과 함께 플랜트의 고성 능화, 대용량화, 다양화가 이루어져, 각종유체회전기계는 고압, 대형화하는 경향이다. 이러한 경향은 동시에 고속화의 요구와 연결되어 많은 새로운 기술상의 문제 해결을 필요로 하고 있다. 내압강도 뿐만이 아니고 고압을 발생시키는 고속회전기계로서의 강도, 기능의 확보와 플랜트가동율의 점에서 높은 신뢰성이 요구된다. 신뢰성을 향상시키고 트러블을 방지하기 위한 중요한 point의 하나는 회전축계의 진동해석이다.
열가소성 복합재료는 수송용 기기의 구조용 소재로써 적용 분야가 확대되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유리섬유(GF) 함량 차이에 따른 연속섬유 강화 GF/폴리프로필렌(PP)의 기계적 물성 및 함침성에 대한 평가를 진행하였다. GF 함량이 다른 GF/PP 복합원사를 제조하고 이를 이용하여 연속가압공정법으로 연속섬유 강화 GF/PP 중간재를 제조하였다. GF 함량에 따른 연속섬유 강화 GF/PP 복합재료의 인장강도, 굴곡강도 및 충격강도를 평가하였다. 전계방사형 주사전자현미경을 이용하여 인장파괴 된 GF/PP의 형태를 분석하여 GF 함량에 따른 파괴거동을 확인하였고, 동적기계분석 및 층간전단강도 측정 결과를 바탕으로 GF 함량에 따른 함침성 차이를 확인하였다. 궁극적으로 GF/PP 50 wt.% 복합재료 조건에서 기계적 강도와 함침성이 가장 안정화됨을 확인하였다.
본 연구에서는 PPS와 ABS의 물성을 상호보완하며, 두 성분간의 상용성을 향상시키기 위해 반응압출법을 이용하여 maleic anhydride(MAH)를 ABS에 치환시켜 MABS를 제조하였으며, ABS의 화학적 개질이 블렌드의 기계적 및 동력학적 물성에 미치는 영향을 관찰하였다. 동력학적 특성 분석을 통하여서는 PPS/MABS 블렌드가 거의 전조성 영역에서 단일 유리전이온도를 가짐을 확인하였다. 블렌드의 기계적 성질은, 상용화제를 포함하고 있는 블렌드가 더욱 강한 인장강도, 굴곡강도, 충격강도 등을 나타냄을 확인하였다. 이는 상용화제의 도입으로 인해 분산상과 매트릭스 사이의 계면장력이 낮아져 분산상의 크기가 작아지며 계면간의 상호작용이 증진되어 물성이 향상되었기 때문이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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