• 제목/요약/키워드: 내부마찰

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부식 환경 하에서의 섬유강화복합재료의 마찰 및 마모 특성 연구 (A Study on the Frictional Characteristics of Fiber Reinforced Composites under Corrosive Environment)

  • 박충용;박동현;박수정;김윤해
    • Composites Research
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    • 제36권1호
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    • pp.37-41
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    • 2023
  • 선박의 평형수처리장치 전해조 내부 용액은 해수를 전기분해 시 DSA(Dimension Stable Anode) 전극에서 생성되는 수산화물로 인하여 높은 알칼리성 분위기를 생성한다. 본 연구에서는 기존 평형수처리장치 배관에 사용되어지는 PE 코팅 강관 배관의 취약성을 대체 가능한 복합재료로써 4가지 소재를 선정하였으며, 이들 BRE(Basalt fiber reinforced epoxy), BRP(Basalt fiber reinforced unsaturated polyester), GRE(Glass fiber reinforced epoxy), GRP(Glass fiber reinforced unsaturated polyester)를 강 알칼리성 NaOH 용액에 720시간 침지 후 마찰 및 마모 시험을 통하여 재료 마찰 깊이에 따른 마찰계수와 섬유와 수지 간 계면 결합 거동을 분석하였다. 그 결과, 수지와 섬유 간의 게면 분리 현상에 대한 메커니즘을 도출하였다. 또한, 불포화폴리에스테르와 같이 상대적으로 낮은 계면 결합력의 갖는 소재의 경우, 알칼리성 용액에 침지 시간이 길어질수록 표면에서부터 시작된 열화가 내부로 급격하게 확산되어 마찰 계수의 감소로 이어지는 경향을 나타냈다.

고장력 볼트 이음부의 내부 압축응력 분포 (Compressive Stress Distribution of High Tension Bolted Joints)

  • 김성훈;이승용;최준혁;장동일
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권2호통권31호
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    • pp.171-179
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    • 1997
  • 고장력 볼트 이음부에서의 힘의 전달은 부재간의 압축력 및 볼트축력에 의하여 외력과 균형을 이룸으로서 형성되어지며, 부재간의 압축력, 도입된 축력의 변화 및 미끄러짐하중 등은 볼트 체결부 및 볼트의 유효강성에 지배된다. 이때 유효강성은 일반적으로 접합부의 유효단면적과 탄성계수의 곱으로 나타내어지지만 접합부재의 유효단면적이 어느 정도가 되는지는 판단하기가 쉽지가 않다. 이를 위해서 종래에는 이음부의 탄성변형에 관계하는 유효단면적을 등가중공원통형으로 가정하여 이에 대한 여러 가지 검토가 이루어졌다. 그러나 이러한 제안식들은 설계상의 목적과 복잡한 계산을 피하기 위하여 매우 단순화시킨 것으로 어느 식이 타당한 지는 단정하기가 어려우며 이에 대한 상세한 해석적인 검토 및 실험적인 검증이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 볼트 축력에 의한 접합부재의 유효단면적 산정과 이에 대한 검증을 위하여 고장력 볼트 이음 시험편에 대해 피로시험을 실시하고 반복하중 재하 후의 마찰면의 형상을 관찰하여 유효마찰 영역을 측정하였으며, 유한 요소법에 의해 수치 해석을 실시하여 내부 압축응력의 분포형상을 밝히고 접촉면상에 발생하는 응력 분포영역을 근사화하므로서 마찰면의 형상과 내부 압축응력의 분포영역과의 관계 그리고 유효단면적의 산정 방법을 고찰하였다.

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폴리에틸렌기재 복합재료의 음향감쇠 측정방법 비교 (Comparison of Acoustic Attenuation Measurement Technique of Polyethylene Matrix Composite Materials)

  • 김경섭;정현규;이진형;홍순형
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
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    • pp.265-268
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    • 1999
  • 감쇠가 큰 고분자 복합재료에서 초음파 다중반사파를 이용한 Pulse Echo법, 공진주파수에서 내부마찰계수 측정법과 Rheometer를 이용한 동적탄성계수 측정법을 사용하여 음향감쇠계수를 측정하고 각각의 측정자료를 비교하는 연구를 수행하였다. Pulse Echo법을 이용하여 0.5, 1.0, 2.25MHz에서 음향감쇠계수를 측정하였고, 이때 폴리에틸렌기지 복합재료의 음향감쇠계수는 강화재의 부피분율에 따라 3-15dB/cm 정도로 큰 값을 나타내었다. 폴리에틸렌기지 복합재료를 600kHz 근처에서 공진주파수를 가지도록 시편을 만든 후에 내부마찰계수를 측정한 결과로 계산된 음향감쇠계수는 Pulse Echo 실험에서 구한 값과 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. Rheometer를 이용한 동적탄성계수 측정법은 0.1-100Hz의 주파수에서 측정한 자료를 TTSP 이론을 이용하여 1MHz의 결과와 비교하였는데, 단일 고분자 재료에서는 다른 측정방법과 음향감쇠계수가 일치하였지만 복합재료에서는 음향감쇠계수값이 일치하지 않는 결과를 나타내었다.

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사질토 지반에서 선단지지말뚝의 P-S 특성 (P-S Characteristics for End-bearing Pile in Granular Material)

  • 이용주
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.85-91
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    • 2005
  • 본 논문에서는 실내모형실험 및 유한요소 프로그램인 CRISP을 이용하여 사질토 지반에 근입되어있는 선단지지 말뚝의 하중-침하(P-S) 관계를 규명하였다. 선단지지말뚝의 효과를 유한요소 해석에서 모사하기 위하여 몇 가지 형태의 인터페이스 요소들(slip elements)을 말뚝 주변 및 선단에 도입하였다. 비관련 소성흐름 법칙의 정도, 즉 지반강도 정수인 내부마찰각과 팽창각의 차이 정도를 고려한 Mo-Coulomb 지반 모델에 있어서, 인터페이스 요소들이 포함된 선단지지말뚝은 내부마찰각과 팽창각의 차이가 유한요소 해의 수렴에 매우 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다. 한편, 이와는 대조적으로 말뚝 주변에 적용한 인터페이스 요소 대신 Roller로 모사된 선단지지말뚝의 유한요소 해는 비관련 소성흐름 법칙의 정도에 대해서 영향을 받지 않고 수렴되는 것으로 나타났다.

점도 변화에 따른 유류오염 모래의 역학적 특성 (Mechanical Properties of Oil Pollution Sand Due to Changes in the Viscosity of Oil)

  • 홍승서;배규진;김영석
    • 지질공학
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    • 제25권4호
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    • pp.577-585
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    • 2015
  • 본 연구에서는 유류로 오염된 모래의 지반공학적 특성에 대하여 분석하였다. 오염물로 사용한 유류는 점도특성을 고려하여 등유, 원유, 자동차 엔진오일을 선정하였고, 모형지반은 주문진 표준사를 사용하였다. 실내시험은 다짐시험, 투수시험, 직접전단시험을 유류의 오염비율에 따라 수행하였다. 투수시험에서 유류의 함유비가 증가할수록 오염되지 않은 지반에 비해 투수계수가 점진적으로 저하되었다. 내부마찰각은 오염되지 않은 지반보다 상대적으로 감소하였다.

서울시 내부순환도로 교면포장 형식에 따른 소음특성 연구 (Study on the Noise Characteristics of Bridge Deck Pavements in Seoul Inner Ring Road)

  • 이상염;진정훈;문성호;문학룡
    • 한국도로학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.19-28
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    • 2012
  • 타이어와 포장노면과의 마찰음을 측정하기 위해서 기존 연구를 통해 신뢰성 및 일관성이 검증된 NCPX(Noble Close Proximity) 방법을 이용하여 다양한 교면포장형식에 대해 소음측정을 실시하였다. 또한 이번에 실시한 측정은 표면 마이크로폰을 이용하였다. 서울시 내부순환도로의 교면포장 일부 구간을 대상으로 포장형식에 따라서 소음측정을 하였으며, 4개의 교면포장형식에 대한 소음특성을 평가하는데 적절한 실험법임을 알 수 있었다. 시험결과 소음관점에서 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 본 측정을 통해 교면포장 표면조건 및 주행속도에 따라 타이어와 포장노면과의 마찰음이 다르게 나타남을 알 수 있었다. 그리고 1/3 옥타브 밴드 해석을 실시한 결과에 있어 교면포장의 종류에 따라 시공전후로 소음특성이 다른 것을 알 수 있었다.

삼축압축시험에 의한 폐어망 보강 저회-폐타이어 혼합토의 전단특성 (Shear Properties of Bottom Ash-Crumb Rubber Mixture Reinforced with Waste Fishing Net Using Triaxial Test)

  • 권순장;김윤태
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권9호
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    • pp.81-91
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    • 2013
  • 본 연구에서는 폐어망 보강과 폐타이어 분말 혼합에 따른 저회-폐타이어 혼합토의 전단특성을 고찰하였다. 실험에 사용된 저회-폐타이어 혼합토는 저회와 폐타이어 분말(입경 2mm~10mm)의 무게비를 각각 1:0 및 1:0.5로 구성하였으며, 준비된 저회-폐타이어 혼합토에 폐어망 보강 시 층수를 달리하여 보강함으로써 6종류의 시편(무보강 저회, 1층 혹은 2층 보강된 저회, 무보강 혼합토, 1층 혹은 2층 보강된 혼합토)을 준비하였다. 삼축압축시험을 수행한 결과 저회-폐타이어 혼합토의 전단특성은 폐어망 보강 층수와 폐타이어 분말 혼합에 크게 의존하는 것을 알 수 있다. 저회에 폐타이어 분말을 혼합하면 폐타이어 분말 자체의 압축적인 특성에 의해 내부마찰각은 감소한다. 그러나 폐어망 보강층수가 증가함에 따라 저회-폐타이어 혼합토의 내부마찰각은 증가한다. 이것은 폐어망과 저회-폐타이어 혼합토 입자간의 마찰 및 억물림 효과에 기인하는 것으로 판단된다.

사석과 모래로 뒷채움된 케이슨에 작용하는 주동토압 (II) : 검증과 적용 (Active Eanh Pressure Against Caisson Backfilled with Crushed Rock and Sand (II) : Verification and Application)

  • 백규호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.29-39
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    • 2006
  • 동반 논문(백규호, 2006)에서 사석과 모래로 뒷채움된 케이슨에 대하여 모래와 사석의 내부마찰각과 단위중량의 차이는 물론 사석의 뒷채움 경사각 변화와 뒷채움재에서 발생하는 아칭효과까지 고려해서 비선형의 주동토압을 산정 할 수 있는 토압산정식이 제안되었다. 본 연구에서는 새로 제안된 토압산정식에 대한 정확도를 검증하기 위하여 뒷채움재가 균질하고 벽체가 거친 경우에 대한 제안식의 결과는 백규호(2003a)의 제안식과 비교하였고, 뒷채움재가 균질하고 벽체가 매끄러운 경우에 대한 제안식의 결과는 Rankine의 토압이론과 비교되었다. 그리고 매개변수 분석을 통해서 사석과 모래의 내부마찰각과 단위중량, 케이슨의 벽면마찰각, 사석의 뒷채움 경사각 변화가 케이슨에 작용하는 주동토압에 미치는 영향을 조사하였으며, 매개변수 분석 결과에 근거해서 케이슨에 작용하는 주동토압을 최소화할 수 있는 뒷채움 시공법이 제안되었다.

공시체의 직경이 사질토의 비배수 및 배수 전단거동에 미치는 영향 (Effect of Specimen Size on Undrained and Drained Shear Characteristics of Granular Soils)

  • 박성식;최선규;김동락
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권3호
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    • pp.15-23
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    • 2012
  • 사질토의 전단강도정수 중의 하나인 내부마찰각은 일반적으로 직접전단시험 또는 삼축압축시험으로 구할 수 있다. 한편 삼축압축시험 결과는 구속압, 전단속도, 공시체의 직경이나 높이, 단부조건 등과 같은 다양한 공시체 및 실험조건에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 낙동강모래로 직경이 5, 7, 10cm인 느슨한(상대밀도 40%) 및 조밀한(상대밀도 80%) 공시체를 만든 다음 배수 및 비배수 전단시험을 실시하여 공시체의 직경이 모래의 배수 및 비배수 전단강도에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. Mohr응력원으로부터 구한 마찰각은 상대밀도에 관계없이 비배수 전응력마찰각, 비배수 유효응력마찰각 및 배수마찰각 모두 공시체의 직경이 5, 7, 10cm로 증가함에 따라 약간 증가하다가 다시 감소하는 경향을 보였다. 앞서 언급한 세 종류 마찰각에서 공시체 직경에 따른 각각의 마찰각 차이는 비배수시험에서 얻은 조밀한 공시체의 전응력마찰각이 4.5도로 가장 큰 차이를 보였으나, 나머지는 2도 이내의 미미한 차이를 나타내었다. 한편 비배수시험에서 얻은 유효응력마찰각과 배수시험에서 얻은 배수마찰각을 비교하였을 때 느슨한 공시체의 경우에는 최대 7도 정도 차이가 났으나 조밀한 공시체의 경우에는 거의 차이가 나지 않았다.

Biomass의 고효율 효소당화에 적합한 Attrition Coupled Bioreactor 개발에 관한 연구 ; Tumbling Drum Type Bioreactor를 활용한 섬유소 당화 (Development and Evaluation of the Attrition Coupled Bioreactors for Enzymatic Hydrolysis of Biomass ; Tumbling-Drum Type Bioreactor for Enzymatic Hydrolysis of Cellulose)

  • 이용현;조구형;박진서
    • KSBB Journal
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    • 제4권2호
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    • pp.87-93
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    • 1989
  • 불용성 기질인 섬유소의 고효율 효소당화에 적합한 분쇄마찰매체함유 반응장치의 개발을 목표로 섬유소-효소-분쇄마찰매체함유 반응장치의 개발을 목표로 섬유소-효소-분쇄마찰매체의 혼합액을 통자체를 회전시켜 교반마찰시키는 tumnling drum type bioreactor를 제작하여 그 효용성을 검토하였다. 반응조 내부의 구조 및 제반 운전조건하에서의 당생성 효울을 분쇄마찰매체의 교반에 소요되는 에너지와 비교분석 검토함으로써 공업적 규모의 활용을 위한 기술적, 경제적 타당성을 평가하였다. 3L규모의 장치의 경우 반응조내경과 baffle의 크기의 비가 1:0.05이고 8개의 baffle을 설치한 반응조에서 3mm glass bead를 600g/l로 첨가하여 100rpm으로 교반할 때 가장 우수한 결과를 얻었다. Tumbling drum type bioreactor는 매우 효율적인 attrition coupled된 당화장치로 판단되며, 특히 산업적 규모로 scale-up하기 용이한 구조를 갖고 있어 이에 대한 구체적 연구가 요망된다.

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