• 제목/요약/키워드: 물성 분석

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유한요소해에 기초한 원뿔형 압입 물성평가법 (A Conical Indentation Technique Based on FEA Solutions for Property Evaluation)

  • 현홍철;김민수;이진행;이형일
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권9호
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    • pp.859-869
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    • 2009
  • 물성치와 하중-변위곡선을 일대일 대응 시킬 수 있는 함수를 생성함으로써, 미지 재료에 대한 압입시험 데이터로부터 바로 재료물성을 찾는 압입물성평가 기법을 제시했다. 원뿔형 압입 유한요소해석으로 압입자 중심각이 압입 하중-변위 곡선에 주는 영향을 살펴 보았다. 이로부터 한 압입자 중심각에 대해 같은 Kick's law 계수 C를 갖는 두 재료들이 압입자 중심각이 변하면 서로 다른 C 값들을 가짐을 확인했다. 이어 영률, 항복강도, 변형경화지수와 하중-변위곡선 사이의 상관관계들을 분석하고, 항복변형률이 변형경화 지수와 더불어 중요한 변수임을 확인했다. 이 두 특성들을 바탕으로 이중원뿔형 압입 물성평가 수식들을 작성했다. 1회 압입 후 재료의 영률을 평가하고, 두 압입자를 이용해 얻은 하중-변위 곡선들로부터 곡률계수들을 구해 항복변형률과 변형경화 지수를 구했다. 제시된 물성평가법은 압입 하중-변위곡선들로부터, 압입자 물성과 선단반경에 상관없이, 평균오차 2% 내에서 재료 물성값들을 준다.

기존댐 해체 조사를 통한 댐 코어 재료의 정적·동적 물성 및 Aging 특성 연구 (Static and Dynamic Material Properties and Aging Characteristics of Dam Core Material)

  • 김신일;김동수;염경택;추연욱
    • 대한토목학회논문집
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    • 제31권6C호
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    • pp.221-229
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    • 2011
  • 필댐의 코어죤은 차수 기능을 담당하는 댐의 중요한 요소이다. 따라서 코어죤의 물성 및 거동 특성은 댐의 안정성 해석에 있어서 아주 중요한 요소이나, 지금까지 실제 댐 코어의 물성에 대한 연구는 아주 드물었다. 댐 코어의 물성은 표면파 탐사 또는 경험식과 같은 간접적인 방법에 의해 획득되거나 추정되어 왔다. 본 연구에서는 기존 댐의 해체 과정에서 수행된 현장 및 실내시험 결과의 분석을 통하여, 댐 건설 후 코어죤 물성의 시간적 변화와 깊이별 특성에 대해 직접적으로 조사를 수행하였다. 실제 댐 코어의 전단파 속도와 전단탄성계수가 측정되었고, 기존의 경험식과 비교하였다. 아울러, 일련의 실내실험을 통하여 동적물성의 에이징 특성도 연구하였다.

열시효가 Mod.9Cr-1Mo강의 재료강도 및 파괴 거동에 미치는 영향 (Effect of Thermal Aging on Material Strength and Fracture Behavior in Mod.9Cr-1Mo Steel)

  • 이형연;김우곤;손석권;홍석우;석창성
    • 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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    • 제4권2호
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    • pp.101-109
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    • 2016
  • 발전소 내열강의 물성치는 고온 가동시간이 누적됨에 따라 열시효의 영향을 받는다. 본 연구에서는 제 4 세대 원자력시스템의 재료로 널리 채택되고 있는 Mod.9Cr-1Mo (ASME Grade 91)강을 대상으로 항복강도, 인장강도 및 파괴거동에 열시효가 미치는 영향에 대해 조사 및 분석하였다. 국내에서 가동 중인 초초임계(USC) 화력발전소의 배관계통에서 채취한, 73,716 시간의 가동 이력을 겪은 Gr.91 강 재료가 재료 실험을 위해 사용되었고, 동 시험결과와 가동 이력을 겪지 않은 신재의 시험결과를 비교 분석하였다. 또한 ASME 코드의 물성치와 RCC-MRx 의 물성치와 비교 분석하였고, 이들 설계기술기준 물성치의 보수성은 신재 및 가동 이력을 겪은 재료의 시험결과와 비교 분석을 통해 정량화하였다.

ATY 공정조건에 따른 Para Aramid 필라멘트의 물성분석 (Analysis on the Physical Property of Para-Aramid Filament according to the ATY processing Cordition)

  • 김승진;박미라;마혜영;최라희;박성우;강윤화
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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    • pp.29-29
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    • 2011
  • 아라미드 섬유는 열에 강한 튼튼한 방향족 폴리아마이드 섬유이다. 아마이드는 "85%이상의 아미드(CO-NH)기가 두 개의 방향족 고리에 직접 연결된 합성 폴리아미드로부터 제조된 섬유"로 정의된다. 아라미드 섬유는 크게 파라계와 메타계로 대별되는데 본 연구에서 사용한 파라계 아라미드는 인장강도, 강인성, 내열성이 뛰어나며 고강력 고탄성률을 지니고 있다. 일반적인 유기 섬유와는 다른 우수한 성질을 바탕으로 부직포, UD laminatig, staple 등의 형태로 크게 섬유보강 고무 복합재료 등의 각종 복합재료, 로프, 케이블, 방탄방호용과 같은 산업자재의 용도로 자동차, 우주항공, 정보통신, 국방, 등 다양한 관련 산업분야에서 사용이 확대되고 있는 고부가 소재이며 가격대비 성능비가 우수하기 때문에 세계적으로 산업용 섬유 및 초고성능 섬유시장에서 비중이 증가될 것으로 예상되고 있다. 본 연구에서는 Para-Aramid 필라멘트를 이용하여 ATY를 생산할 때 제조공정조건에 따른 ATY 물성을 알아보고 고강도를 요구하는 방화복, 고무 보강용 섬유 등의 소재에 맞는 ATY 사가공 최적공정조건을 도출하여 체계화된 data-base를 구축하여 생산성 향상 및 품질개선과 함께 산업자재용 직물개발에 응용하고자 한다. 아라미드를 ATY로 제조할 경우, 표면에 생기는 loop로 인하여 타소재와 접착시, 접착제 담지 성능이 향상되어 접착력이 상승되는 반면, 아라미드 ATY가 기존의 아라미드의 물성보다 저하되는 약점을 가지고 있으므로 이를 보완하기 위해 본 연구에서는 ATY 제조공정에서 중요 공정인자인 사속, heater 온도, over feed ratio를 변화시켜 시료를 제조하여 이들의 물성을 분석하여 최적의 물성을 갖는 ATY 사가공 공정을 도출함으로써 물성이 저하되는 문제를 보완 가능할 것으로 기대된다. 물성분석은 강신도, 초기탄성률을 각각 측정하여 인장특성을 확인하였으며, 습열수축률과 건열수축률을 측정하여 시료의 열수축률에 대해 측정을 하였다. 표면의 루프 발현 정도를 보기 위하여 Crimp Rigidity(CR%), 형태 불안정성(instability)등을 측정하였으며, 영상 현미경 시스템을 사용하여 ${\times}40$ 배율로 표면특성을 측정하였다.

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ATY Nozzle 직경변화에 따른 Aramid/Nylon Hybrid사의 ATY 물성 (Analysis on Physical Property of Para-aramid/Nylon Hybrid filaments according to the ATY nozzle Diameter)

  • 박미라;최라희;마혜영;박성우;김승진
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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    • pp.64-64
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    • 2012
  • 아라미드는 일반적인 유기섬유와는 다른 우수한 역학적 성질을 바탕으로 보호의류 중에서 방탄방호 및 방검보호 의류에 사용되는 고부가 소재이다. 현재까지 ATY기계에서 사의 구조와 물성에 큰 영향을 미치는 Nozzle의 구조에 대한 연구결과는 많이 발표되어왔다. 그러나 최근 들어 소방방화방 검용 보호의류에 많이 사용되는 아라미드사에 ATY 공정 중에서 Nozzle의 직경이 ATY사의 물성에 어떤 영향을 미치는가에 대한 연구는 발표된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 Para-aramid/Nylon hybrid사를 이용하여 ATY로 제조할 경우, 표면에 생기는 loop로 인하여 타 소재와 접착시, 접착제 담지 성능이 향상되어 접착력이 상승되는 반면 아라미드 Hybrid사의 역학물성은 ATY가 가공되기 전의 물성보다 저하되는 약점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 ATY 제조공정에서 Nozzle의 직경을 달리할 때 Aramid/Nylon Hybrid ATY사의 물성변화를 분석함으로서 방화복과 방검용 보호의류에 적합한 아라미드 ATY사를 개발하고자 한다. 본 연구에서는 ATY 제조공정 중 다른 공정조건은 동일하게 하고 Nozzle의 직경을 0.6, 0.75, 1, 1.2mm로 변경하여 4가지 시료를 준비하고 물성분석을 위하여 제조된 시료의 강신도, 초기탄성률을 각각 측정하여 인장특성을 확인하였으며, 건열수축률과 습열수축률을 측정하여 시료의 열 수축률을 측정 분석하였다. 표면의 루프 발현 정도를 보기위하여 형태 불안정성을 측정 평가하였으며 영상현미경시스템을 사용하여 표면특성을 측정 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. Nozzle의 직경이 증가함에 따라 절단강도는 30% 감소하였고 초기탄성률은 3배 가까이 감소하였다. 그리고 절단신도는 2배정도 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 Nozzle의 직경이 증가함에 따라 ATY hybrid사의 건 습열수축률이 증가하다가 직경이 1.2mm일 때 감소하는 경향을 나타내었고 직경 변화에 따라 4~6%의 열 수축률의 분포를 보였다. Para-aramid/Nylon hybrid사의 형태불안정성은 0.3~0.5%를 분포를 나타내었고 Nozzle의 직경이 0.6, 1mm일 때 상대적으로 낮은 ATY의 불안정성이 확인되었다. Nozzle의 직경이 감소할수록 loop의 엉킴이 적으며 flat하였으며 직경이 1.2mm일 때 가장 조밀하고 표면에 loop가 많이 형성된 것을 확인하였다.

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DFIT 자료 해석을 통한 저류층의 투과도 및 초기압력 추정 (Estimation of Permeability and Initial Pressure in Reservoir by DFIT Data Analysis)

  • 김태홍;이성준;이근상
    • 터널과지하공간
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    • 제23권3호
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    • pp.169-179
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    • 2013
  • 치밀 또는 셰일가스층과 같은 비전통 저류층에서 물성을 구할 때 기존의 전통 가스정 시험법을 적용하면 올바른 결과값을 얻을 수 없다. 일반적으로 셰일가스 저류층에서는 지층의 저투과성으로 인해 유동 속도가 느려 방사형 유동 구간이 나타나기까지의 시간이 매우 오래 걸리며 수압파쇄 후에는 방사형 유동 구간이 전혀 나타나지 않을 수도 있다. 이로 인해 시험 비용이 많이 들 뿐만 아니라 결과값의 정확도 또한 매우 낮다. 이러한 이유로 셰일가스 저류층 물성 분석법으로 DFIT(diagnostic fracture injection test)이 새롭게 주목받고 있다. 수압파쇄 전에 수행되는 DFIT은 셰일가스의 중요성이 커져감에 따라 저류층의 물성을 얻기 위한 가장 실용적인 방법 중의 하나로 알려져 있다. DFIT 데이터를 분석하는 방법에는 여러 가지가 있으며 한 가지 방법으로는 데이터를 잘못 분석할 수 있기 때문에 다양한 방법을 통해서 종합적으로 물성을 분석하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 이러한 다양한 DFIT 분석법들에 대해 설명하고 이를 통해 3개 저류층의 DFIT 데이터에서 여러 가지 분석법들이 어떻게 적용되는지 비교, 분석하여 정확한 저류층 물성을 얻고자 하였다.

지질자원 연구개발을 위한 상시가동 물성실험실 구축의 경제적 파급효과 분석 (Economic Impact Analysis of the Ready-Operational Physical Properties Laboratory on Geoscience and Mineral Resources)

  • 안은영;이상규
    • 자원환경지질
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    • 제40권6호
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    • pp.805-814
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    • 2007
  • 지질자원 연구개발 분야에서 상시가동 물성측정실험실의 구축은 관련 장비의 집중화로 인한 비용절감, 연구지원 및 전문인력 양성, 연구활동 강화, 산업지원효과를 기대할 수 있다. 본 연구는 상시가동 물성측정실험실 구축의 비용절감효과, 논문/특허 및 산업에 미치는 영향을 계량화하였다. 분석결과, 국내 수요를 모두 대체할 경우 현재 기준으로 연간 10억 95백만원,향후 연간 14억 4천만원의 실험비용절약효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났다. 그리고 국내 시설장비 구축비용을 모두 대체하는 경우 현재 연간 11억 1천만원, 향후 연간 15억 27백만원의 기회비용 효과를 기대 할 수 있다. 비용접근법과 기여도분석을 통해, 상시가동 물성실험실 구축/운영으로 인해 논문 발생 증가의 기여가치는 연간 75억 24백만원으로 산정된다. 물성측정 서비스의 가치는 산업의 기여도 분석으로 토목건설업에서 연간 8조 1백억원, 광업에서 연간 2천6백억원으로 총 연간 8조 27백억원의 산업 기여효과를 기대할 수 있다.

아스팔트 피막두께 변화에 따른 중온 아스팔트의 접착성질에 관한 연구 (A Study of Warm-Mix Asphalt's Bonding Properties on the Change of Asphalt Film Thicknesses)

  • 유인상;조동우;황성도;이석근
    • 한국도로학회논문집
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    • 제13권4호
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    • pp.29-40
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    • 2011
  • 15년 정도의 짧은 역사를 가지고 있는 중온 아스팔트 포장은 국내·외적으로 현재 가장 관심대상이 되는 에너지 절약과 환경보호를 추구하는 도로건설분야의 그린기술이다. 본 연구는 이러한 중온 아스팔트의 물성평가를 아스팔트 덩어리 전체 거동으로 고려한 기존 침입도, 점도, 그리고 수퍼페이브에 의한 아스팔트 시험방식으로부터 벗어나 아스팔트 피막두께에 따른 물성평가로 시각을 바꾸어 새로운 프로토콜을 제시하고 결과분석에 따른 새로운 평가기준제안을 하는 것이 목적이다. 이를 위해 기존에 개발한 DSR Moisture Damage의 실험 및 분석의 기본틀을 ARES장비를 통해 각 피막두께별 물성을 측정하고 분석하였다. 분석결과를 통해 $200{\mu}m$$400{\mu}m$ 사이에 물성의 급격한 변화를 볼 수 있는 한계피막두께가 존재하고 또한 가열아스팔트와 중온아스팔트가 가지고 있는 한계피막두께근처에서 발생하는 물성의 급격한 변화가 서로 다르다는 것을 확인할 수 있었다. 이런 결과를 통해 기존 가열 아스팔트와 성질이 다른 중온 아스팔트를 제대로 평가하기 위해서는 $200{\mu}m$$400{\mu}m$ 사이 피막두께의 물성평가를 고려해야한다는 것을 제안한다.

환경친화적 수분산성 폴리우레탄/Clay 나노복합체의 제조 및 물성에 관한 연구 (Synthesis and Properties of Environmentally-friendly Aqueous Polyurethane Dispersion/Clay nanocomposites)

  • 단철호;김정호
    • 청정기술
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    • 제12권1호
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    • pp.11-18
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    • 2006
  • poly[hexamethylene carbonate]glycol(PHMCG)과 isophorone diisocyanate (IPDI), dimethylol propionic acid(DMPA)를 이용하여 수분산성 폴리우레탄을 합성하였다. 또한 여기에 나노 clay(PM) 및 이를 각기 다른 유기화제로 개질시킨 C15A와 C30B를 첨가하여 폴리우레탄/clay 나노복합재료를 제조하였다. 제조된 나노복합재료에서의 clay의 분산정도를 XRD를 이용하여 조사하였으며 clay가 첨가된 경우의 기계적 물성 및 열적성질을 UTM 과 TGA를 통하여 분석한 결과, C15A가 첨가된 경우 나노clay가 폴리우레탄에 가장 잘 분산된 것으로 관찰되었으며, 기계적 물성과 열적 물성이 C30B 또는 PM을 첨가한 경우보다 높게 측정되었다. 이로부터 clay에서 개질유기화제의 종류 및 함량이 나노복합재료의 최종물성에 영향을 주는 것을 알 수 있었다.

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대두유 에스테르에 의한 수용성 윤활유의 물성 연구 (The Synthesis and Physical Properties of Water Soluble Metal Working Oil by Soybean Oil Ester)

  • 허도성;신수범;김민석;김혜숙
    • 대한화학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.237-242
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    • 2000
  • 새로운 품질의 수용성 윤활유를 얻기 위해 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 지방산인 대두유와 고분자 알콜로부터 에스테르 화합물을 합성하고 그 물성을 실험하였다. 아울러 대두유에 의한 에스데르 화합물의 합성과 그 물성을 보다 정량적으로 분석하기 위해 대두유주된 구성 지방산인 올레익산에 대해 동일 실험을 수행하여 그 물성을 비교하였다. 에스테르 합성반응에 사용된 고분자 알콜은 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 공중합 화합물(PE)로서 분자량에 따라 PE-61(평균분자량:2000), PE-62(평균분자량:2500), 그리고 PE-64(평균분자량:3200) 세 가지 화합물을 사용하였다. 합성된 에스테르 화합물의 물성은 물과 혼합한 이후 수용액 상태의 여러 농도에서 pH,비중,표면장력,유동점도를 측정하여 비교하였다.

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