탄성포장은 보행자의 만족감이 매우 높아 수요가 지속적으로 증가할 것으로 예상되나, 탄성포장의 재료 배합기준 즉, 합성고무 칩(EPDM chip)과 폴리우레탄 바인더의 적정배합기준이 미비하여 시공 시 많은 시행착오를 겪고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구는 조경용 탄성포장의 폴리우레탄 바인더 배합비에 따른 결합력과 반발탄성의 변화를 실험을 통해 분석하고, 이를 바탕으로 적정한 재료배합 비율을 제시하고자 하였으며, 실험결과는 다음과 같다. 인장실험에서는 시료 B와 시료 C가 바인더 배합비율과 인장강도 간에 강한 양의 상관관계가 있는 것으로 나타나, 배합비율이 증가하면 인장강도가 증가한다는 것을 알 수 있다. 경도실험에서는 시료 A,시료 B,시료 C모두 바인더 배합비율과 경도 간에 통계적으로 상관관계가 없는 것으로 나타나, 탄성포장재의 경도는 바인더의 배합비율에 따라 달라지지는 않는 것으로 판단된다. 반발탄성실험에서는 시료 A와 시료 B가 배합비율과 반발탄성 간에 강한 음의 상관관계가 있는 것으로 나타나, 배합비율이 증가하면 반발탄성이 낮아진다는 것을 알 수 있다. 실험결과를 바탕으로 적정배합비율을 분석해 보면 인장강도의 경우, 인장강도의 증가가 둔화되거나 오히려 감소하는 배합비율 포인트는 20%이며, 반발탄성의 경우, 반발탄성이 급격하게 감소하는 배합비율 포인트는 22%이다. 따라서 두가지 요인을 감안할 때, 적정 배합비는 20~22% 사이로 판단된다. 본 연구의 결과는 조경용 탄성포장 시공 시 결합력과 탄성을 제고할 수 있는 재료배합의 지침을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
신발중창용으로 사용되는 IP, PH 그리고 PU 발포체의 경도가 온도변화에 따른 발포체의 저장탄성율(G'), 충격력, 반발탄성율 등에 미치는 영향을 고찰하였다. 측정 온도가 감소함에 따라 PU 발포체의 저장탄성율은 현저히 증가하였으나, PH 및 IP 발포체의 경우 측정 온도에 따른 영향을 크게 받지 않는 것으로 나타났다. $20^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 측정 온도가 감소함에 따라 PU 발포체의 충격력은 증가하는 현상을 나타내었으나 PH와 IP 발포체의 충격력은 온도에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. $20^{\circ}C$ 이상의 온도에서 PH와 IP 발포체의 충격력은 현저하게 증가하였으나, PU 발포체의 경우는 큰 변화가 없었다. $-20^{\circ}C$에서 $40^{\circ}C$까지의 온도 영역에서는 PU 발포체의 반발탄성율이 PH와 IP의 경우 보다 낮게 나타났다.
신발 밑창용 CIIR에 KBR, SSBR 및 XNBR을 다양한 조성으로 혼합하여 블렌드의 인장탄성률, 반발탄성, 저장탄성률, tan${\delta}$, 크리프 특성 변화 등을 검토하였다. 인장 탄성률 측정실험에서 XNBR이 가장 높은 값을 나타내었으며, CIIR이 가장 낮은 탄성률을 나타내었다. 반발탄성은 CIIR < XNBR < SSBR < KBR 순서로 반발탄성이 높아지는 경향을 나타내었으며, SSBR, XNBR, KBR이 CIIR에 혼합됨에 따라 블렌드의 반발탄성은 산술평균적으로 증가하는 경향을 나타내었다. 크리프 실험에서 CIIR이 가장 높은 점성변형을 나타내었으며, SSBR과 KBR은 상대적으로 낮은 점성 변형을 나타내었다. CIIR의 경우는 $-30^{\circ}C$ 부근에서 tan${\delta}$ 최대 피크를 나타내었으나, XNBR과 SSBR의 경우 CIIR 보다 높은 온도인 $5^{\circ}C$ 및 $0^{\circ}C$ 부근에서 각각 뚜렷한 피크를 나타내었다.
산업의 발달로 인해 도심지에서의 건물해체 및 발파공사가 증가하여 왔지만, 인접 구조물에 대한 영향 평가는 미미한 실정이었다. 본 연구에서는 탄성파속도 실험과 반발경도 실험으로 콘크리트 재료의 물성을 파악 하였고, 인접 구조물 부재의 내부 손상을 모사하기 위하여 콘크리트 재료에 충격 하중을 가하여 충격 전후의 탄성파속도를 도식화하였다. 결과적으로, 콘크리트 재료는 충격 하중에 따라 탄성파속도가 감소하는 경향을 보였고, 압축강도가 크고 탄성파속도가 빠른 재료일수록 충격 하중에 따른 손상이 작은 것으로 나타났다.
입자거동해석소프트웨어(EDEM)은 DEM(Discrete Element Method)기법을 이용한 입자 거동 전용 해석툴로 입자 유입량, 위치 등을 조절하여 입자거동과 관련된 제품 개발, 프로세스 최적화를 위한 비용 및 시간 절감에 활용도가 뛰어난 소프트웨어이다. EDEM을 활용하기 위해선 적용대상에 대한 물성치를 적용하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 EDEM를 이용하여 현재 연구개발 중인 카드클리너 방식의 고추 선별기의 성능을 분석을 수행하기 위해 고추 물성측정 실험을 수행 하였다. EDEM을 이용한 입자거동해석에 필요한 개인 물성치에는 포아송비, 전단탄성계수, 밀도가 있다. 또한 입자-입자, 입자-Geometry 간의 상호관계를 위한 물성치인 반발계수, 정지마찰계수, 구름마찰계수가 필요하다. 공시 시료인 고추는 광주광역시 남구 승촌동 소재의 개인농가 Plastic 온실로 재배된 '천상'품종을 사용하였다. 푸아송 비와, 전단 탄성계수를 측정하기 위한 인장시험기기로는 만능인장시험기(TA-XT2, Stable Micro, 영국)를 이용하였으며, 인장에 의한 고추의 변형량 축정은 초고속카메라(NX4-SI, IDT, 미국)을 이용하였다. 밀도는 비중병법에 기초하여 질량과 부피를 측정하여 밀도를 계산하였다. 반발계수는 고추의 충돌 실험을 통해 변화한 높이를 이용하여 계산하였고, 충동 실험을 통해 변화한 높이는 초고속카메라를 이용하여 측정하였다. 정지마찰계수와 구름마찰계수는 고추의 미끄러짐이 시작하는 각도와 등속도 운동으로 구르는 각도를 초고속카메라를 이용하여 측정 후 계산하였다. 모든 실험은 3번 반복을 통해 평균값을 시험 결과 값으로 이용하였다. 고추의 대한 물성치 실험결과 고추의 푸아송 비는 0.294(std : 0.2), 전단탄성계수 4.624E+06 Pa, 밀도 $600kg/m^3$로 나타났다. 또한 입자-입자 간의 물성치인 반발계수는 0.383, 정지마찰계수는 0.455, 구름마찰 계수는 0.043로 나타났다. 추후 본 연구에서 측정한 고추의 물성치를 적용한 EDEM 입자거동해석 시뮬레이션을 통해 카드클리너 방식의 고추 선별기의 성능에 대한 분석을 하고자 한다.
Static and dynamic experiments were done to study on the restitution behaviors of strings. The elastic and viscoelastic model were compared. To apply a linear viscoelastic model (Kelvin model) to longitudinal behaviors of strings, static and dynamic tensile tests were done. Using their results, it should be intended to acquire damped stress (Stress related to velocity), and to calculate the viscoelastic coefficient. Fixing both ends, string was pushed by the loadcell attached to the tensile tester. The experimental results were in accordance with the calculated results using the Kelvin model acquired from the results of longitudinal tensile test. But the results of falling mass experiments, the behaviors of strings were near to elastic model. The clamping condition of strings in both sides has an effected on the value of COR. The smaller contact area, the grower the value of COR.
본 연구에서는 자동차에서 댐핑 재료로 많이 사용되고 있는 스틸 다이내믹 댐퍼를 대체할 수 있는 소재로서 유기탄성체를 사용하였다. 그러나 유기탄성체를 사용하여 스틸 다이내믹 댐퍼를 대체하기 위해서는 스틸 다이내믹 댐퍼에 상응하는 비중의 구현이 가장 중요하고도 해결하기 어려운 과제이다. 본 연구에서는 고비중 구현을 위한 첫 단계로 최적의 매트릭스 탄성체 및 충전제를 선정하여 충전제의 충전량(vol%)에 따른 고무 혼합물의 경화 특성, 인장 강도, 혼련과정중의 고무 혼합물의 온도 변화 및 반발 탄성 등의 특성을 조사하였다. 충전량이 증가할수록 고무 혼합물의 $t_{s2}$는 감소하였고 $t_{90}$는 전반적으로 증가하였다. 또한 인장 강도는 감소하였고 고무 혼합물의 온도는 충전제 입자간의 마찰열로 인하여 증가하였다. 반발탄성은 충전제가 증가할수록 감소하였다. 따라서 초 고비중을 얻기 위해서는 고충전 기술이 선결되어야 하는데 고충전을 할 경우 매트릭스인 유기탄성체의 부피가 상대적으로 감소하기 때문에 기존의 유기탄성체 경화 시스템으로는 경화가 불가능하여 고충전에 부합하는 경화 시스템을 구축 하고자 매트릭스의 광화학적 개질을 시도하였고, 개질여부는 FTIR-ATR로 분석을 통해 확인하였다. 충전제의 충전밀도를 높여 매트릭스 탄성체에 충전제의 안정한 분산 및 고충전 기술을 확립하고자 충전제의 개질을 통해 충전제의 입도, 입도 분포도 및 형태를 제어하였다. 입도분석기로 입도 및 입도 분포의 변화를 확인하였고 SEM을 이용하여 충전제의 형태 변화를 확인하였다.
도심지에서의 건물해체 및 발파공사로 노후된 인접 구조물의 구조적 안정성에 영향을 미칠 가능성이 있다. 본 연구에서는 노후 콘크리트 재료의 물성을 파악하기 위하여 반발경도에 의한 압축강도와 X선 회절 및 상 분석에 의한 성분 함량으로 상관성을 비교하였고, 충격 에너지에 의한 손상도 평가를 위해 측정된 탄성파속도 값으로 손상도를 산출하였다. 결과적으로, 반발경도에 의한 압축강도와 재료의 성분 함량은 상관성이 있음을 확인하였고, 탄성파속도 값으로 산출된 손상도는 압축강도가 큰 재료일수록 작게 나타났고, 충격력이 작을수록 작게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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