• Title/Summary/Keyword: 역학물성

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Experimental Study on the Change of Rock Properties due to Water Saturation (포화에 의한 암석물성 변화에 대한 실험적 연구)

  • Choi, Seung-Beom;Lee, Sudeuk;Jeon, Seokwon
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.28 no.5
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    • pp.476-492
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    • 2018
  • In this study, various laboratory experiments were conducted on tuff, basalt and diorite specimens, which were obtained in the southern part of Korean Peninsula. Experiments were performed under dry and water saturated conditions. Results showed that strength degradation and change of deformation characteristics were remarkable although the specimens had small porosity. Based on the results, regression models that are capable of predicting important mechanical rock properties, such as uniaxial compressive strength, Young's modulus, Brazilian tensile strength were proposed. P-wave velocity and Shore hardness were selected as independent variables and the results showed satisfactory prediction performance for the experimental data collected in this study.

Multiscale analysis on the improvement of interfacial characteristics and filler size effect of covalently grafted nanoparticulate composites (나노입자와 기지 간 공유결합 형성에 따른 계면특성 향상과 입자 크기효과에 대한 멀티스케일 해석)

  • Yang, Seung-Hwa;Choi, Joon-Myung;Yu, Su-Young;Cho, Maeng-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.127-130
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    • 2011
  • 본 연구에서는 나노입자와 고분자 기지 간에 공유결합을 형성시킨 나노복합재의 계면특성과 탄성계수에서 나타나는 크기효과를 고려하기 위해 분자동역학과 미시역학모델을 순차적으로 연계하는 멀티스케일 해석모델을 제안하였다. 나노입자의 체적분율이 동일한 5개의 나노복합재 셀에 대해, 입자의 표면 원자와 고분자 기지 간에 탄소로 구성된 공유결합을 생성시킨 후 분자동 역학 전산모사를 통해 탄성계수를 예측하였고, 공유결합이 존재하지 않는 나노복합재의 탄성계수와 이를 비교하여 계면의 물성증가와 탄성계수에서 나타나는 입자의 크기효과를 규명하였다. 향상된 계면의 특성을 연속체 해석 모델에서 고려하기 위해 분자동역학 해석결과와 미시역학 모델을 연계하는 순차적 브리징 기법을 적용하였고, 이로부터 계산된 계면의 물성의 타당성을 유한요소 해석을 통해 검증하였다. 그 결과 입자와 기지 간 공유결합을 통해 나노복합재가 보다 넓은 범위에 걸친 크기효과를 나타냈으며, 제안된 브리징 모델을 통해서 물리적으로 타당한 계면의 탄성계수 값을 계산할 수 있었다.

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A Study on the Development of Multiscale Bridging Method Considering the Particle Size and Concentration Effect of Nanocomposites (나노입자의 크기효과와 체적분율 효과를 동시 고려한 나노복합재의 멀티스케일 브리징 해석기법에 관한 연구)

  • Yang, Seung-Hwa;Yu, Su-Young;Cho, Maeng-Hyo
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.22 no.4
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    • pp.343-348
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    • 2009
  • In this study, an efficient sequential bridging method to characterize both the particle size effect and concentration effect on the mechanical properties of nanocomposites at high volume fraction is suggested through a molecular dynamics(MD) simulations and micromechanics of composites materials. The Young's modulus and the shear modulus of the nanocomposites at various particle radius and at 12% volume fraction were obtained from MD simulations and multi-inclusion model was adopted to describe both modulus in continuum model. In order to describe the particle size effect, an additional phase, effective interface, was adopted as characteristic phase and the non-dilute concentration effect which appears at 12% volume fraction was describe via the variation of the elastic modulus of the infinite medium. Both the elastic modulus of the interface and infinite medium were fitted into functions of particle radius for the applicability of the present bridging method at various particle radii. Using the present bridging method the elastic modulus of the nanocomposites was efficiently obtained with accuracy. In addition, the effect of the interface thickness and modulus on the elastic modulus of the nanocomposite was investigated.

The Mechanical Behavior of Jointed Rock Masses by Using PFC2D (PFC2D를 이용한 절리암반의 역학적 물성 평가연구)

  • Park Eui-Seob;Ryu Chang-Ha
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.15 no.2 s.55
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    • pp.119-128
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    • 2005
  • Although the evaluation of the mechanical properties and behavior of jointed rock masses is very important for the design of tunnel and underground openings, it has always been considered the most difficult problem. One of the difficulties in describing the rock mass behavior is the selection of the appropriate constitutive model. This limitation may be overcome with the progress in discrete element software such as PFC, which does not need the user to prescribe a constitutive model for rock mass. In this paper, a 30\;m\;\times\;30\;m\;\times\;30\;m m jointed rock mass of road tunnel site was analyzed. h discrete fracture network was developed from the joint geometry obtained from core logging and surface survey. Using the discontinuities geometry from the DFN model, PFC simulations were carried out, starting with the intact rock and systematically adding the joints and the stress-strain response was recorded for each case. With the stress-strain response curves, the mechanical properties of jointed rock masses were determined. As expected, the presence of joints had a pronounced effect on mechanical properties of the rock mass. More importantly, getting the mechanical response of the PFC model doesn't require a user specified constitutive model.

발전 설비의 가동 중 신뢰성 평가를 위한 연속압입시험법의 활용

  • Song, Won-Seok;Gang, Seung-Gyun;Kim, Yeong-Cheon;Kwon, Dong-Il
    • Proceedings of the Korean Reliability Society Conference
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    • 2011.06a
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    • pp.125-130
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    • 2011
  • 발전 설비는 기대 수명동안의 안정성을 확보하기 위하여 해당 규격에 부합하도록 설계하여 건설된다. 하지만 가동 중 다양한 복합 환경에 노출됨에 따라 구조물을 이루고 있는 재료의 열화 현상이 가속화되어 예기치 못한 파손이 발생할 수 있다. 기계적 물성은 재료의 기계적 거동을 나타내는 주요 척도가 되며 이는 신뢰성 및 안전과 직결된다. 하지만 기존의 역학물성을 측정하는 대부분의 시험법들은 특정 크기의 시편을 요구하고 파괴적인 시험법이기 때문에 가동 중 시설물에 적용하기가 불가능하였다. 이러한 한계점을 극복하고자 비파괴적이고 정량적인 시험이 가능한 연속압입시험법이 최근 각광받는 시험법으로서 많은 연구자들에 의해 연구되고 있다. 이 시험법은 시험 대상물의 형상에 제약을 받지 않으며 시험 절차가 매우 간단하다는 장점을 가진다. 또한 대상의 국소 부위에 시험할 수 있어 취약 부위 판별이 가능하다. 본 연구에서는 대표응력-대표변형률 기법을 통하여 인장물성을 평가하고, 압입 하중 차이를 이용하여 소재에 존재하는 잔류응력을 평가하는 기법을 소개한다. 또한, 연속압입시험을 이용하여 실제 발전소 파이프의 취약부위로 알려진 용접부에 대하여 인장물성 및 잔류응력을 측정함으로써 실제 산업체의 신뢰성 평가가 적용할 수 있음을 확인하였다.

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A Study on Physical and Mechanical Properties of Breathable Waterproof Fabrics Manufactured with PTFE Membrane-fabric Composite (PTFE막-직물 복합체로 제조된 투습방수직물의 물성 및 역학특성에 관한 연구)

  • Jeong, Won-Young;An, Seung-Kook
    • Journal of the Korean Society of Clothing and Textiles
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    • v.26 no.12
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    • pp.1685-1693
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    • 2002
  • 다양한 용도로 사용되고 있는 라미네 이 팅 직물은 주로 별도로 제조된 고분자 필름 또는 막을 접착제, 열, 압력 등을 이용하여 기포(基布)와 결합시키는 방법으로 제조되어 진다. 이축연신시킨 Poly(tetrafluoroethylene) (PTFE) sheet는 매우 우수한 높은 투과성을 지니는 다공성 물질이 며, 본 연구에서는 이 막을 나일론 직물에 라미네이팅시킨 투습방수직물을 시료로 사용하여 라미네이팅 후의 역학특성 변화를 분석 하였다. 라미네이팅에 따른 투습방수직물의 물성과 역학특성의 변화에 관하여 살펴본 결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 3-layer 라미네이팅 직물(base fabric-PTFE membrane-knitted lining)의 인열강도는 2-layer라미네이팅 직물 (base fabric-PTFE membrane)에 비해 매우 높게 나타났으며, 가공 전 직물과 비교하여 코팅직물에서 나타난 것과 같은 인열강도의 감소는 나타나지 않았다. 직물-PTFE 막 복합체 의 경우, 라미네 이 팅 이 파단강도 및 파단신도 의 증가에 기여 한 것으로 나타났으며 특히 3-layer 라미네이팅 직물의 경우, 신장률이 20%를 넘어서면서 강도가 현저히 증가하였다. 의복을 착용하였을 때 가해질 수 있을 정도의 소변형(small deformation) 하에서의 역학특성 에 있어서는 라미네이팅에 의해 전단특성이 가장 유의한 변화를 나타내었다. 전단강성(G)과 전단 히스테리시스 (2HG,2HG5)모두 증가하였고, primary hand value 중에서는 stiffness 가장 현저한 증가를 나타내었다

Mechanical Performance Evaluation of Concrete with Recycled Coarse Aggregate Selected by Multi-stage Wind Pressure (다단형 풍압처리에 의해 선별된 순환굵은골재 적용 콘크리트의 역학적 성능 평가)

  • Chu, Young-Kyu;Lee, Seung-Tae;Lee, Se-Hyun
    • Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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    • v.10 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2022
  • In this study, the mechanical properties of concrete with recycled coarse aggregate (RG) selected by multi-stage wind pressure (MSWP) treatment were evaluated. After evaluating the basic properties of natural and recycled coarse aggregates, the mechanical performance of the recycled coarse aggregates concrete was experimentally investigated. As a result, it was found that the MSWP technique could improve the fundamental properties such as density and water absorption of RG. In addition, the concrete with RG selected by MSWP showed a better mechanical performance, indicating a higher strength values, surface electric resistivity and a lower absorption. Thus, it seems that the MSWP technique can be effective for the production of high-quality RG.