• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1999년도 제13회 학술강연논문집
• /
• pp.12-12
• /
• 1999

온도에 따라 물성치가 변화하는 재료의 열응력 예측은 연속주조공정에 의한 제품 생산에서 중요하다. 연속주조공정에서 금속이 급속히 냉각됨으로 인하여 응력이 크게 발생될 뿐만 아니라 금속 내부에 크랙이 발생될 수 있으며, 이는 최종제품의 품질에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 연속주조공정에서 양호한 주조제품을 얻기 위해서는 냉각조건 등과 같은, 주조시 수반되는 여러가지 주조결함의 원인을 제어해 주어야한다. 주조결함에는 주물 주입에 기인하는 결함과 주입 완료 후 응고과정에서 주물의 수축으로 기인하는 결함이 있다. 공기 및 가스의 포집, 개재물의 혼입 등이 전자에 속하며, 응고층 내부의 온도차, 응고수축(solidification shrinkage), 응력변형 등으로 인한 주물변형 및 표면결함 등이 후자에 속한다. 주물의 응고시에 고상화된 영역에서의 온도구배와 시간에 따른 온도변화는 금속내부에서의 열변형으로 인한 열응력을 발생시키고, 이것은 잔류응력이나 크랙 등과 같은 최종제품의 결함의 원인이 될 수 있다.

• 에너지공학
• /
• 제28권3호
• /
• pp.1-9
• /
• 2019

화력발전소에서 사용되는 급수 가열기 튜브에서는 사용중에 두께 감육이 발생하여 수명이 소진된다. 감육에 의한 파열 우려가 있으면 수명이 종료되는데, 파열조건을 결정하는 튜브 벽의 응력은 내압에 의한 원주방향 응력의 영향이 가장 큰 것으로 알려져 있지만, 튜브 내외부 온도차이에 의한 열응력에 대한 고려 또한 필요하다. 튜브 두께 방향의 온도차이는 열응력을 발생시켜 튜브의 잔여수명을 단축시키는 영향을 준다. 본 논문에서는 급수가열기 내에서 튜브 내표면과 외표면에 온도 차이가 가장 큰 과열저감구역(de-superheating zone)을 대상으로 열응력을 연구하였다. 원주방향으로 균일하게 감육된 튜브에서 두께방향의 온도차 때문에 발생하는 원주방향 응력, 반경방향 응력 및 온도분포를 평가하기 위한 해석적 수식을 제시하였다. 제시된 해석식의 정확도와 효과를 검증하기 위해 식으로부터의 계산된 결과를 유한요소해석으로 평가한 정확한 결과와 비교하였다. 또한, 유한요소해석으로 편심 감육된 튜브에 대한 응력도 평가하였다. 열응력 해석 및 온도 분포 해석에서 대류열전달 계수의 영향을 분석하기 위해 튜브 내표면 및 외표면에 여러 값의 열대류 계수를 적용하여 해석 결과를 비교하였다. 해석 결과 튜브 내표면보다 외표면의 열대류 계수가 응력 발생에 더 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 열하중만 고려된 경우, 균일 감육과 편심 감육 상태 모두에서 원주방향 응력이 반경방향 응력보다 크게 평가되었다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제11권8호
• /
• pp.153-158
• /
• 2020

본 연구에서는 CPU쿨러 모델에서 100℃의 온도 조건을 가하여서 열 및 응력 해석을 하였다. 열유속의 값은 아래쪽 봉 부분에서 가장 많고 전반적으로 위쪽 부분으로 갈수록 열유속이 작아짐을 볼 수 있다. CPU 쿨러 모델의 제일 바닥에 있는 면에서 제일 높음을 알 수 있고 전반적으로 위쪽 부분으로 갈수록 온도는 작아짐을 볼 수 있다. 온도 해석을 기반으로 열팽창으로 인한 열변형은 겹판들의 위부분으로 갈수록 변형량이 작아짐을 알 수 있고, 모델의 아래부분으로 작은 봉의 휘어진 부분에서 변형량이 많이 발생하고 모델 맨 아래의 바닥면에서는 변형량이 가장 작음을 볼 수 있다. 또한 열응력은 아래의 바닥면에서 570.63 MPa의 최대 열응력이 발생하고 있다. 겹판들의 위부분으로 갈수록 응력이 작아짐을 알 수 있으나, 모델의 중앙부분에서는 그 응력이 다소 높아짐음을 볼 수 있다. CPU 쿨러의 열 및 응력에 대한 연구결과를 적용함으로서, 본 연구가 미적인 융합에 적합된다고 보인다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.39-44
• /
• 2005

섬유금속적층판(Fiber Metal Laminates, 이하 FML)에서 알루미늄과 유리섬유/에폭시 복합재료 사이의 열팽창 계수의 차이는 경화공정 시 FML내부에 열 잔류응력을 남기게 되며, 이러한 열 잔류응력은 FML의 피로특성과 항복강도에 영향을 주게 된다. 잔류응력을 예측하기 위해 두 가지 실험법이 제안 되었으며, 이론식을 통해 그 결과를 예측하고, 실제 실험을 수행하여 그 값을 확인 하였다. 또한, 열 잔류응력의 제거 및 응력의 역전을 위하여 후-인발 가공이 수행 되었으며, 가공 이후 발생한 FML내의 잔류응력이 측정 되었다. 예측된 열 잔류응력 결과와 실험을 통한 값이 일치함을 보이며, 후-인발 가공을 통하여 열 잔류응력 제거 및 항복강도의 증가가 발생하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
• /
• pp.283-290
• /
• 2005

제철용 고로구조물의 안전성 위협 요인으로는, 고로자중이나 철광석 낙하 둥과 같은 기계하중 외에도 구조물 내부 온도가 최대 $1700^{\circ}C$에 이르는 고온 환경을 들 수 있다. 이러한 고온의 작업 환경은 고로 구성부재들의 크립손상, 열피로 문제 등을 야기시키기 때문에 이들 고열에 의한 영향평가는 고로의 안전성 평가에 있어 필수요소로 거론되고 있다. 일반적으로 고로의 단면을 구성하고 있는 내화재, 냉각판, 철피 등의 냉각시스템을 거치면서 내부의 고온 환경은 고로 외피에 이르는 동안 온도강하가 이루어진다. 급격한 온도강하는 나타나지 않지만 장기간 고로 가동에 있어 상시하중으로 작용하는 이 열원에 의해 고로 각 구부위에는 열응력이 발생하고 이 열응력과 나머지 기계적 하중의 조합에 의해 크립이나 열피로 등과 같이 고로 구조물 안전성 위해요인들이 발생한다고 분석되어 진다. 따라서 본 연구에서는, 고로 안전성 평가를 위한 첫 번째 단계로서 범용유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용한 열응력 해석을 수행하여 잠재적인 안전성 위해요인으로 알려진 열응력 발생 특성을 분석하고, 고로 건전설계 및 보수 유지 관리지침으로 활용할 수 있는 기반기술을 개발한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.34-41
• /
• 2003

경사기능재료 판에 대한 열탄성 변형과 응력 해석을 위해 Green 함수 방법이 채택되었다. 3차원 정상 온도분포에 대한 해는 적층판 이론에 의해 얻어진다. 열탄성 문제에 대한 기본 방정식은 각각 평면의(out-plane) 변형과 평면내(in-plane) 힘에 의해 유도되었다. 굽힙과 평면내 힘으로 인한 열탄성 변형과 응력분포는 Galerkin 방법에 근거한 Green 함수를 이용하여 해석되었다. 열탄성 변형과 응력분포 해석을 위한 Galerkin Green 함수의 특성함수들은 사각판의 제차 경계조건을 만족시키는 허용함수들의 급수 형태로 근사화 되었다. 수치예제가 수행되었으며, 경사기능재료의 물성치가 판의 열탄성 거동에 미치는 영향이 검토되었다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제14권6호
• /
• pp.82-87
• /
• 2002

매스 콘크리트 구조물에서는 콘크리트의 타설후 시멘트의 수화반응에 의해 발생하는 수화열로 인하여 적지 않은 크기의 인장응력이 유발되어 균열이 발생할 가능성이 크다. 토목분야에서 통용되고 있는 많은 범용구조해석 프로그램들은 유한요소법을 이용하여 수화열에 의한 온도분포해석 및 열응력해석을 수행할 수 있는 기능을 내장하고 있다. 그러나, 다른 모든 구조해석들이 그러하듯이 수화열 해석 역시 해석자가 적절한 입력자료를 프로그램에 제공하지 않았을 경우 예상과는 다른 결과를 산출할 수 있다.(중략)

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.110-120
• /
• 1999

본 논문은 흡습환경에서 온도변화를 겪는 무한히 긴 속빈 실린더의 시간변화에 따른 흡습열 응력 변화에 관해서 연구한 것이다. 평면변형률 가정에 기초한 흡습열탄성론의 방정식이 열과 습기 사이의 연성효과를 고려하여 수립되었다. 시간경과에 따른 흡습열 응력을 구하기 위한 완전한 형태의 해가 연성분리기법과 변수분리방법을 이용하여 구하였으며, 온도와 습도 집중치의 분포를 포함한 수치적인 적용 예에 대한 결과를 분석하였다. 시간경과에 따른 흡습열 특성이 직교이방성 속빈원통벽에서 변위와 응력의 변화 및 분포에 미치는 영향을 함께 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권5호
• /
• pp.381-387
• /
• 2017

섬유강화 복합재료는 열팽창 계수의 방향성을 갖고 있을 뿐만 아니라 제작과정 온도와 실제 사용온도 사이의 차이 때문에 필연적으로 열응력 효과를 받게 된다. 이러한 열응력에 의한 파손현상은 실제 항공우주산업에서의 응용이 증대되고 있는 두꺼운 복합 적층판의 경우에 더욱 현저한 현상으로 적층판의 역학적 기능 및 파단강도에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 복잡한 재질로 구성되고 높은 세장비를 가진 블레이드 날개 구조의 차원축소 및 열 응력 복원 이론을 소개하고 3차원 유한요소모델과 비교결과를 통해 효율성과 정확성을 입증한다. 또한 차원을 축소한 모델링을 구성하고 복원이론를 이용하여 열적 환경에 적용된 복합재 보 단면의 열응력을 차원 복원하고 시각적으로 형상화하는 효율적인 복원해석 과정을 소개하고자 한다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제8권4호
• /
• pp.612-618
• /
• 1998

$SiCl_4/C_3H_8/H_2$계를 사용하여 흑연기판 위에 순수한 SiC층과 SiC/C FGM층을 CVD법에 의해 증착한 후 thermal shock 시험을 통하여 두 시편의 열적 성질을 조사하였다. Thermal shock 시험시 두가지 시편 내부의 이론적인 열응력 차이를 알아보기 위해 상용프로그램을 이용하여 시편내의 온도분포, 열응력 분포를 계산하였다. SiC/C FGM층을 증착한 시편이 순수한 SiC층을 증착한 시편보다 계산상으로 경계면에서 우수한 열응력 완화효과를 나타내는 것으로 판단되었고 실험적으로로 FGM 시편의 경우 $\Delta$T=1600K의 열충격에도 견딜수 있는 것을 확인하여 이론과 실험이 일치하는 것을 입증하였다.