• 비파괴검사학회지
• /
• 제26권5호
• /
• pp.315-320
• /
• 2006

비접촉 비파괴 응력해석기술인 위상잠금 적외선 열화상기술 (Lock-in infrared Thermography)를 이용하여 V-노치와 원형노치를 갖는 평판의 응력분포해석과 피로한계치를 예측하였다. 반복하중을 받는 시험편의 표면온도 분포를 2차원 열화상으로 측정하고 열탄성효과에 의해 노치 선단에서 응력분포를 예측하였으며 재료의 비가역적 히스테리시스에 의해 발생하는 내재 분산에너지를 측정하여 노치시험편의 피로한계치를 예측하였다. 피로한계응력 이내에서 응력측정 결과는 10% 이내의 정확도를 보였으며, 원형노치와 V-노치 시험편의 피로한계치를 164 MPa과 185 MPa로 예측하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제3권2호
• /
• pp.165-170
• /
• 2015

파이프랙 구조물은 고온 고압의 파이프를 지지하며 플랜트의 운전 안전성을 좌우하는 매우 중요 구조물이다. 따라서, 파이프랙 구조물의 손상은 산업 전반에 부정적인 파급효과를 가져옴과 동시에 인명 및 재산상의 막대한 피해까지 가져오게 된다. 특히, 파이프랙 구조물은 외부환경에 노출되어 있어, 구조물의 적절한 설계 및 유지관리를 위하여 환경적 영향에 의한 거동 특성을 평가할 필요가 있다. 따라서, 가장 널리 설계되어지는 하나의 파이프랙 구조물을 대상 구조물로 선정하여 열-구조 연성해석을 실시하여 파이프랙 구조물의 온도분포와 열응력을 평가하였다. 외부 환경적 요인으로는 국내의 여수지역과 중동의 사우디 지역을 고려하여 파이프의 운전조건과 함께 외부환경 영향인자에 대한 고려 필요성을 검증하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
• /
• pp.55.2-55.2
• /
• 2010

기존의 thermal spray coating은 분사시 가스와 입자가 높은 열을 동반하여 상대적으로 차가운 기판과의 충돌되는 과정에서 기판과 입자 사이에 열응력이 발생하게 되고, 이것은 코팅 특성을 저하시킨다. 또한 고온의 가연성 가스등의 사용으로 작업 시 안전문제 등의 단점이 있었다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 분사 시 운동에너지를 주로 이용하는 cold spray coating 공정이 개발되었다. 이 공정은 코팅 입자를 임계속도 이상으로 가속시켜 입자와 기판이 충돌시 소성 변형을 통해 적층되는 코팅기술이다. Cold spray coating공정은 상온 코팅이 가능하기 때문에 주입입자의 물성이 비교적 그대로 유지되고, 고온의 열로 인한 기판의 변질을 막을 수 있다. Cold Spray coating에서 주로 원형 노즐을 사용하나 본 연구에서는 분사 효율 향상을 위한 광폭노즐을 사용하여 코팅 시간 단축을 기대하고 있다. 임계속도 이상의 입자 확보를 위하여 노즐의 expansion ratio와 노즐 shape의 변화를 주어 그에 따른 노즐내의 유동장을 수치해석을 통해 계산하였다. 분사되는 출구면과 기판 사이의 입자 속도 분포를 해석하였고, 이를 통해 임계속도 이상의 속도를 갖는 유효 입자들의 분포 및 유효 분사 면적을 예측하였다. 또한, 기존의 원형 노즐과 광폭 노즐과의 유동장 비교 및 각 노즐 분사면을 분석하여 cold spray coating공정에서의 효율적인 노즐 형상을 디자인하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제32권6호
• /
• pp.568-585
• /
• 2022

본 연구에서는 3차원 입자기반 개별요소모델(grain-based distinct element model, GBDEM)을 이용하여 암석 균열의 열에 의한 미끄러짐 거동을 해석하였다. 이는 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G에 참여하여 수행한 연구로, 해석대상은 한국건설기술연구원에서 수행된 saw-cut 균열 시료에 대한 열-역학적 하중 재하 실험 결과이다. 여기에서는 암석 시험편을 Voronoi 다면체의 집합체로 모델링하고, 개별요소법 코드인 3DEC을 통해 입자와 입자 간 경계면, 내부에 포함된 균열에서의 열-역학적 연계거동을 해석하였다. 주요 해석내용은 가열로 인한 암석 표면의 온도 분포, 열응력의 증가에 따른 주응력 변화, 균열의 전단변위와 수직변위이다. 해석 결과, 상기 수치모델은 실내실험에서 관찰된 열전달과 열손실 특성, 열에 의한 균열의 점진적 전단파괴 프로세스, 변위의 제한으로 인한 열응력의 증가 등을 합리적 수준에서 재현하고 있는 것으로 나타났다. 그러나 가열에 의한 전단파괴 시점, 열응력 증분과 변위 크기 등에서는 다소 차이를 보였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류 및 협력을 통해 지속적으로 개선, 검증할 예정이다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.43-49
• /
• 2005

수화열에 의한 콘크리트 구조물 내의 최대온도에는 재료의 열특성, 초기조건, 거푸집, 외부노출면 등이 영향을 미친다. 일반적인 콘크리트 구조물에는 콘크리트와는 전혀 다른 열특성을 갖는 철근이 보강되고 있으나 보통은 철근의 영향을 무시하고 수화열에 관한 해석을 실시하고 있다. 본 연구에서는 보강철근을 직접 고려하여 수화열의 분포 및 온도응력에 미치는 영향에 대해서 유한요소 해석연구를 실시하였다. 해석결과 철근이 구조물 내의 빠른 열 확산과 외부로의 열랑을 방출하는 효과에 기여하고 있음을 확인하였고, 콘크리트 표면의 인장응력을 감소시키는 것 또한 확인하였다. 따라서 정확한 수화열 해석을 위해서는 철근을 고려한 해석이 타당하며, 이를 통해 온도균열 감소와 온도철근량 감소효과를 기대할 수 있다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.283-289
• /
• 2018

자동차 디스크 브레이크시스템에서는 열유속 및 열변형 등과 같은 이유로 마찰열이 균일하게 분산되지 않는다. 마찰열에 의한 열탄성 변형이 접촉압력 분포에 영향을 미치게 되고, 접촉하중이 디스크 브레이크 표면상의 작은 영역에 집중되어 열탄성 불안정성을 초래 할 수 있다. 본 연구에서는 실험적 계산식과 Kao 제안한 디스크와 패드의 접촉압력에 대한 해석방법을 참고로 하여 3차원 축대칭 모델을 통하여 실제로 제동 시 발생되는 디스크와 패드의 접촉을 고려한 온도해석 및 열변형 해석을 하였다. ANSYS를 사용하여 디스크와 패드의 접촉면에서 발생하는 열탄성 불안전성 문제를 열하중과 기계적 하중으로 동시에 고려하여 해석하였다. 디스크와 패드가 직접 접촉하는 3차원 축대칭 모델을 구성하여 디스크의 마찰면 온도, 열변형, 접촉 열응력을 관찰함으로써 디스크에서 일어나는 열적 거동을 보다 정확하게 관찰하였다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제13권1호
• /
• pp.115-124
• /
• 1989

본 연구에서는 2상계 스테인리스강의 모재,용접재 및 용접후 열처리재 3종류의 경우에 대하여 피로크랙 전파특성을 피로크랙의 하한계치 근방에서 금속조직적인 영향을 검토하기 위하여, 각 조건에 대한 피로크랙 전파속도의 하한 계치를 구하였고 피로식검후의 파단면을 주사전자현미경(SEM)으로 관찰하였다. 용접재에 대하여는 용착부 부근 용접열영향부의 입경측정, .alpha./.gamma.상의 체적비교율의 변화량 측정 및 용접재와 용접후열처리재의 잔유응력분포측정을 통하여 피로크랙의 하한계특성에 미치는 여러가지 영향인자에 대하여 검토하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.229-238
• /
• 2009

본 연구에서는 콘크리트지하차도 시공 시 수화열에 의한 열응력 분포 특성을 분석하여 시공 재료와 시공 과정에 따른 균열 발생 여부를 분석하여 설계 시에 균열을 억제할 수 있는 재료 특성과 시공 단계를 제시하는 방법에 대하여 연구하였다. 이러한 분석을 위해 열전달 이론을 도입하여 지하차도의 3차원 유한요소해석 모델을 개발하여 구조해석을 수행하였다. 1회 타설하는 콘크리트 부재의 부피가 지나치게 크면 매스콘크리트가 되기 때문에 수화열에 의한 균열이 발생하기 쉬우며 이러한 균열을 억제할 수 있는 방법으로는 크게 시공 단계를 적절하게 배치하는 것과 또는 이러한 균열을 방지 할 수 있도록 재료 특성을 바꾸어 시공하는 것으로 구분할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 위해 콘크리트 재료 성질의 시간에 따른 변화 특성 시멘트 종류 및 첨가제 유무에 따른 수화열 발생 특성, 시공 단계에 따른 구조물의 크기, 외부 환경조건 등을 고려하여 분석을 수행하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제28권3호
• /
• pp.538-550
• /
• 2004

The convection heat transfer coefficients on the top surface of a large liquid petroleum liquid injection(LPLi) engine piston with the oil gallery are analyzed by solving an inverse thermal conduction problem. The heat transfer coefficients are numerically found so that the difference between analyzed temperatures from the finite element method and measured temperatures is minimized. Using the resulting heat transfer coefficients as the boundary condition, temperature of a large LPLi engine piston is analyzed. With varying cooling water temperature, temperature, stress, and thermal expansion of the piston are analyzed and evaluated.

• 한국안전학회지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.155-160
• /
• 2004

판의 두께에 선형적으로 변화하는 온도분포의 열하중을 받는 단순지지의 사각형 박판을 해석하였다. 열에 의한 판의 처짐이 판두께에 비해 상대적으로 과대하여 막응력이 부수적으로 발생하여 문제는 비선형 해석이 된다. 큰 처짐을 가지는 기하학적 비선형 문제를 지배하는 기본방정식은 von Karman 방정식이 사용되며 차분법으로 수치해석 한다. 차분화 하여 얻어지는 유사선형 대수방정식은 반복법을 도입하여 해석하고 결과치를 해석적으로 얻은 해와 비교 검토한다.