• 제목/요약/키워드: 열파괴

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열적외선영상을 이용한 동결된 암석의 파괴특성 연구 (Investigation of Frozen Rock Failure using Thermal Infrared Image)

  • 박지환;박형동
    • 터널과지하공간
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    • 제25권2호
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    • pp.144-154
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    • 2015
  • 암석시료에 응력이 가해질 경우 역학적 에너지가 대상 물체에 누적되고, 대상 암석에 한계응력 이상이 가해질 경우 시료의 파괴가 발생한다. 이 때 시료 내부에 저장되어 있던 역학적 에너지는 물리적 변형뿐만 아니라 빛, 열, 소리 등 다양한 형태의 에너지로 발산된다. 본 연구에서는 $-10^{\circ}C$ 저온 환경에서 섬록암, 현무암, 응회암을 대상으로 일축압축강도 시험과 점하중강도 시험을 수행하고, 이때 발생하는 온도 변화를 열적외선카메라를 이용해 측정하고 정량적으로 분석하였다. 파괴 직전 파괴면에 응력이 집중되어 온도가 상승하였고, 파괴 순간 축적된 에너지가 열에너지의 형태로 방출되며 파괴면의 온도가 급격히 상승하는 것이 감지되었다. 강도가 높고 신선한 섬록암과 현무암 시료의 온도 상승폭이 상대적으로 강도가 낮고 풍화된 암석인 응회암 시료의 온도 상승폭에 비해 더 크게 나타났다. 본 연구결과는 저온지역에 위치한 암반사면, 터널, 광산 내부의 응력 집중지점을 감지해 향후 발생 가능한 재해를 예방하는데 적용될 수 있으며, 지진예측을 위한 위성영상 분석에도 적용될 것으로 기대된다.

다공질 실리콘을 이용한 저온 산화막의제조 (Relization of Low Temperature Oxide Using Porous Silicon)

  • 류창우;심준환;이정희;이종현;배영호;허증수
    • 한국재료학회지
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    • 제6권5호
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    • pp.489-493
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    • 1996
  • 다공질 실리콘층(Porous Silicon LayerLPSL)을 사용하여 저온 열산화 (50$0^{\circ}C$, 1시간)와 급속 열산화공정(rapid thermal oxidationLRTO)(115$0^{\circ}C$, 1분)을 통하여 저온 산화막을 제조하였다. 제조된 산화막의 특성을 IR흡수 스펙트럼, C-V 곡선, 절연파괴전압, 누설전류, 그리고 굴절률을 조사함으로써 알아보았다. 절연파괴전압은 2.7MV/cm, 누설전류는 0-50V 범위에서 100-500pA의 값을 보였다. 산화막의 굴절률은 1.49의 값으로서 열산화막의 굴절률에 근접한 값을 나타냈다. 이 결과로부터 다공질 실리콘층을 저온산화막으로 제조할 때, RTO공정이 산화막의 치밀화(densification)에 크게 기여함을 알 수 있었다.

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용접열영향부 충격시험편 노치 위치에 따른 파괴거동 (Failure Behaviors Depending on the Notch Location of the Impact Test Specimens on the HAZ)

  • 장윤찬;홍재근;박지홍;김동욱;이영석
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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    • pp.706-711
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    • 2007
  • Numerical studies were performed to examine the effects of notch location of impact specimens on the failure behavior of HAZ (heat affected zone) when Charpy V-notch impact test were made at a low temperature ($1^{\circ}C$). Carbon steel plate (SA-516 Gr. 70) with thickness of 25mm for pressure vessel was welded by SMAW (shielded metal-arc welding) and specimens were fabricated from the welded plate. Charpy tests were then performed with specimens having different notch positions of specimens varying from the fusion line through HAZ to base metal. A series of finite element analysis which simulates the Charpy test and crack propagation initiating at the tip of V-notch was carried out as well. The finite element analysis takes into account the irregular fusion line and non-homogenous material properties due to the notch location of the specimen in HAZ. Results reveals that the energies absorbed during impact test depend significantly on the notch location and direction of specimen. Finite element analysis also demonstrates that the notch location of specimens, to a great extent, influences the reliability and consistency of the test.

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경사모래지반의 사각형 수동 열말뚝에 관한 실험적 연구 (A Study on the Rectangular-Shaped Passive Row Piles in Inclined Sand-Ground by Model Test)

  • 배종순;김지성;권민재
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권11호
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    • pp.39-51
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    • 2009
  • 본 연구는 지반변형을 일으키는 경사모래지반에 매설된 사각형 수동열말뚝의 모형실험에 대한 것이다. 실험은 지반의 경사각을 조절하여 지반파괴를 유도 하였고, 말뚝의 형상, 위치, 간격을 달리하여 말뚝 거동을 측정하였다. 그 결과 수동말뚝에 작용하는 토압과 수평저항력 그리고 지반변형억제 효과를 확인하였다. 전면 폭이 넓은 B-type 말뚝이 측면 폭이 넓은 H-type 말뚝보다 지반변형억제 효과가 크게 나타났다. 사면경사에 따른 수평저항력 그래프를 이용하여 사면의 파괴각, 말뚝과 지반의 분담력을 알 수 있다.

적층고무받침의 가속 열 노화 동적특성 영향 (Effects of Accelerated Thermal Aging on Dynamic Properties of Laminated Rubber Bearings)

  • 오주;정희영
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권5A호
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    • pp.417-424
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    • 2010
  • 격리장치로서 적층고무받침의 동적 특성은 고무 열 노화로 인한 미세 구조의 변화로 인해 악화 될 수 있다. 그 결과, 예기치 못한 지진의 발생으로 교량이나 건물들은 치명적이 손상을 입게 된다. 여기서, 적층 고무받침의 동적특성은 압축-전단하중 및 반복하중, 극한파괴시험은 열 노화 전 후에 시험하여 상호 비교하였다. 실험 결과, 적층고무받침에서의 열 노화 현상은 전단강성과 에너지의 감쇠 그리고 등가감소계수에 영향이 있음을 알 수 있었다. 이것은 적층고무받침의 열 노화에 의한 동적특성의 저하를 의미하고, 적층고무받침 설계시 고려해야할 필요가 있다고 판단된다.

Bond Coat의 산화가 Thermal Barrier Coating의 파괴에 미치는 영향 (Effect of Oxidation of Bond Coat on Failure of Thermal Barrier Coating)

  • 최동구;최함메;강병성;최원경;최시경;김재철;박영규;김길무
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.88-94
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    • 1997
  • 플라즈마 용사법(plasma spray method)으로 제작된 상용 가스 터빈 연소기의 finned segment의 열차폐용 코팅계, ZrO2-8wt%Y2O3 top coat/Ni-26Cr-5Al-0.5Y bond coat/Hastelloy X superalloy 기판에서 NiCrAlY bond coat의 산화 거동과 열피로 파괴에 대하여 조사하였다. 생성된 bond coat의 주산화물은 NiO, CrO2, Al2O3였다. ZrO2/bond coat계면에서 생성된 산화물의 분포는 고온에서의 사용 전에 이 계면 아래에 얇은 층의 Al2O3가없는 곳에서는 NiO 산화층 및에 Cr2O3와 Al2O3가 혼합된 형태를 나타내었다. 열피로에 의해 박리된 시편의 파면을 관찰한 결과, 파괴는 주로 ZrO2/산화층 계면보다 세라믹층내로 약간 치우쳐서 일어나지만, 산화층 내에서도 약간 일어남을 알 수 있었다.

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배전급 케이블 종단부의 결점이 전기적 특성에 미치는 영향 (Influence of Defects on Electrical Characteristics of Distributing Cable Termination)

  • 김상현;최재형;최진욱;김영석;김선구;백승명
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권2호
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    • pp.190-195
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    • 2009
  • 본 논문은 모의된 시공불량에 따른 결점을 가진 배전급 종단부의 전기적인 사고에 대하여 실험적으로 조사한 것을 나타낸다. 실험에 조립형과 열수축형인 두 개의 종단재를 사용하였다. 우리는 시공불량에 따른 모의 결점을 가진 케이블 종단부를 제작하여 교류 및 임펄스 내전압 시험과 같은 절연 특성을 고찰하였다. 두께 감소나 하우징의 스트레스콘과 반도전층 사이의 틈과 같은 결점의 영향에 대하여 연구하였다. 절연체의 두께 감소 시 교류 절연파괴 강도는 급격히 감소하였고 이 절연체의 절연파괴 흔적은 타원형으로 나타났다. 스트레스콘과 반도전출 사이의 틈은 절연내력에 매우 나쁜 영향을 주었다. 열수축형에서, 교류 절연파괴 전압은 가열 시간이 짧을 때 낮아졌다.

열잠재성 개시제에 의한 에폭시/폴리우레탄 블렌드의 경화거동 및 파괴인성 (Cure Behaviors and Mechanical Interfacial Properties of Epoxy/Polyurethane Blends Initiated by Latent Thermal Catalyst)

  • 박수진;석수자;강준길;권수한
    • Elastomers and Composites
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    • 제39권1호
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    • pp.42-50
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    • 2004
  • 본 연구는 열잠재성 개시제인 N-benzylpyrazinium hexafluoroantimonate (BPH)로 개시되어진 이관능성 에폭시인 diglycidylether of bisphenol A (DGEBA)와 변성 polyurethane (PU) 블렌드의 PU의 함량에 따른 경화거동과 파괴인성을 연구하였다. 블렌드의 경화거동은 시차주사 열량계(DSC)와 near-IR 을 통해 관찰하였고, 파괴인성은 임계응력 세기인자($K_{IC}$)와 임계 변형에너지 방출속도($G_{IC}$)를 측정하였다. 실험 결과, 경화 활성화에너지($E_a$)와 전환율(${\alpha}$)은 PU의 함량이 10 phr에서 최고값을 나타냈으며, $K_{IC}$는 전환율과 유사한 경향을 나타냄을 확인하였다. 이는 PU의 이소시아네이트기와 DGEBA의 하이드록실기 사이의 수소 결합이 증가함에 따라 블렌드의 가교밀도가 증가했기 때문으로 판단되어 진다.

Ball-on-3 ball test에 의한 알루미나 세라믹스의 열충격 거동 (Thermal shock behavior of alumina ceramics by ball-on-3 ball test)

  • 이중현;박성은;한봉석;이홍림
    • 한국세라믹학회지
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    • 제36권10호
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    • pp.1062-1068
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    • 1999
  • 상온 25$^{\circ}C$의 증류수에 단일 열충격을 시행한 후 ball-on-3 ball test로 강도를 측정하고 강도의 변화를 관찰하였다. 시편은 상용 알루미나 시편을 사용하였고, disc 형태의 시편에 대하여 열충격 후의 균열의 모양과 강도 시험 후의 균열의 모양을 잉크 침투법에 의해 관찰하였다. 통계적인 파괴 확률방법을 제시하였으며, thermal shock Weibull plot을 이용하여 3점 꺾임 강도와 비교하였다. ball-on-3 ball test 강도에 미치는 인자에 대해 통계학적인 접근을 통해 관찰한 결과, 시편중심에서 균열까지의 거리가 균열 밀도보다 더 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다.

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가속열화 시험을 통한 전력용 사이리스터 소자의 순방향/역방향 항복전압 특성변화 (Aging test for analyze the forward and reverse breakdown voltage characteristics of the thyristor)

  • 이양재;서길수;김기현;김상철;김남균;김병철
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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    • pp.289-292
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    • 2004
  • 반도체 소자의 파괴 원인으로는 주로 열, 전압, 전류, 진동 및 압력 등이 있다. 이 중에서 전압과 열을 스트레스 인자로 적용하여 가속열화 시험을 진행하였다. 전압 및 열에 의한 소자의 열화정도를 파악하기 위해 현재 상용화되어 있는 Phase Control Thyristor 중 $V_{DRM}\;=\;1500V,\;V_{BRM}\;=\;1500V, \;T_{HS}\;=\;-40{\sim}125^{\circ}C$ 정도의 사양을 가지는 소자를 사용하였다. 열화에 의한 여러 가지 변동특성 중에서 소자의 순방향 및 역방향 항복특성의 변화와 누설전류의 변화에 대해 실험을 통해 알아보았다.

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