• 제목/요약/키워드: 열 변형률

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논문 : 광섬유 센서를 이용한 변형률, 온도, 진동의 동시 측정 (Papers : Simultaneous Measurement of Strain , Temperature , and Vibration Using Fiber Optic Sensor)

  • 강현규;방형준;홍창선;김천곤
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.44-48
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    • 2002
  • 본 논문에서는 단일 광섬유 FBG/EFPI 복합 센서를 이용하여 변형률, 온도, 그리고 진동으 세 가지 물리량을 동시에 측정하는 방법에 대해 설명하였다. 변형률과 온도를 측정하기 위한 FBG/EFPI 센서 시스템과 진동을 감지하기 위한 EFPI 센서 시스템을 wavelength division multiplexer를 이용하여 하나의 시스템으로 결합하였다. FBG/EFPI 센서 시스템의 광원은 파장 이동 광섬유 레이저(WSFL)이며 EFPI 센서 시스템의 광원은 단파장 레이저 다이오드이다. 구성된 시스템을 이용하여 열챔버에서 알루미늄 보의 열변형률, 온도, 그리고 진동의 동시 측정을 수행하여 본 시스템의 유효성을 확인하였다.

효과적인 열응력 해석을 위한 사각형 추가 변형률 요소의 개발 (Development of a Quadrilateral Enhanced Assumed Strain Element for Efficient and Accurate Thermal Stress Analysis)

  • 고진환;이병채
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제23권7호
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    • pp.1205-1214
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    • 1999
  • A new quadrilateral plane stress element is developed for efficient and accurate analysis of thermal stress problems. It is convenient to use the same mesh and the same shape functions for thermal analysis and stress analysis. But, because of the inconsistency between deformation related strain field and thermal strain field, oscillatory responses and considerable errors in stresses are resulted in. To avoid undesired oscillations, strain approximation is enhanced by supplementing several assumed strain terms based on the variational principle. Thermal deformation is incorporated into the generalized mixed variational principle for displacement, strain and stress fields, and basic equations for the modified enhanced assumed strain method are derived. For the stress approximation of bilinear elements, the $5{\beta}$ version of Pian and Sumihara is adopted. The numerical results for several problems show that the present element behaves well and reduces oscillatory responses. it also results in almost the same magnitude of error as compared with the quadratic element.

열교차단장치가 적용된 철근 콘크리트 슬래브의 휨거동 예측을 위한 해석모델 (Analytical Models for the Prediction of the Flexural Behavior for Thermal Bridge Breaker Systems embedded in Reinforced Concrete Slabs)

  • 신동현;김형준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권3호
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    • pp.325-333
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    • 2015
  • 최근들어 철근콘크리트 슬래브와 벽의 연결부에 적용 가능한 열교차단장치에 대한 연구가 다수 수행되고 있다. 이에 본 연구에서는 열교차단장치가 적용된 슬래브의 균열 전 탄성거동, 균열 후 항복거동 및 극한강도까지 적용이 가능한 해석모델을 제안하고, 실험결과와의 비교를 통하여 제안 모델의 정확도를 검증하고자 하였다. 해석모델은 변형률 적합조건과 힘의 평형개념을 적용하였으며, 이 때 구성 재료의 응력-변형률 관계는 재료실험 결과를 적용하였다. 해석모델의 신뢰성 검증을 위해 모멘트-곡률 관계, 하중단계에 따른 중립축을 실험결과와 비교하였으며, 제안된 해석모델은 실험결과로 획득한 전체적인 휨거동 양상과 거의 일치함을 확인할 수 있었다.

분자동역학을 이용한 다공성 물질 건조공정 멀티스케일 시뮬레이션(1부 : 균질화법 해석)

  • 금영탁;오진원;백성민
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 춘계학술대회 논문요약집
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    • pp.67-67
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    • 2004
  • 다공성 물질을 건조하거나 습한 환경에 노출시키면 열과 수분이 외부로 전달된다. 열 및 수분 전달로 인한 은도 및 습도의 변화는 물질 체적을 변화시켜 습열 응력을 유발시킨다 즉 다공성 제품의 품질은 외양뿐만 아니라 건조 공정 시의 온도, 수분함유량, 응력, 변형률 등의 공정변수에 크게 영향을 받는다. 최근까지도 다공성 물질의 생산 공정은 다수의 공정변수를 갖는 복합공정이기 때문에 이들의 영향을 정량적으로 평가하는 것은 매우 까다로워 현장 경험에 기초한 기술자의 노하우에 의존해 왔다.(중략)

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FBG 센서를 이용한 사장교 초기재령 특성 모니터링 연구 (Monitoring of Early-age Behavior of concrete cable-stayed girder bridge by FBG sensors)

  • 장일영;박승민;김성겸;양재열;박준영
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.105-106
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    • 2010
  • 본 연구에서는 대구 사장교 건설현장에 FBG 온도센서와 변형률 센서를 설치하여 콘크리트 타설 초기의 온도와 변형률을 모니터링을 실시하였으며, 이 연구에서 사용된 모니터링 기법은 매우 유용한 방법으로 실용화 될 수 있을 것으로 기대된다.

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3 차원 유한요소해석을 이용한 Stellite21 초합금으로 하드페이싱된 STD 61 열간금형강의 열응력제어층 재료조합 및 두께 예측 (Estimation of the Thickness and the Material Combination of the Thermal Stress Control Layer (TSCL) for the Stellite21 Hardfaced STD61 Hot Working Tool Steel Using Three-Dimensional Finite Element Analysis)

  • 박나라;안동규;오진우
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권8호
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    • pp.857-862
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    • 2014
  • 하드페이싱층과 기저부의 결합부에서 발생하는 잔류 응력/변형률을 감소시키기 위하여 열응력제어층에 대한 연구가 시작되고 있다. 이 연구에서는 3 차원 유한요소해석을 이용하여 Stellite21 초합금으로 하드페이싱된 STD61 열간금형강의 중간층으로 형성된 열응력제어층의 재료조합과 두께를 예측하고자 한다. 열응력제어층은 Stellite21 과 STD61 의 조합으로 생성하였다. 열응력제어층의 두께범위는 0.5-1.5 mm 로 선정하였다. 유한요소해석 결과를 이용하여 열응력제어층을 구성하는 Stellite21과 STD61의 혼합율 및 열응력제어층 두께에 따른 시편 내부 온도/열응력/열변형률분포를 정량적으로 분석하였다. 이 결과로부터 적합한 열응력제어층의 재료혼합비는 Stellite21 50 % 와 STD61 50 % 이며, 적절한 열응력제 어층의 두께는 1.0 mm 임을 알 수 있었다.

무아레 간섭계를 이용한 유연 솔더와 무연 솔더 실장 WB-PBGA 패키지의 열-기계적 변형 거동 (Thermo-mechanical Behavior of WB-PBGA Packages with Pb-Sn Solder and Lead-free Solder Using Moire Interferometry)

  • 이봉희;김만기;주진원
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.17-26
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    • 2010
  • 반도체 패키지에 사용되고 있는 유연 솔더는 환경 보호 필요성 대문에 무연 솔더로 빠르게 대체되고 있다. 이와 같은 무연 솔더에 대한 여구는 주로 재료의 발견과 공정 적응성의 관점에서 이루어졌을 뿐, 기계적인 성질이나 신뢰성의 관점에서의 연구는 많이 이루어지지 않았다. 본 논문에서는 무아레 간섭계를 이용하여 유연 솔더와 무연 솔더 실장 WB-PBGA 패키지 결합체의 온도변화에 대한 열-기게적 거동을 해석하였다. 실시간 무아레 간섭계를 이용하여 각 온도 단계에서 변위 분포를 나타내는 간섭무늬를 얻고, 그로부터 유연과 무연의 솔더 조인트를 갖는 WB-PBGA 패키지의 굽힘 변형 거동 및 솔더 볼의 변형률을 비교 분석하였다. 분석결과를 보면 유연 솔더 실장 패키지 결합체의 솔더 볼은 칩경계 부근인 #3 솔더 볼에서 발생하는 전단변형률이 파손에 큰 영향을 미치며, 무연 솔더가 실장된 패키지 결합체의 솔더 볼은 가장 바깥 부근인 #7 솔더 볼에서 발행하는 수직 변형률이 파손에 큰 영향을 미칠 것으로 예측된다, 또한 무연 솔더 실장 패키지 결합체는 같은 온도 조건에서 유연 솔더 실장된 패키지에 비해 굽힘 변형이 휠씬 크게 발생될 뿐 아니라 솔더 볼의 유효변형률도 10% 정도 크게 발생하는 것으로 나타나서 열변형에 의한 파손에 취약할 것으로 예측된다.

화재에 손상된 철근콘크리트 부재의 수치모델 및 내화성능해석 (A Numerical Model to Evaluate Fire-Resistant Capacity of the Reinforced Concrete Members)

  • 황진욱;하상희;이용훈;김화중;곽효경
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.497-508
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    • 2013
  • 이 논문에서는 화재 발생에 따른 구조물의 성능 변화를 평가하기 위한 철근콘크리트 부재의 수치해석모델이 제안되었다. 화재 발생 시 유발되는 전도, 대류 및 복사열의 효과를 고려한 비정상 열전달 해석을 수행하였으며 이를 통해 단면 내 온도분포를 결정하였다. 또한, 적층섬유단면을 적용하여 온도증가로 인해 단면 내 위치에 따라 달라지는 재료의 비선형성을 고려하였다. 이 때, 온도변화에 따라 유발되는 열팽창 변형률, 비정상상태 변형률, 크리프 변형률 등의 비역학적 변형특성을 단면 내 각 섬유에 대해 고려함으로써 화재 발생 시의 극심한 온도증가를 고려한 비선형 해석을 수행하였다. 제안된 해석모델의 타당성을 입증하기 위하여 철근콘크리트부재의 표준화재실험으로부터 얻어진 실험결과와 해석결과를 비교하였으며, 특히, 화재 시간에 따른 저항능력의 변화를 살펴봄으로써, 철근콘크리트 부재의 거동특성을 평가하고 이를 설계규준에서 제시하는 단면 및 저항능력과 비교하였다.

열응력과 수압이 화강암의 변형 거동에 미치는 영향 (Effects of the Thermal Stress and Water Pressure on the Deformation Behavior of Granite)

  • 윤용균
    • 화약ㆍ발파
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    • 제29권1호
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    • pp.34-40
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    • 2011
  • 본 연구에서는 가곡광산 화강암의 변형거동에 열응력과 수압이 미치는 영향을 평가하였다. 열응력과 수압이 미치는 영향을 해석하기 위하여 화강암 시험편에 열을 가하여 200, 300, 400, 500, 600, $700^{\circ}C$ 예열시험편을 제작하였고, 500, 600, $700^{\circ}C$ 예열시험편에 7.5MPa의 수압을 가하였다. 예열시험편에 대한 일축압축시험 결과 예열온도가 증가함에 따라 시험편의 축변형률 및 횡변형률이 증가하는 것으로 나타났으며 특히 $600^{\circ}C$ 이상 시험편에서 변형률의 증가가 현저한 것으로 나타났다. 온도에 따라 시험편의 일축압축강도와 탄성계수는 지수적으로 감소하는 것으로 측정되었다. 수압을 받은 시험편은 그렇지 않은 시험편에 비해 비탄성적인 변형거동이 큰 것으로 나타났으며 이는 수압이 예열시험편 내에 존재하는 균열의 확장과 개구에 영향을 미친다는 것을 뜻한다.

강용접부의 응력부식크랙감수성 평가에 관한 연구 I -재료특성과 변형률 속도- (Evaluation of SCC Susceptibility of Weld HAZ in Structural Steel(I) -material properties and strain rate-)

  • 임재규;정대식;정세희
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제11권3호
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    • pp.48-60
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    • 1993
  • The cause of corrosion failure found in structures or various components operating in severe corrosive environments has been attributed to stress corrosion cracking(SCC)which is resulting from the combined effects of corrosive environments and static tensile stress. Slow strain rate test (SSRT) provides a rapid reliable method to determine SCC susceptibility of metals and alloys for a broad range of application. The chief advantage of SSRT procedures is that it is much more aggressive in producing SCC than conventional constant strain or constant load tests, so that the testing time is considerably reduced. Therefore, in this paper, the combined effects of material properties and strain rate on the tensile ductility and fracture morphology of parents and weldment for SM45C, SCM440 and SM20C steels were examined and discussed in synthetic sea water. The susceptibility of SCC was the most severe under the strain rate of $1.0{\times}10^{-6} sec^{-1}$, and R.O.A. can be used for parent and maximum load for weldment to evaluate the parameter for SCC susceptibility.

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