• 제목/요약/키워드: 영구변형

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수치해석에 있어 단단한 점성토 노반에 대한 회복탄성계수의 적용 (Implementation of the Resilient Modulus for the Stiff Cohesive Subgrade Soils on a Numerical Analysis)

  • 사공명;김대현
    • 한국철도학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.257-262
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    • 2008
  • 반복하중을 받는 도로 노반체의 경우 회복탄성계수를 이용한 해석 및 설계 방법이 이루어지고 있는데 유사한 형태의 하중조건인 철도 노반체의 경우에도 그 거동은 크게 다르지 않을 것으로 판단된다. 이러한 현상적인 특성을 감안하여 본 논문에서는 회복탄성계수를 기반으로 하는 구성방정식을 상용 유한요소 해석 프로그램에 적용하였다. 일반적으로 K-${\theta}$ 혹은 Uzan 모델을 기반으로 수치해석 프로그램과의 접목이 이루어져 왔다. 이러한 모델의 기본 가정은 반복하중으로 인하여 재료의 상태는 비선형탄성 상태까지 도달한 조건으로 보고 있으므로 추가적인 반복하중으로 인한 재료의 거동은 탄성구간 내에서만 발생하는 것으로 가정하고 있다. 그러나 점성토에 대한 회복탄성실험 결과를 보면 하중의 재하 횟수 증가에 따라 영구변형이 발생하는 상황이므로 기존의 모델을 사용한다면 발생하는 영구변형을 충분히 모델링 할 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 실험결과로부터 도출된 소성특성과 간단한 파괴기준을 적용하여 영구변형이 발생하는 조건에서 구성모델을 개발하였으며 개발된 모델의 적용결과는 실험 결과값과 잘 일치하는 것으로 확인되었다.

일정 응력 반복압축이 발포체의 압축 특성에 미치는 영향 (The Effect of Repetitive Compression with Constant Stress on the Compressive Properties of Foams)

  • 박차철
    • Elastomers and Composites
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    • 제40권4호
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    • pp.258-265
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    • 2005
  • 스포츠화 중창용으로 사용되는 PU, IP 및 PH 등 세가지 종류의 발포체를 일정한 응력으로 반복압축한 후, 반복압축에 따른 발포체의 압축력, 영구변형, 회복력 등에 미치는 영향을 고찰하였다. 발포체의 반복압축에 따른 최대압축력은 PU의 경우는 거의 변화하지 않는 것으로 나타났으나 IP의 경우 최대 압축력은 크게 저하되었다. PU는 반복압축에 따른 발포체의 영구변형은 미소하였으나 PH의 경우 반복압축횟수가 증가함에 따라 현저하게 증가하는 경향을 나타내었다. 경도 45인 발포체를 5만회 반복압축 한 경우 발포체의 영구변형은 PU

세척조건에 스판덱스사의 길이와 기계적 성질에 미치는 영향 (The Effect of Washing Conditions on the Dimension and Mechanical Properties of Spandex Yarns)

  • 정혜원;김미경
    • 한국의류학회지
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    • 제29권12호
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    • pp.1619-1626
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    • 2005
  • 탄성직물의 내구성은 탄성직물에 포함된 스판덱스사의 성질변화가 큰 영향을 미친다. 그러므로 본 연구에서는 세탁조건이 스판덱스사의 길이, 강도와 신도, $300\%$신장 후의 영구탄성 변화에 미치는 영향을 조사하였다. 시료로는 굵기가 다른 스판덱스사와 heat-set 시 신장률이 다른 편성물을 가정용 드림세탁기에서 세탁온도, 세탁 전 침지시간과 세탁휫수를 달리하여 세탁한 후, 편성물로부터 스판덱스사를 분리하여 기계적 성질을 측정하였다 스판덱스사의 길이는 세탁온도가 높아지거나, $40\%$에서 세탁휫수가 증가하면 계속 감소하였으나 세탁 전 침지시간에 따른 영향은 비교적 적었다 섬유가 가늘수록 길이 수축률이 크며 세척 조건변화에 따른 수축률이 크게 증가하였다. 스판덱스사의 강도와 신도는 반복 세척 시의 감소가 뚜렷하였으며, heat-set 시에는 강도와 신도도 크게 감소하였고, heat-set 시에 가해준 신장률이 클수록 감소가 더 컸다. 한편 스판덱스사의 영구변형률은 세탁온도가 높으며, 침지시간이 길고, 세탁횟수가 많을 때 현저히 높았다. 대체적으로 굵은 스판덱스사의 영구변형률이 크며, 140D는 30회 세척 후에 $28.0\%$의 영구변형 이 일어났다. Heat-set로 스판덱스사의 영구변형은 늘어나며, heat-set 시에 신장률이 큰 스판덱스사의 영구변형이 더 많았다. DSC 열분석 곡선에서 스판덱스 섬유는 반복 세탁과 heat-set여부와 관계없이 동일한 융해온도를 나타내었으며, 이로부터 스판덱스 섬유의 hard segment분자쇄 길이는 세탁 또는 heat-set후에도 변화가 없는 것으로 보여진다.

영구지반변형이 매설된 하수도관로 성능에 미치는 영향 (Permanent Ground Deformation Effects on Underground Wastewater Pipeline Performance)

  • 전상수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.284-289
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    • 2016
  • 최근 주요 사회기반시설물로 이루어진 뉴질랜드 Christchurch 지역에 상당히 큰 지반운동을 유발하고 짧은 기간에 연속적으로 발생한 지진충격의 전례 없는 사례가 발생하였으며 특히 액상화 지역에서 발생된 영구지반변형과 하수도관 손상에 관한 방대하고 정확한 자료가 수집되었다. 본 연구에서는 이 지역의 2011년 2월 22일 지진규모($M_w$) 6.2 지진발생 후 얻어진 하수도관 길이 및 손상갯수와 영구지반변형지역에서 지진발생 전후에 얻어진 높은 해상도의 라이다데이터로부터 계산된 지반 각변형과 횡방향 지반변형률의 자료를 바탕으로 지리정보체계(GIS) 모델링과 선형회귀분석을 수행하여 도기와 콘크리트 하수도관의 손상율(손상갯수/1km)을 산정하였다. 연구 결과 두 매설관 모두 지반 각변형과 횡방향 지반변형률에 따라 유사한 경향으로 손상됨을 알 수 있으며 강성이 더 큰 콘크리트 하수도관의 손상이 더 작게 나타남을 알 수 있으며 이러한 선형회귀분석 결과는 추후 지진 시 발생할 수 있는 영구지반변형으로 인한 도기와 콘크리트 하수도관 손상율 예측에 유용하게 사용될 수 있다.

국내 철도 노반 흙재료의 반복재하에 따른 영구변형 발생 특성 및 상관성 분석 (Characteristic Analysis of Permanent Deformation in Railway Track Soil Subgrade Using Cyclic Triaxial Compression Tests)

  • 박재범;최찬용;김대성;조호진;임유진
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.64-75
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    • 2017
  • 철도궤도 상부 흙노반은 궤광으로부터 전달된 열차하중을 지지하고 분산하는 기능을 갖는다. 성토체의 일반적인 흙노반은 흙재료를 다짐하여 조성하며 차량 반복하중에 의해 공용중 잔류침하가 발생하는 데 일정부분 기여한다. 흙노반의 잔류침하는 회복불가능한 영구변형이어서 궤도틀림 등 궤도 안전성을 크게 저하시킨다. 그럼에도 불구하고 현재까지 흙노반재료에 대한 역학적 시험을 바탕으로 합리적인 잔류침하 관리기준이 제시된 바 없다. 반면에 흙노반의 현장관리 및 판정기준은 강성평가 또는 현장들밀도시험에 의해서만 이루어지고 있어 불합리하다. 본 연구에서는 흙노반이 경험하는 전단응력비(${\tau}/{\tau}_f$)와 구속압(${\sigma}_3$)을 수치해석을 통해 구하고 이를 반영한 실내 흙노반 영구변형시험방법을 제시하였다. 제시된 시험방법을 이용하여 대표적인 철도건설현장 흙노반 재료로 만든 다짐시편에 대하여 반복삼축시험을 실시하였으며 이로부터 향후 잔류침하의 추정에 활용할 수 있는 기본 영구변형예측모델 모델계수를 구속압 및 전단응력비 수준별로 제시할 수 있었다.

엔진 밸브 스프링에 사용되는 고강도 Si-Cr 스프링 강의 개발에 관한 연구 (Development of High-Strength Si-Cr Spring Steel for the Engine Valve Spring)

  • 반덕영;남원종;이상래
    • 한국재료학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.64-70
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    • 1998
  • 자동차의 엔진밸브 스프링으로 사용되는 Si-Cr 스프링강의 영구 변형 저항성과 내피로성이 우수한 고강도강을 개발하기 위하여 탄소함량을 증대시키고 Mo, V, W와 같은 합금원소를 기존의 SAE 9254 스프링강에 첨가하여 개발강을 제조했다. SEM및 EDX가 부착된 TEM을 이용하여 미세조직을 관찰했고, 크립시험 및 피로시험기를 이용하여 스프림의 영구 변형 저항성 및 스프링의 내피로성을 조사했다. 실험결과, 개발강은 피로 특성치는 기존강과 동등 수준이면서 인장강도가 기존강의 것보다 10%가 더높은 2100MPa 급의 고강도를 나타내었으며 또한 영구 변형 저항성도 현저하게 개선되었는데 이는 W, Mo의 첨가로 인해 템퍼링시에 세멘타이트의 성장이 억제되어서 세멘타이트의 석출물이 미세하게 되었기 때문이다.

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나노인덴테이션 접촉응력 하에서의 재료의 팝인/팝아웃 현상 (Pop-in/pop-out Phenomena in Materials under the Contact Stress during Nanoindentation)

  • 김지수;고철호;윤종성;윤존도
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.40-40
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    • 2003
  • 최근 나노기술의 발달과 더불어 나노재료에 대한 특성평가 요구가 높아지고 있고, 따라서 나노스케일에서 재료의 기계적 거동을 분석할 수 있는 나노인덴테이션 기법이 심도있게 연구되고 있다. 본 연구에서는 나노인덴테이션, 주사탐침현미경(SPM), 투과전자현미경(TEM) 기법을 이용하여 여러가지 재료의 탄성 소성 변형 거동과 팝인/괍아웃 현상을 조사하고 해석하였다. 나노인덴테이션 기법으로는 50 마이크로뉴턴 (5 mg) 이하의 매우 작은 하중 하에서는 접촉 응력조건이라도 인장시험에서 관찰되는 영구변형이 제로인 완전탄성 변형 거동을 관찰할 수 있었다. 또한, 50-250 마이크로 뉴턴의 하중 범위에서 재료는 탄성변형 이후에 갑작스런 항복거동과 더불어 수십-수백 나노미터를 미끌어지듯 변형하는 팝인(pop-in), 또는 탈선(excursion) 현상을 관찰할 수 있었다. 이 현상은 하중을 가하는 동안에 여러 번 발생하였으며 재료의 표면상태와 전위밀도와 밀접한 상관관계를 보였다. 반복 압입 시험에서는 전형적인 가공경화 현상으로 항복점이 높아지고 새로운 항복점 이후에야 다시 팝인 발생함을 보였다. 한편, 하중을 가할 때 발생하는 팝인과는 달리 하중을 제거할 때 급격히 회복하는 팝아웃 현상 또한 관찰되었다.

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