• 제목/요약/키워드: 원형 노치

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Lock-In Thermography를 이용한 노치시험편의 응력해석 및 피로한계치 평가 (Stress Analysis and Fatigue limit Evaluation of Plate with Notch by Lock-In Thermography)

  • 김원태;강기수;최만용;박정학;허용학
    • 비파괴검사학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.315-320
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    • 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.

Slip-line법을 이용한 V형 암석 노치의 파괴하중 계산 (Calculation of Failure Load of V-shaped Rock Notch Using Slip-line Method)

  • 이연규
    • 터널과지하공간
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    • 제30권4호
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    • pp.404-416
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    • 2020
  • 2차원 응력조건에서 V형 암석노치의 파괴하중을 계산하는 해석적 절차를 slip-line 소성해석법 기반으로 개발하였다. 노치 주변의 암석이 소성상태에 있을 때 slip-line 중 하나인 α선이 암석 노치 면과 노치 외부 수평면을 연결한다는 사실과 α선을 따라서 변하지 않는 불변량이 존재한다는 이론적 사실이 해석적 절차 개발과정에서 핵심 아이디어로 활용되었다. 암석 노치 외부 수평면의 응력 경계조건을 알고 있으므로 불변량 방정식을 풀면 암석 노치 면에 작용하는 수직응력과 전단응력을 계산하는 것이 가능해진다. 노치 면에 작용하는 응력성분 값을 이용하여 쐐기에 의해 노치에 가해지는 파괴하중을 계산하였다. 개발된 해석적 절차를 적용하여 암석 노치파괴 해석을 수행하였다. 암석 노치의 파괴하중은 노치의 각도 및 노치 면의 마찰이 증가함에 따라 지수함수적 비선형성을 가지고 증가하는 특성이 있음을 해석결과는 보여주었다. 이 연구에서 개발한 해석적 절차는 쐐기형 노치 형성을 통한 암석균열 개시조건 연구, 암반 기초 지지력 계산, 암반사면 및 원형터널의 안전성 해석 등에 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

접착 보강된 노치 균열판의 응력확대계수 산정을 위한 비등매개변수 모델 기반의 3차원 가상균열닫힘법 (Three-Dimensional Virtual Crack Closure Technique Based on Anisoparametric Model for Stress Intensity Factors of Patch Repaired Plates with Cracks at Notches)

  • 안재석;우광성
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권1A호
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    • pp.39-48
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    • 2012
  • 본 논문에서는 V형 노치 및 반원형 노치 균열을 갖는 패치보강 적층판의 응력확대계수 산정을 위하여 수치해석적 방법을 사용한다. p-수렴 비등매개변수 모델이 고려되고, 이와 같은 비등매개변수 모델의 결과를 활용한 3차원 가상균열닫힘법에 대한 식이 표현된다. 1차원 로바토 함수로부터 확장된 3차원 계층적 형상함수를 가지고서, 임의의 요소에서의 변위장의 변위-변형률 관계와 3차원 구성방정식이 표현된다. 원형경계의 기하형상을 나태내기 위해 초유한사상기법을 사용한다. 응력집중계수, 응력분포, 자유도, 그리고 무차원 응력확대계수 등의 항목에 대해서, 제안된 모델의 정확도와 단순성이 기존의 결과들과의 비교를 통해 설명된다. 균열 적층판의 폭, 높이, 노치근입부의 반경, V형 노치의 경사각, 균열길이 등의 변화에 따른 응력확대계수가 산정된다.

링 압인으로 인한 잔류 압축 응력이 피로 균열 성장율에 미치는 영향 (The Effects of Residual Compressive Stress Induced by Ring Indetation on Fatigue Crack Growth Rate)

  • 이강용;강종묵
    • 대한기계학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.313-320
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    • 1984
  • 본 연구에서는 원형 단면 링 압인(circularcross-section ring indentation) 을 노치 주위에 주고 피로 하중하에서 발생한 균열이 성장하는 거동을 관찰하고 해석 하므로써 균열의 저지 및 지연 방법으로써 가능성을 제시하고자 한다.

노치성형 발파공을 이용한 균열제어 발파방법의 균열발생 특성에 대한 수치해석적 고찰 (Numerical study on the charateristics of fracture growth in fracture controlled blasting using notched blasthole)

  • 백승규;김재동;임한욱;류창하
    • 터널과지하공간
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    • 제9권1호
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    • pp.64-71
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    • 1999
  • 균열면을 제어하는 발파방법의 하나로서 노치성형 발파공을 이용한 방법의 균열발생 특성을 2차원 및 3차원 유한요소 해석방법을 이용하여 고찰하였다. 균열제어를 위한 모델로는 노치가 성형된 발파공과 일반적인 원형 발파공을 대상으로 하였으며, 발파 압력에 대한 암반의 동적 반응, 탄성 및 소성 변형의 발생 특성, 그리고 이로 인한 발파 균열의 성장 전파 특성을 분석하여, 균열의 능동적 제어와 보다 효율적인 발파가 이루어 질 수 잇는 조건들을 규명하고자 하였다. 해석 결과 일반 발파공의 정하중 탄성 모델의 경우 공반경의 약 3배인 6cm 까지 집중된 응력의 크기가 파괴강도를 초과하는 것으로 나타났으며 탄소성 모델의 경우 균열이 전파거리는 공반경의 145배인 30cm 가지 확장되었다. 또한 폭 5mm 길이 30 mm 의 노치가 가공된 발파공의 경우 정하중하에서 공반경의 23배인 46cm 까지 균열이 진전되었으며, 균열의 방향은 노치 첨단의 방향으로 생성되는 것으로 나타났다.

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WLAN 노치 대역 특성을 갖는 UWB 육각형 패치 안테나 (Design of UWB Hexagon Patch Antenna with WLAN Notch Band Characteristic)

  • 김영진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제42권1호
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    • pp.286-290
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    • 2017
  • 본 논문에서는 노치 대역 특성을 갖는 UWB 육각형 패치 안테나를 제안하였다. 노치 대역은 WLAN의 5.15 ~ 5.85 GHz 대역이며, 원형 슬릿을 패치에 삽입하여 유도하였다. 제안된 안테나의 임피던스 대역폭은 3.1 ~ 11.85 GHz 대역으로 UWB 통신 시스템의 대역폭을 만족하였으며, 5.2 ~ 5.8 GHz 대역에서 노치 대역 특성을 보였다. 안테나의 방사패턴은 XZ-plane에서 $0^{\circ}$$180^{\circ}$에서 지향성의 패턴을 보이며, YX-plane에서 무지향성 패턴을 보인다. 또한, 주파수가 증가할수록 안테나 이득도 증가하며, 노치 대역 구간에서는 안테나 이득이 감소하였다. 제안된 안테나는 두께 1.62 mm, 손실 탄젠트 0.0035, 유전율 4.5를 갖는 TRF-45 기판에 설계되었으며, 설계는 Ansys사의 HFSS를 사용하였다.

완전소성해석을 이용한 원형노치 인장시편의 한계하중 및 완전소성응력장 해석 (Limit Load and Fully Plastic Stress Analysis for Circular Notched Plates and Bars Using Fully Plastic Analysis)

  • 오창균;명만식;김윤재;박진무
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제29권12권
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    • pp.1605-1614
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    • 2005
  • For the last four decades, tension test of notched bars has been performed to investigate the effect of stress triaxiality on ductile fracture. To quantify the effect of the notch radius on stress triaxiality, the Bridgman equation is typically used. However, recent works based on detailed finite element analysis have shown that the Bridgman equation is not correct, possibly due to his assumption that strain is constant in the necked ligament. Up to present, no systematic work has been performed on fully plastic stress fields for notched bars in tension. This paper presents fully plastic results for tension of notched bars and plates in plane strain, via finite element limit analysis. The notch radius is systematically varied, covering both un-cracked and cracked cases. Comparison of plastic limit loads with existing solutions shows that existing solutions are accurate for notched plates, but not for notched bars. Accordingly new limit load solutions are given for notched bars. Variations of stress triaxiality with the notch radius and depth are also given, which again indicates that the Bridgman solution for notched bars is not correct and inaccuracy depends on the notch radius and depth.

크기가 다른 원형공시체의 할렬인장 실험을 통한 모르타르와 콘크리트의 파괴인성연구 (Fracture Toughnesses of Mortar and Concrete Through the Splitting Tensile Tests with Various Sizes of Specimens)

  • 김진근;구헌상;임선택
    • 콘크리트학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.89-95
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    • 1990
  • 모르타르와 콘크리트의 파괴특성 연구에 있어 할열인장실험 방법의 가능성을 알아보았다. 이를 위하여 할열인장 실험을 통해 초기노치가 주어져 있는 원형 공시체의 크기가 커질 때 모르타르와 콘크리트의 파괴하중의 변화를 구하였다. 이로부터 SEL방법에 의한 수렴정도가 가장 빠른 것으로 나타났으며 SEL방법이 모르타르와 콘크리트의 파괴에너지 및 파괴인성을 구하는 데 매우 효과적인 방법이 될 수 있음을 보였다.

능동 램파 전파에 기초한 강판의 구조건전성 모니터링 (Active Lamb Wave Propagation-based Structural Health Monitoring for Steel Plate)

  • 정운;서주원;김형윤
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권5A호
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    • pp.421-431
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    • 2009
  • 본 연구는 유도초음파를 기반으로 한 구조물 건전성 모니터링 알고리즘 검증에 관한 것이다. 유도초음파 중 램파를 기반으로 하는 능동검사시스템을 사용하였으며 본 알고리즘의 적용에 관한 기초연구로서 강판에 표면결함인 원형노치를 감지하는 실험을 수행하였다. Pitch-catch방법으로 강판 표면 원형노치에 대한 손상 탐상을 수행하여 손상전후의 $S_0$모드를 비교함으로써 손상 특성을 파악하며 손상전후 신호의 수학적 차에 의해 구한 산란램파(scatter)에 의해 손상을 평가할 수 있다. 손상전후 신호의 $S_0$모드 램파를 분석하기 위해서 연속 가보 웨이블릿 변환을 사용하여 전파시간을 구할 수 있다. 본 알고리즘은 손상모니터링 다각형과 Pitch-catch 방법을 기초로 하며 손상 위치표정값들의 평균과 표준편차에 의해 손상위치표정 및 크기를 정확히 추정 가능함이 검증되었다.