• Composites Research
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• 제33권1호
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• pp.30-37
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• 2020

단방향 연속 섬유 강화 복합소재에 대하여 섬유 배열에 따른 응력 분포 양상을 연구하기 위해 단면 형상을 대표하는 체적 요소를 생성하였다. 대표 체적 요소에 횡방향 하중을 가하였을 때, 섬유와 기지재 강성의 차이로 인해 섬유 둘레에서 응력 집중 현상이 발생하며, 섬유 간 좁은 간격 때문에 집중된 응력이 중첩되며 섬유 주변에서 높은 응력이 구해질 것이라 쉽게 예측할 수 있다. 본 연구에서는 섬유 둘레 응력 증감이 단순히 섬유 간 간격 뿐 아니라 섬유의 상대적 위치가 하중 방향과 이루는 각도에 의해서도 결정됨을 보여준다. 정규 육각 구조를 가지는 대표 체적 요소의 중앙에 위치한 섬유를 다양한 방향으로 이동시키며 횡방향 하중을 가하여, 섬유 주변 응력이 증가하거나 감소하는 양상을 유한요소해석 기법을 이용해 측정하였다. 섬유 간 거리가 최소이면서 두 섬유의 중심을 잇는 선분의 방향이 하중 방향과 일치할 때 응력이 최대로 증가하였으며, 섬유 간 거리가 최소라 하더라도 하중 방향에 수직일 때 최대 응력은 오히려 감소한다는 것을 보여준다.

• Restorative Dentistry and Endodontics
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• 제33권1호
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• pp.28-38
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• 2008

본 연구는 3차원 유한요소 분석법적 연구를 통해 쐐기형 비우식성 치경부병소의 복합레진 수복물에서 다른 탄성계수를 가진 복합레진의 수복과 와동의 형태와 응력의 방향에 따른 응력분포의 영향에 대해 알아보고자 하였다. 발거된 상악 제2소구치를 Micro-CT로 스캔한 후 3D-DOCTOR로 3차원유한요소 모형을 제작하였다. 제작된 소구치 모형에 쐐기형 와동과 변형시킨 와동을 형성하고 각 와동을 탄성계수가 서로 다른 혼합형 복합레진 또는 흐름성 복합레진으로 수복하였다. 수복 전, 후 협측교두와 설측교두에 500N의 하중을 가한 후 응력분포를 ANSYS 프로그램을 이용하여 주 응력 분석법으로 평가한 바 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 수복 전 응력은 근심측 백악법랑경계와 와동저 선각부에 집중되었으며 최대응력은 근심협측우각부에서 나타났다. 2. 와동수복 후 와동저 선각의 응력은 현저히 감소했으나 치경부측 변연의 응력은 수복전보다 증가하였다. 3. 쐐기형태의 병소의 수복 시 와동저 선각부는 탄성계수가 높은 재료가 유리하고 치경부측 변연은 탄성계수가 낮은 재료가 유리하였다. 4. 와동저 선각부를 둥글게 변화시키는 것은 압축응력은 감소시키지 않으나 인장응력은 감소시켰다.

• 한국농공학회지
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• 제66권1호
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• pp.35-41
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• 2024

측면구속은 지오그리드에서 골재 입자의 상호결합과 관련된 주요 보강 메커니즘으로 알려져 있다. 본 연구에서는 실내실험을 통해 얻은 지오그리드-골재 상호결합에 의한 국부적 강성증가에 대한 결과를 토대로, 지오그리드로 보강된 기층을 포함한 포장구조체의 탄성 반응 특성을 파악하고자 하였다. 기존의 실험적 연구에서는 지오그리드 배치된 시편 중간 높이로부터 거리가 멀어질수록 전단파 측정에서 추정된 전단탄성계수가 감소한다는 것을 보여주었다. 또한, 삼각형 지오그리드 근처의 강성 증가가 사각형 지오그리드 근처보다 크게 나타났다. 이러한 전단탄성계수 주상도를 기반으로, 수치해석적 연구에서는 기층의 4 개 하부층에 대한 탄성계수 값을 다르게 할당되었다. 층상 탄성해석 프로그램을 사용한 수치해석적 연구는 아스팔트층 하단에서 두 지오그리드 보강 포장시나리오의 수평방향 인장 응력과 변형이 미보강된 시나리오에 비해 감소했음을 보여주었다. 기층 중간깊이에서는 지오그리드 보강 포장시나리오의 압축응력이 미보강된 시나리오에 비해 보다 크게 나타났으며, 지오그리드 보강구간의 인장변형은 미보강된 구간보다 작게 나타났다. 삼각형 및 사각형 지오그리드의 사용은 기층 중간깊이에서 미보강된 시나리오에 비해 수직압축응력을 증가시키고 수직압축변형을 감소시켰다. 노상 상단에서는 지오그리드 보강 포장 구간의 수직 응력과 변형이 미보강된 구간보다 작았는데, 이는 노상의 침하 가능성이 낮다는 것을 보여주었다. 따라서, 지오그리드와 골재 간 미세역학적 상호결합을 기반으로 한 거시적 모델링 방법은 지오그리드로 보강된 아스팔트포장시스템의 역학적 분석에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.612-617
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• 2011

동합금 Elbrodur-NIB 재질에 대해 평균응력을 포함한 응력제어시험을 수행하였으며, 그 결과 라체팅 거동에 응력진폭, 평균응력, 응력속도가 어떠한 영향을 주는지에 대해 시험을 통해 알 수 있었다. 라체팅 변형률은 같은 평균응력에서 응력진폭이 증가할수록, 또한 같은 응력진폭에서 평균응력이 증가함에 따라 같이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그러나, 응력속도가 증가함에 따라 라체팅 변형률은 감소하는 것을 알 수 있었다. $10^2-10^5$ 영역에서 3가지 평균응력을 포함한 피로수명예측모델을 검토하였으며, 그 결과 Smith-Watson-Topper가 제안한 모델과 Walker가 제안한 모델이 매우 신뢰성 있는 결과를 보여주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권8호
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• pp.147-158
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• 2004

국내 액상화 상세평가에 관한 시방내용을 살펴보면, 지진을 정현하중으로 고려한 등가전단응력개념에 기초하여 전단응력을 달리한 3회 이상의 액상화 발생 실내진동시험을 수행하고 이를 토대로 액상화 저항응력비 곡선을 도시하여 지진규모별로 적용할 것을 명시하고 있다. 즉, 현행 액상화 상세평가에서는 실내진동시험결과인 응력, 변형률, 과잉간극수압, 유효응력, 응력 경괴의 변화 등의 다양한 결과들을 효과적으로 이용하지 못하고 최대전단응력과 액상화 발생시 진동재하횟수라는 단순한 시험결과만을 이용하여 액상화 평가를 수행한다. 본 연구에서는 현행 액상화 상세평가에서의 단순한 시험결과의 이용을 탈피하여 응력, 변형률, 그리고, 과잉간극수압 시간이력들과 응력-변형률 상관관계 및 유효응력경로 등의 다양한 실내진동시험 결과를 토대로 액상화 발생메카니즘을 포함한 지반의 동적저항상태를 분석하였다. 특히, 과잉간극수압의 영향을 고려한 동적 유효응력경로가 지반의 동적거동을 효과적으로 구분하여 나타낼 수 있는 점을 발견하고 이를 토대로 지반의 동적상태를 점진적 응력감소, 급진적 응력감소, 그리고 액상화 후 극한상태의 3단계로 구분하였다. 또한, 액상화 현상이 실제적으로 점진적 응력감소에서 급진적 응력감소로 전환되는 시점에서 대변형을 동반하여 발생한다는 사실을 발견하고 이를 액상화 상태전환시점으로 정의하였으며 이러한 액상화상태전환시점이 압축제하 또는 인장재제하로 하중방향이 바뀌는 시점에서 발생하는 점을 반영하여 1/4주기별 시험결과분석에 기초하여 저항특성을 나타내었다. 그리고, 본 연구를 통해 제안된 액상화 저항특성에 대한 타당성 검토를 위해 과잉간극수압으로 인해 발생하는 지반재료 내부에서 소산되는 에너지 개념과 기제안된 교란상태개념에 기초한 액상화 저항특성과 비교하였다. 연구결과, 제안된 누적 소성 전단변형률은 액상화 발생의 원인이 되는 과잉간 극수압의 영향을 합리적으로 표현하고 있을 뿐만 아니라 진동하중으로부터 소산되는 재료 내부의 에너지 변화를 신뢰성 높게 표현하고 있는 것으로 나타났다. 특히, 제안된 지반의 한계 저항특성의 경우, 기제안된 교란도 함$.$수에 기초한 수치해석방법보다 정확하게 대변형의 영향을 포함하지 않고 한계상태를 표현하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.87-91
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• 2001

얕은 기초의 침하는 기초에 가해지는 상재 하중의 지반에 전달될 때 분포되는 응력의 특성과 크기에 관련되어 일어난다. 일반적으로 지반의 보강재로 사용되는 지오그리드로 두께가 작은 토체를 보강하면 지중에 전달되는 응력을 재분포시켜 감소시킨다. 이 논문에서는 현장시험을 통하여 여러 층의 지오그리드로 토체를 보강시 토체 상부에 가해지는 원형 등분포 하중하에서 토체의 응력 분포를 측정하였다. 인천국제 공항 건설 현장의 준설 매립 구간에서 행하여진 이 시험을 통하여, 지오그리드로 보강된 토체의 하중 분포는 기초에 가해지는 하중 강도와, 보강재 포설층수, 토체의 두께의 함수로 나타낼 수 있다.

• 한국도로학회논문집
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• 제8권3호
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• pp.143-153
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• 2006

본 연구는 콘크리트 도로 포장에 복륜 단축, 복륜 복축, 복륜 삼축 등 복륜 다축 하중이 포장의 중앙부와 모서리부에 작용할 때 포장의 응력 분포 및 최대 응력의 차이를 분석하고 이러한 응력의 차이가 콘크리트 탄성계수, 슬래브 두께, 그리고 지반 탄성계수에 따라 어떠한 특성을 갖는지를 분석하기 위하여 수행되었다. 변환영역에서의 해석법을 이용하여 중앙부 하중에 의한 응력을 구하였으며 유한요소법을 이용하여 모서리부 하중에 의한 응력을 구하였다. 여러 가지 변수에 대하여 중앙부 하중에 의한 최대 응력과 모서리부 하중에 의한 최대 응력을 비교하였으며 이러한 최대 응력 비율을 예측할 수 있는 공식을 개발하였다. 이러한 공식을 이용하여 중앙부 하중에 의한 최대 응력에서 모서리부 하중에 의한 최대 응력을 예측하여 최대 응력 비율 예측 공식의 정확성을 검증하였다. 연구결과 중앙부와 모서리부 하중에 의한 콘크리트 포장의 최대 응력 변화 경향은 매우 비슷하였으며 종방향 상의 최대 응력 발생 위치는 일치하였다. 모서리부 하중에 의한 최대 응력을 중앙부 하중에 의한 최대 응력으로 나눈 최대 응력 비율은 하중 축 수가 많아질수록 감소하며, 콘크리트 탄성계수가 증가, 슬래브 두께가 증가, 지반 탄성 계수가 감소, 그리고 하중 접지압이 증가할수록 커지게 된다.

• Journal of Forest and Environmental Science
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• 제14권1호
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• pp.89-100
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• 1998

본 연구는 제지 원료의 효율적 이용 및 기능의 최적화를 위한 수단으로 사용되고 있는 다층구조화에 따른 종이의 내부응력 및 물성의 변화를 조사하기 위하여 수행되었다. 또한 최근 사용량이 급증되고 있는 재생섬유를 다층구조에 도입할 경우 수반되는 종이의 물성 변화도 조사되었다. 펄프의 고해처리는 단층지의 내부응력을 증가시켜준 반면 충전제의 사용은 내부응력을 감소시켰다. 종이의 다층구조화는 인열지수를 제외한 대부분의 종이물성과 내부응력을 감소시켰으며, 이러한 변화는 사용된 펄프의 종류, 고해수준, 원료의 배합 방법에 따라 다양하게 나타났다. 충전시에는 충전제를 외층 또는 내층에 사용함으로써 단층지보다 우수한 내부응력 및 종이물성을 얻을 수 있었다. 재생섬유를 사용할 때는 다층구조화를 통하여 투기도와 빳빳이의 개선이 가능하였으나, 파열지수가 감소되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제39권2호
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• pp.142-152
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• 2004

서로 다른 두 종류의 폴리스타일렌(PS)을 injection 기계를 이용하여 인장 시편을 만들고, 온도와 인장 속도에 따른 crazing 거동 특성을 연구하기 위하여 다양한 시험을 하였다. 기계적물성은 craze 형성뿐만 아니라 다양한 시험 변수에 의해 영향을 받으며, brittle-ductile transition 이하의 온도에서의 인장 응력 및 최대 신율은 분자량, 인장 속도의 증가 및 온도의 감소에 따라 증가하며 craze의 수와 평균 길이 또한 증가한다. Crazing 응력도 동일한 형태로 증가함을 보여준다. 그러나, 이러한 특성은 인장 강도에 미치는 영향과 비교했을 때 보다 의존도는 상대적으로 낮다. Craze 형성과 성장에 필요한 시간으로 설명할 수 있는 crazing 응력과 인장 응력간의 차이는 분자량, 인장 속도에 따라 비례적으로 그리고, 온도가 감소함에 따라 증가함을 보여 준다. Crazing 은 ${\beta}$-relaxation 온도 근처에서 활성화된다. 이 온도에서는 crazing 응력이 급격하게 감소함을 나타낸다. 인장 평가시 craze 밀도가 적용된 응력에 따라 기하 급수적으로 증가되는데, 개시 단계에서는 craze는 서서히 형성되며, 일단 일정한 수만큼의 craze가 형성이 되면 craze 밀도가 급속도로 증가했다.

• 한국재료학회지
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• 제9권11호
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• pp.1069-1074
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• 1999

본 연구에서는 PbZr(sub)0.53Ti(sub)0.47O$_3$(PZT) 박막을 복수 도포함에 따른 박막내의 응력을 온도의 함수로 실시간(in situ) 측정하였으며, 응력발생의 원인에 박막의 건조, 열분해(pyrolysis), 치밀화 및 결정화 현상과 연관시켜 설명하였다. 도포직후 단층박막에 생성된 55MPa의 인장응력은 가열됨에 따라$ 300^{\circ}C$-$350^{\circ}C$에서 최대 145MPa로 증가하였으며, 박막내의 응력은 모든 온도구간에서 항상 인장응력을 나타내었더. 다층도포시 $650^{\circ}C$까지 열처리 주기를 완료한 층이 두꺼워질수록 새로 도포한 층의 영향은 점차 감소하였으며, 9층박막에 이르러서는 가열과 냉각에 따라 응력이 동일하게 변화하였다. 응력측정 결과 다층박막의 치밀화는 $350^{\circ}C$에서 시작되어 $520^{\circ}C$-$550^{\circ}C$ 부근에서 완료되는 것으로 나타났으며 치밀화가 시작하는 온도는 미세경도 측정결과와 일치하였다. $PbTiO_3$(PT)와 달리 PZT 다층박막은 Si 기판 위에서 perovskite로의 결정화가 일어나지 않았다.