• 고무기술
• /
• 제11권1호
• /
• pp.12-26
• /
• 2010

각종 산업제품의 주요 부품으로 사용되고 있는 고무재료는 사용 중 온도변화에 의해 체적 또는 길이 변화를 수반할 수 있어 결과적으로 고무제품의 성능이나 효율이 영향을 받게 된다. 특히 고온에서 고무제품의 치수변화를 제한하거나 일정치수를 강제할 경우 열수축이나 열팽창에 의해 응력이 발생하게 된다. 따라서 온도 변화에 따른 열응력의 측정은 고무제품의 정밀성과 성능을 평가하는 중요한 수단을 제공한다. 본 연구에서는 고무소재의 열응력 측정을 위한 새로운 측정방법을 개발하였고 이와 관련 새로운 시험장치를 설계, 제작하였다. 고무시편에 일정 변형의 인장을 준 상태에서 가열하면 열응력이 발생한다. 이 때의 열응력은 고무분자 사슬들의 운동성에 기인하며 배향된 고무분자 사슬들이 열역학적으로 랜덤 사슬형태로 돌아가려는 엔트로피적 힘이다. 따라서 온도가 높을수록 그 수축력은 증가하게 된다. 또한 고무분자 사슬의 사전 변형이 증가하면 그 열응력은 증가한다. 이때 열응력은 측정시간이 지남에 따라 최대치에 도달한 후 완화되며 그 완화속도는 설정온도에 의해 영향을 받는다. 여기서는 온도변화에 따른 고무시편의 열응력 측정결과를 소개하고, 고무분자 사슬의 엔트로피 변화와 점탄성적 흐름, 그리고 가열에 따른 고무 시편의 팽창 또는 수축이 열응력에 미치는 영향 등을 논의하였다. 특히 천연고무와 SBR 고무시편의 열응력 차이를 분자사슬의 운동과 연관하여 검토하였고, 가교밀도와 가교시스템이 각각 다른 고무시편에 대해 열응력 발생과에 따른 상관관계를 고찰하였다. 또한 시편의 형태와 두께가 열응력 발생에 미치는 영향도 검토하였다. 충전 배합고무의 경우 열응력에 영향을 미치는 인자로 고무분자 사슬의 운동성과 가교밀도 외에 고무재료와 충전제 사이의 물리 화학적 상호작용도 매우 중요한 요소가 된다. 배합고무에서 충전제의 영향을 검토하기 위해 실리카와 카본블랙을 선택하였고 배합고무의 열응력을 각각 측정하여 이들의 보강효과가 열응력에 미치는 영향에 대해 논하였다.

• 지질공학
• /
• 제26권2호
• /
• pp.177-185
• /
• 2016

고분해능 시추공 변형률계로부터 측정된 변형 신호를 이용하여 지진에 의한 응력 변화 해석의 가능성에 대해 고찰하였다. 응력 변화 분석을 위해 2010년 4월 4일 발생한 El Mayor-Cucapah 지진(M_w=7.2)에 의한 변형 신호가 기록된 자료를 이용하여 주압축응력 방향과 크기를 산정하였다. 분석 결과는 지진 전후의 응력 변화 양상에 대한 차이점과 지진 발생과 동시에 특징적인 응력 변화 양상을 보였다. 지진 발생 전후 응력 방향 변화는 지진 해로 규명되는 최대주응력 방향에서의 응력 증가와 연관성이 있는 것으로 해석된다. 지진 발생 시 응력 크기 변화는 주방향에서 10⁻³-10⁻² MPa 수준의 응력 급상승, 하강으로 나타났다. 산정된 응력 크기 변화량에 대한 검증을 위해 지진과 관련된 매개변수를 이용하여 응력 전파를 모사할 수 있는 쿨롱 응력 전파 모델링을 실시하였다. 시추공 측정 결과로부터 계산된 전단응력 변화량은 (0.3-0.8) × 10⁻²MPa의 증가가 있었으며 이는 쿨롱 응력 전파 모델을 통해 얻어진 전단응력 증가량 (0.1-0.6) × 10⁻²MPa과 상당히 유사함을 확인하였다. 따라서 시추공 변형률계 자료가 설치 지역에서 작용하는 주응력의 영향과 지진에 의해 변화하는 응력 변화를 충분히 반영하고 있음을 시사하며 시추공 변형률계 자료로부터 얻어지는 유의미한 응력 정보는 지진 관련 연구에서 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제33권2호
• /
• pp.149-155
• /
• 1997

잔류응력을 측정하는 비파괴 방법중 Neutron diffraction technique의 발달로 인하여 기존의 X-ray diffraction technique에 비하여 잔류응력 측정가능 두께가 대부분의 물질에 있어서 훨씬 깊어졌다. 비파괴 방법으로 부품내의 잔류응력 분포가 측정되어진 경우, 부품의 가공시 잔류응력의 재분포로 인한 형상의 변화를 정량적으로 예측할 수 있는 방법에 대해 어떠한 경우도 논의된 바 없다. 본 연구에서는 축 방향의 잔류응력이 내재하는 strip의 층 가공시 일어나는 strip의 곡율변화를 정량적으로 예측할 수 있는 수식을 제시하였다. 간단히 컴퓨터 프로그램화 할 수 있는 수식을 전개하므로 써 현장에서 유용하게 이용할 수 있게 하였다.

• 한국진공학회지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.157-163
• /
• 2004

라디오파 플라즈마 화학증착법 (radio frequency plasma assisted chemical vapor deposition: r.f.-PACVD) 법으로 증착된 다이아몬드성 카본 (Diamond-like Carbon : DLC) 필름에서 나타나는 습도에 따른 압축 잔류 응력의 변화 거동을 체계적으로 조사하였다. 합성에 사용된 탄화수소 가스의 종류와 -100V에서 -800V 범위의 기판 바이어스 전압의 조절을 통해 폴리머성 필름에서 흑연성 필름까지 광범위한 구조의 DLC 필름을 합성하였다. 상대습도가 10％-90％ 범위에서 변화하는 분위기 챔버 내에서 박막의 잔류응력의 변화를 실시간으로 측정하였다 박막의 경도와 잔류응력이 최고 값을 가지는 합성조건에서 얻어진 치밀한 DLC박막에서는 습도에 따른 잔류응력의 변화가 관찰되지 않았다. 그러나, 폴리머상이나 흑연상의 박막에서는 두 경우 모두 습도가 높아짐에 따라 압축 잔류응력이 증가함을 관찰할 수 있었으며, 습도의 변화에 대해 잔류응력이 즉각적으로 변화하였다. 한편, 동일한 습도에서 압축 잔류응력의 증가량은 필름의 두께에 반비례하는 것이 관찰되었다. 이 결과는 물분자가 필름의 구조내로 침투하면서 생기는 변화가 아니라, 박막의 표면에서 일어나는 물분자와의 반응에 의해 필름의 잔류응력이 변할 수 있음을 의미한다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권9호
• /
• pp.1051-1061
• /
• 2011

밀도의 변화가 직교이방성 함수구배재료에서 전파하는 모드 III 균열선단부근의 응력 및 변위장에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 본 연구에서 균열은 물성치의 구배방향과 수직하여 전파하며 다음과 같은 3가지 종류의 함수구배재료에서 밀도변화가 균열선단의 응력장 및 변위장에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. (1) 탄성변화 없이 밀도만 변화하는 경우 (2) 밀도의 변화방향과 탄성변화방향이 서로 반대인 경우 (3) 밀도의 변화방향과 탄성변화방향이 동일한 경우이다. 이와 같은 경우에 대한 연구를 위하여 균열의 응력장 및 변위장이 개발되었으며 또한 전파하는 균열에 대한 동적응력확대계수에 대하여도 연구하였다. 균열전파속도가 느린 경우에는 밀도의 변화가 균열선단부근의 응력 및 변위장에 미치는 영향은 미미하나 균열전파속도가 빠른 경우에는 그 영향은 매우 크다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제9권4호통권33호
• /
• pp.535-541
• /
• 1997

공용중에 있는 철도 교량의 거동 상태를 평가하는 데 있어서는 각 부재에 대한 현장 실측을 통하여 하중의 분배와 발생응력 등을 파악하는 것이 가장 정확하나 이는 매우 어렵다. 그래서. 현장 실측을 거치지 않고 자료조사 및 현지 외관조사 등으로 획득이 가능한 교량의 형식, 각 부재의 손상 정도 및 위치, 열차 교통 특성 등의 간접자료를 사용하여 대상교량의 발생응력을 추정하는 것에 대한 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 교량에서 발생하는 부재의 응력변화 특성을 정량적으로 평가하기 위하여 여러 가지 손상중에서도 부식에 의한 단면의 감소와 강성의 변화를 고려하여 시물레이션에 의한 부재의 발생응력을 구하였다. 이로부터 각 부재의 발생응력의 정도와 면화를 조사하였으며 각 부재간의 상호관계를 고찰하였다. 그 결과 단면의 감소에 따라 트러스 주부재에 발생하는 응력은 대체적으로 선형적으로 증가하고 하현재가 가장 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한, 부재에 발생하는 응력의 증가량은 각각의 부재에 발생하는 응력의 증가량을 더하므로서 큰 오차없이 계산될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.19-24
• /
• 2010

사면의 거동에 관한 종래의 해석 기법은 사면거동을 시간과 변위의 2차원 크리프로 해석하는 것이었으나, 이러한 해석 기법은 강우에 의한 응력변화를 고려 않고 시간에 따른 변위만을 고려하여, 강우 시 사면의 거동 및 붕괴를 설명하지 못한다. 또한 강우에 의한 이력현상으로 인해 파괴면내의 전단에너지가 감소한다. 크리프 해석은 응력항을, 이력현상 해석은 시간항을 무시한 해석이므로, 두 가지 해석을 결합하여, 사면의 거동을 해석한다면, 응력변화, 변위 및 시간을 모두 고려한 실제 사면의 거동해석이 됨을 알 수 있다. 그러나 응력변화에 관한 항은, 강우로 인한 실제 사면의 침투 및 배수 시, 전단응력의 변화 및 전단강도의 변화를 동시에 유발하므로, 이 두 항을 동시에 고려할 수 있는 안전계수항으로 바꾸어야 한다. 본 논문은 강우의 지반침투 및 배수로 인하여 사면의 단위중량이 변하는 과정에 대한 크리프와 이력현상을 고려할 수 있는 결합해석으로 고찰하고 이에 따른 사면붕괴에 관한 전단응력과 전단강도의 변화 및 안전계수변화를 3차원으로 나타내고자 수행한 결과이다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권1C호
• /
• pp.53-62
• /
• 2008

본 논문에서는 직접단순전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전에 의한 소성변형을 고려할 수 있는 구성모델을 제안하였다. 이 모델은 두 개의 응력면에서 발생하는 응력상태의 변화를 이용하여 각 응력면의 소성변형률을 계산하였다. 두 개의 응력면에서 계산된 소성변형률을 합산하여 전체 소성변형률을 구하였다. 첫번째 응력면은 최대전단응력면을 나타내며 이 응력면은 응력변화에 따라 수평방향을 기준으로 회전한다. 두번째 응력면은 수평방향으로 고정된 수평면을 나타낸다. 초기 수직응력과 수평응력이 서로 다른 상태에 있는 직접단순전단시험의 공시체에서 전단변형으로 발생하는 주응력 방향의 회전현상을 두번째 응력면에 작용하는 응력상태를 이용하여 모델링하였다. 본 모델의 구성관계식은 전단변형으로 인한 흙의 골격변화 즉 체적변화를 수식화하였으며 응력-물의 상관관계를 동시에 묘사할 수 있는 FLAC을 이용하여 모델링하였다. 느슨한 Fraser River 모래의 배수 직접단순전단시험에서 발생하는 전단응력과 체적변화는 주응력 방향의 회전에 따른 소성변형을 포함하고 있으므로 이를 계산하여 구성모델을 검증하였다. 느슨한 모래 지반에 놓인 강성기초의 하중 증가에 따라 발생하는 지반침하를 주응력 방향의 회전을 고려하여 예측하였을 때 실제 계측된 침하량과 유사한 결과를 얻었다. 주응력 방향의 회전을 고려하지 않고 Mohr-Coulomb모델을 이용하여 계산된 침하량은 실제 침하량 또는 제안된 모델이 예측한 침하량의 약 20%정도에 해당하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 1997년도 춘계학술발표회논문집(2)
• /
• pp.110-117
• /
• 1997

Alloy 690 제1열 시제 전열관을 U 굽힘 가공할 시 전열관에 도입된 표면 잔류응력 및 굽힘 단면에서 치수변화 (벽두께, 진원도)를 위치별로 측정하여 평가하였다. 외측호(extrados)의 표면 잔류응력은 $\psi$=0$^{\circ}$에서 축 방향 응력이 -319 MPa (압축)로 가장 높았으며, 내측호(intrados)는 $\psi$=0$^{\circ}$, 160$^{\circ}$ 위치인 천이영역 부관에서 응력 변화가 크게 되는 경향을 보였다 측면(flank)은 인장 잔류응력으로 $\psi$=90$^{\circ}$(apex)에서 최대 190 MPa 로 축방향 응력으로 나타났다. 잔류응력치는 벽두께 보다는 진원도 변화와 일치되어 나타났으며, 시제 전열관의 벽두께 및 진원도는 ASTM의 치수 허용치 내에 포함되는 것으로 평가되었다. 잔류응력 측정은 스트레인 게이지를 이용한 구멍뚫기 방법 (Hole-Drilling Method)을 사용하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 1997년도 제9회 학술강연회논문집
• /
• pp.21-21
• /
• 1997

인공위성용 추진제 탱크를 개발하기 위해 여러 설계인자를 설정하여 각 인자가 탱크벽면에 미치는 응력분포 영향을 구하고, 또한 최적의 인자 값을 구하기 위해 각 인자의 변화에 따라서 구조해석을 수행하였다. 탱크 지지부 위치와 탱크 벽면 두께 변화에 따른 탱크 벽면에 미치는 응력분포 영향을 고찰하기 위해 1/4 모델을 설정하였고, 연료배출구의 위치변화(경사각돈)에 따른 응력분포는 1/2 모델을 설정하여 해석을 하였다. 탱크에 작용하는 하중은 연료압력에 의해 발생하는 정하중(350 psi)을 가하며 또한, 발사 시 발사체로부터 전달되는 최대동하중(llg)을 고려하였다. 그리고, 탱크가 인공위성에 장착될 때에 발생하는 다양한 장착조건에 대해서 구조해석을 수행하였고, 추진제 배출구 각도가 $0^{\circ}$ 에서 $25^{\circ}C$까지 변화할 때 탱크 벽면에 미치는 응력분포 영향을 구했다. 그래서 각 조건에서 구한 상당응력분포와 인자의 최적 값은 추진제 탱크를 설계하기 위한 기초적인 자료로 활용하고자 한다.