• 제목/요약/키워드: 응력 범위

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2-Arch 터널의 막장면 종방향 적정 이격거리에 관한 연구 (A study on the longitudinal optimum separated distance of tunnel face in 2-arch tunnel)

  • 이민규;정지수;이성기;이승호
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.323-330
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    • 2007
  • 최근 선형분리 곤란, 환경훼손 최소화 및 용지보상 등의 이유로 2-Arch 터널의 채택이 점점 증가하고 있다. 이런 실정에도 불구하고 2-Arch 터널은 국내에서의 시공실적 및 설계사례의 부족으로 자료의 데이터화가 체계적이지 않고 2-Arch 터널의 역학적인 거동 메커니즘에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2-Arch 터널의 종방향 이격거리에 대한 연구를 통해 본선 선행터널과 중앙벽체의 거동 메커니즘을 분석하고 적정 이격거리를 제안하고자 한다. 2-Arch 터널의 이격거리 산정은 터널의 안정이 확보되는 조건에서 산정하는 것이 타당하며, 이격거리에 따라 보다 민감하게 작용하는 중앙 벽체의 거동에 영향을 최소화 할 수 있는 범위내에서 이격거리를 산정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 또한 이격거리에 따른 중앙벽체의 민감도 분석결과 최대 변곡점이 생겨 급격한 응력변화가 발생하는 0.5D이내를 이격거리로 산정하는 것이 타당할 것으로 사료된다.

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FRACOD를 이용한 취성 암석의 손상 및 파괴에 대한 경계요소 해석 (A Boundary Element Analysis for Damage and Failure Process of Brittle Rock using ERACOD)

  • 이희석
    • 터널과지하공간
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    • 제14권4호
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    • pp.248-260
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    • 2004
  • 응력 증가에 의한 취성 암석의 손상은 미세균열의 개시로부터 시작하여 각 개별 균열들의 전파 및 결합에 의해 거시적인 파괴면을 발생시킨다. 전통적으로 암반의 손상 및 파괴현상을 설명하기 위해 거시적인 파괴 기준이나 탄소성 모델과 같은 연속체적인 접근법이 주류를 이루어왔다. 하지만 개별적인 균열들의 개시와 전락 과정을 명시적으로 고려할 수 있다면 현상론적인 관점에서 보다 실제에 가까운 암석 손상 및 파괴 과정을 재현할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 암석의 균열 진전 모델링을 위해 개발된 경계요소 코드인 FRACOD를 이용하여 암석의 손상 및 파괴 과정을 모사한 결과를 제시한다. 수치일축압축시험을 통해 개발된 모델의 적정성을 검증하고 암반의 치수효과를 고려한 현실적인 암석 파괴 과정을 재현하였다. 또한 이러한 접근법의 적용 사례로서, 실제 굴착이 진행중인 심부 수갱 암반 주변에서 심도와 암반 특성에 따라 균열 진전과 이에 따른 암반 손상의 범위를 예측한 결과를 제시하였다. 이 접근법은 취성도가 큰 암반에서 발생하는 안정성 문제에 대한 공학적인 해법을 찾는데 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.

지하수위 저하에 따른 고속철도 토공노반 침하특성에 관한 연구 (A Study on Settlement Characteristics of Earthwork Subgrade with Lowering the Groundwater in High-speed Railway)

  • 김영하;엄기영;한상재;박용걸;정재현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제31권5호
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    • pp.67-74
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    • 2015
  • 지하수위 하강에 따른 침하량은 1차 압밀 침하량에 비해 비교적 작기 때문에 잔류침하량 산정시 별도로 고려하지 않는다. 그러나 고속철도 콘크리트 궤도에서의 허용잔류침하량은 30mm로 작기 때문에 예기치 못한 과도한 지하수위 하강으로 인하여 허용잔류침하량을 초과할 수 있다. 본 연구에서는 응력-간극수압 유한요소 해석을 통하여 지하수위 변동에 따른 침하 영향을 분석하여 해석결과와 실측자료를 비교하였다. 그 결과 허용잔류침하량을 만족하기 위한 탄성계수 범위를 제시 하였으며 설계 시 지하수위 저하 영향이 반영되는 것이 타당하다고 판단된다.

정유산업 설비의 손상기구 정보 시스템 개발 (Development of Damage Mechanism Information System for Equipments in Refinery Industry)

  • 최정우;서재민;최송천;윤기봉
    • 한국가스학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.32-37
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    • 2006
  • 원유정제 플랜트 주요 요소는 운전조건, 사용재료, 내부유체 등에 따라 다양한 열화 손상기구에 노출되므로, 그에 따른 적절한 검사기법 및 진단 방법을 적용하여야 한다. 따라서 원유정제 플랜트 요소에 발생하는 다양한 손상기구에 대한 대처 방안을 제시할 수 있는 정보를 제공할 수 있는 표준화된 데이터베이스를 확보하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 API기준에서 제시하는 손상 기구를 모두 포함하는 손상정보 시스템을 개발하였으며, 이를 기본으로 하여 향후 정보시스템을 확장할 수 있도록 시스템을 구성하였다. 시스템 내의 손상 정보 범위는 API기준 내의 컨텐츠를 반영할 수 있도록 하였으며, 미국 및 일본에서 사용하는 손상기구 검색표 방식을 도입하여 요소의 가동온도, 내부유체, 응력상태 등의 운전조건과 재질에 따른 손상기구를 파악할 수 있도록 하였다. 이 시스템은 기존의 RBI프로그램과 연동하여 사용할 수 있다.

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인장강성 효과를 고려한 RC 쉘의 재료비선형 해석 (Material Nonlinear Analysis of the RC Shells Considering Tension Stiffening Effects)

  • 진치섭;엄장섭
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.99-107
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    • 1993
  • 본 논문에서는 콘크리트 균열 사이의 인장강성 효과를 고려한 임의의 기하하적 형상을 갖는 철근 콘크리트 쉘을 해석하기 위하여 재료비선형 유한요소 프로그램을 작성하였다. 본 논문은 연속적인 컴퓨터 해석으로 탄성, 비탄성 및 극한 범위에서의 철근과 콘크리트의 응력은 물론, 하중-변위 응답과 균열전파를 추적할 수 있었다. 골재억물림과 철근의 다울작용을 포함하는 유효전단계수를 평가하기 위하여 균열상태의 전단유지계수를 도입하였다. 콘크리트는 인장에서는 취성으로 압축에서는 탄소성으로 가정하였다. 콘크리트의 소성거동은 Drucker-Prager 항복기준과 결합유동법칙에 따르는 것으로 가정하였다. 철근은 Von Mises 항복기준으로 가정하였으며 등가의 두께를 가지는 철근층으로 모델화 하였다. 수치해석을 위하여는 증분형접선강성도 방법을 사용하였다. 수치예제를 제시하여 본 연구결과를 Hedgren의 실험 결과와 Lin의 수치해석과 비교하였다.

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프리프레그 제작용 에폭시 수지.경화제.경화촉진제 혼합비 변화에 따른 FRMLs의 피로거동 특성 (The Mixture Ratio Effect of Epoxy Resin, Curing Agent and Accelerator on the Fatigue Behavior of FRMLs)

  • 송삼홍;김철웅
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권4호
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    • pp.592-601
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    • 2001
  • Fiber reinforced metal laminates(FRMLs) are new types of hybrid materials. FRMLs consists of high strength metal(Al 5052-H34) and laminated fiber with structural adhesive bond. The mixture ratio effect of epoxy resin$.$curing agent$.$accelerator on the fatigue behavior of FRMLs was investigated in this study. The epoxy, diglycidylether of bisphenol A(DGEBA), was cured by methylene dianiline(MDA) with or without an accelerator(K-54). Eight different kinds of resin mixture ratios were selected for the test ; five kinds of FRMLs(1) and three others of FRMLs(2). The relationship between da/dN and ΔK with variation of resin mixture ratio was studied. FRMLs(1) and FRMLs(2) indicated approximately 2 times and 2.2 times more improved maximum bending strengths in comparison with those of Al 5052-H34. The resin mixture ratio <1:1> in case of FRMLs(1) indicated the maximum fatigue life, while the resin mixture ratio <1:1:0.2> in case of FRMLs(2) indicated the maximum fatigue life. As results, FRMLs(2) turned out to have more effective characteristics on the fatigue properties and the bending strength than those of FRMLs(1).

유한요소법과 실험계획법을 이용한 고온 열교환기용 S-관의 형상 최적화 (Shape Optimization of S-tube for Heat Exchanger Used in High Temperature Environment Using FE Analysis and DOE)

  • 정호승;조종래
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권4호
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    • pp.497-503
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 고온, 고압 환경에서 사용되는 열교환기의 전열관에서 발생되는 열팽창에 따른 열응력, 진동과 같은 기계적 특성을 개선시키고, 전열부 체적을 최소화시키는 관점에서 실험계획법을 이용하여 구불구불한 관 형상에 대하여 형상최적화를 수행하였다. S-관 형상에 대하여 부분별 용도를 제시하였고, 형상 최적화를 위해서 형상변수 및 범위를 정한 후, 유한요소해석을 수행하여 형상변수에 따른 구조적 특성을 평가하였고, 요인배치법을 이용하여 형상변수의 주효과를 분석한 후, 반응표면법(Response surface Methodology)을 이용하여 회귀방정식을 구하고, 최적화 툴을 이용하여 최적화를 수행하였다.

Turbine Blade재료의 부식민감성과 부식피로특성에 관한 연구 (A Study on the Corrosion Susceptibility and Corrosion Fatigue Characteristics on the Material of Turbine Blade)

  • 조선영;김철한;류승우;김효진;배동호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권3호
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    • pp.603-612
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    • 2000
  • Corrosion characteristics on the 12Cr alloy steel of turbine blade was electro-chemically investigated in 3.5wt% NaCI and 12.7wt% Na2S04 solution, respectively. Electro-chemical polarization test, Huey test and Oxalic acid etching test were previously conducted to estimate corrosion susceptibility of the material. And, using the horizontal corrosion fatigue tester, corrosion fatigue characteristics of 12Cr alloy steel in distilled water, 3.5wt% NaCI solution, and 12.7wt%(1M) Na2S04 solution were also fracture-mechanically estimated and compared their results. Parameter considered was room temperature, 60'C and 90'C. Corrosion fatigue crack length was measured by DC potential difference method.Obtained results are as follows,1) 12Cr alloy steel showed high corrosion rate in 3.5wt% NaCI solution and Na2S04 solution at high tempratue.2) Intergranular corrosion sensitivity of 12 Cr alloy was smaller than austenitic stainless steel.3) Corrosion fatigue crack growth rate in 3.5wt% NaCI and 12.7wt%(IM) Na2S04 solution is entirely higher than in the distilled water, and also increased with the temperature increase.

다단계 피로하중 실험을 통한 균열 발생 및 전파단계에서 파괴모드 II 영향 분석 (Effects of Failure Mode II on Crack Initiation and Crack propagation Steps Using Multilevel Fatigue Loading Test)

  • 홍석표;박세민;김주희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권9호
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    • pp.853-860
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    • 2017
  • 본 연구는 균열 발생 및 전파단계에서 하중모드 II의 영향을 평가하기 위해 피로균열 하한계 영역의 혼합모드 I+II 하중을 통해 실험적으로 평가하였다. 균열 발생단계(Stage I)에서는 혼합모드상태에서 하중작용 각도(${\theta}$)가 증가할수록 모드 II 영향으로 인하여 낮은 하중에서 균열이 발생하고, 균열 전파단계 (Stage II)에서는 균열전파 속도는 감소하였다. 다단계 하중작용 각도변화에 따른 하중모드 II영향은 균열전파단계 실험을 통해 평가하였다. 혼합모드 I+II 하중 작용 시 작용각도 ($0^{\circ}{\rightarrow}{\theta}{\rightarrow}60^{\circ}$) 증가에 따라 피로균열전파속도는 감소하였으며 늦게 발생한 균열에서도 마찬가지로 감소하였다. 작용각도가 ${\theta}{\geq}75^{\circ}$ 범위에서는 하중작용각도 증가에 따라 피로균열전파속도가 증가하고 피로수명이 감소하는 것을 확인하였다.

비보강 조적벽체의 면내거동 해석 (Analysis on In-Plane Behavior of Unreinforced Masonry Walls)

  • 김장훈;권기혁
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.1-10
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    • 2002
  • 비록 제한된 범위내에서나마 일련의 유한요소해석을 통하여 비보강 조적조 벽체의 면내방향 내진성능을 조사하였다. 이를 위하여 비보강 조적벽체는 연속체로 가정하여 등방성 평면응력요소로 취급하였으며, 비보강 조적조의 균열거동을 위하여 균열특성이 요소내에 분포하는 것으로 가정하는 분포균열모델을 사용하였다. 모두 70가지 서로 다른 경우의 비보강 조적벽체 모델을 해석하였는데, 축력비, 형상비 및 유효단면적비 등의 변수를 고려하였다. 해석결과 이들 변수가 비보강 조적벽체의 극한강도에 지대한 영향을 미치며 상호 작용하는 것으로 확인되었다. 비보강 조적벽체의 여러 가지 취성적 요인과 복합적인 파괴형태의 가능성을 감안하여 현재 우리 나라 규준에서 사용하고 있는 반응수정계수의 크기를 재고하여야 함이 지적되었다.