• 제목/요약/키워드: 인장 잔류 응력

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전단시험방법에 따른 토목섬유/모래 접촉면에서의 마찰특성 (Friction Characteristics on Interface Between Reinforcement and Sand by Direct Shear Test Methods)

  • 주재우;박종범;장용채
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.39-45
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    • 2003
  • 보강토 지반에서 가장 중요한 부분은 보강재와 흙사이의 접촉부분으로서 이 부분의 전단강도 및 전단거동은 보강효과에 직접적인 영향을 미친다. 보강토 지반에서 접촉부분의 전단특성을 얻는 방법으로서 인발시험방법과 직접전단시험방법 등이 있다. 실제 보강토 구조물내에서 보강재와 흙사이에 인발이 되는 부분, 전단이 되는 부분 등이 존재한다. 전단이 되는 경우에도 보강재가 전혀 변형을 하지 않는 경우와 보강재 자체가 변형이 되는 경우 등으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 대형 전단시험기를 이용하여, 부직포/모래, 지오그리드/모래 등의 접촉면을 갖는 2종의 토목섬유를 이용하여, 토목섬유의 인장변형이 허용되는 자유조건과 인장변형이 억제되는 고정조건 등 두가지 방법으로 직접전단시험을 실시하였다. 실험결과 자유조건에 비해 고정조건으로 시험을 행한 경우가 마찰각이 더 컸다. 그리고 전단응력이 피크가 되는 전단변형의 크기는 자유조건의 경우가 더 큰 값을 가졌다. 잔류응력의 경우는 고정법의 경우가 컸지만 잔류응력비는 자유법의 경우가 더 큰 값을 가졌다.

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맞대기 용접 강판재에서 압연 및 잔류응력에 의한 피로거동 (Fatigue Behavior with Respect to Rolling and Residual Stress in Butt-welded Steel Plate)

  • 이용복;오병덕;김성엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제30권7호
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    • pp.826-832
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    • 2006
  • For the improvement of safety and endurance in welded steel structure, it is needed to consider welding residual stress distribution and rolling directional characteristics of materials. In this study, it was investigated experimentally about characteristics of fatigue crack propagation according to welding residual stress and rolling in FCAW(flux cored arc welding) butt-jointed steel plates. SS400 steel plates of 3mm thickness were selected and tested for this study. When the angles between tensile loading direction and rolling direction in welded materials are increased from $0^{\circ}\;to\;90^{\circ}$, their fatigue crack propagation rates are increased. These results are same as predicted increments of fatigue crack propagation rate when stress ratio is increased from 0 to 0.5. When the angles of rolling direction and welding direction to tensile loading direction are $0^{\circ}\;and\;90^{\circ}$ respectively, fatigue crack propagation rate in welded material is lowest.

$MnO_2$를 첨가한 PZT 세라믹스의 압전열화 및 기계적 특성 (The Piezoelectric Degradation and Mechanical Properties in PZT Ceramics with $MnO_2$ Addition)

  • 김종범;최성룡;윤여범;태원필;김송희
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.257-264
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    • 1997
  • MPB조성영역에 MnO2를 첨가한 압전체를 제조하여 분극처리후에 반복압축응력을 부여함에 따른 압전열화 현상을 조사하고 분극처리 전후의 굽힘강도의 변화 및 파괴특성을 연구하였다. MnO2를 0.25wt.% 첨가한 시편에서 가장 적은 열화현상이 일어났다. 굽힘강도는 분극처리 후 하중방향에 평행한 방향으로 분극처리한 시편이 분극처리 전보다 높은 강도를 나타내었고, 수직한 방향으로 분극처리한 시편은 낮은 값을 나타내었다. 이는 분극처리시 발생하는 전계방향으로 압축잔류응력, 직각방향으로 인장잔류응력 때문인 것으로 사료된다.

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Electro-Micromechanical 시험법을 이용한 탄소 섬유 강화 에폭시아크릴레이트 복합재료의 자외선과 열경화에 따른 경화 모니터링 및 비파괴적 계면 평가 (Nondestructive Interfacial Evaluation and Cure Monitoring of Carbon Fiber/Epoxyacrylate Composite with UV and Thermal Curing Using Electro-Micromechanical Technique)

  • 박종만;공진우;김대식;이재락
    • 폴리머
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    • 제27권3호
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    • pp.189-194
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    • 2003
  • Electro-micromechanical 시험법을 이용하여 탄소 섬유 강화 열경화성 수지 복합재료의 경화 방법에 따른 계면 평가와 손상 감지능 및 경화 모니터링에 대해 고찰하였다. 경화 후 잔류 응력은 전기 저항 측정을 통해 모니터링 하였으며, 경화 방법에 따라 상호 비교하였다. 기지 재료의 인장 강도, 탄성률 및 계면 전단 강도는 열 경화의 경우가 자외선 경화보다 더 크게 나타났으며, 열 경화에서 경화 수축은 열팽창 계수 차이에 의한 잔류 응력 및 기지 재료의 수축에 의해 자외선 경화와 비교하여 더 크게 나타났다. 열 경화 시의 경화 중 전기 저항은 자외선 경화보다 더 큰 범위에서 변하였으며, 기지 재료의 기계적 물성과 계면 접착력에 의해 다르게 나타나는 겉보기 탄성률 또한 더 컸고, 같은 응력까지 더 빠르게 도달하였다.

보수용접 모사 방법에 따른 원자로 배관 이종금속 맞대기 용접부 응력 분포 (Stress Distribution in the Dissimilar Metal Butt Weld of Nuclear Reactor Piping due to the Simulation Technique for the Repair Welding)

  • 이휘승;허남수;김진수;이진호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권5호
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    • pp.649-655
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    • 2013
  • 이종금속용접부에 대한 실제 용접 공정 중 용접부에서 결함이 발견되면 이를 제거하고 보수용접이 수행된다. 일반적으로 보수용접을 수행하면 용접부에서 인장 잔류응력이 크게 증가될 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 Alloy 82/182를 사용하여 보수용접이 수행된 이종금속용접부의 일차수 응력부식 균열 현상을 평가하기 위해서는 보수용접에 의한 용접부의 응력 변화를 정확하게 평가해야 한다. 본 논문에서는 비선형 유한요소해석을 수행하여 보수용접에 의한 원자력 이종금속 맞대기 용접부의 응력 분포를 평가하였다. 특히 보수용접 공정 모사를 위한 여러 유한요소 해석방법이 이종금속용접부의 응력분포에 미치는 영향을 평가하였다.

원자로 상부헤드 관통노즐의 잔류응력 예측을 위한 노즐 형상 변수 민감도 연구 (Sensitivity Analysis of Nozzle Geometry Variables for Estimating Residual Stress in RPV CRDM Penetration Nozzle)

  • 배홍열;오창영;김윤재;김권희;채수원;김주희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권3호
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    • pp.387-395
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    • 2013
  • 최근 국외의 원자로 상부헤드 CRDM 관통노즐에 일차수 응력부식균열로 인한 냉각수 누출사고가 발생하였다. 일차수응력부식균열은 부식에 민감한 재료, 인장 잔류 응력 및 부식 환경 등의 3 가지 요인의 상호작용에 의해 발생하는 것으로 알려져 있기 때문에 응력 부식 균열 발생 및 균열 진전을 억제하기 위해서는 용접에 의한 잔류응력에 대한 정확한 예측이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 국내 Westinghouse 형 원자로 상부 헤드 관통노즐(CRDM)을 대상으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$)에 따른 노즐 잔류응력 분포 특성에 대해 연구를 수행하였다. 국내에 현존하는 원자로 상부헤드 관통노즐의 실제크기($r_o$=51.6, t=16.9 mm)를 기준으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$=2, 3, 4)의 변수를 정립하였으며 정중앙 및 최외곽에 위치한 노즐을 대상으로 연구를 수행하였다.

인장-전단 하중을 받는 점용접부의 피로 수명 평가에 관한 연구 (A Study on the Fatigue Life Evaluation of Spot Welded Joints under Tensile-Shear Loading)

  • 정강;김훈
    • 동력기계공학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.80-88
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    • 2001
  • The spot welding method has been used in the joining of structures, automotive body, railway carriage, aircraft, household electric appliances, precision parts etc., because of brief working, easy automation, available mass production, and convenience. In this paper, the effects of welding conditions on the fatigue life and the prediction of fatigue life based on fracture mechanics theory of spot welded joint were investigated. Fatigue tests were conducted with the tensile-shear specimens welded in the various current using cold rolled steel sheets. Fatigue life of spot welded joint was predicted and compared with experimental results. Using FEM(finite element method), we analysed the distribution of stress and the condition of deformation on the environments of nugget.

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원자로 CRDM 관통노즐 J-Groove 용접부 잔류응력 예측을 위한 유한요소 변수 민감도 해석 (Sensitivity Analysis of Finite Element Parameters for Estimating Residual Stress of J-Groove Weld in RPV CRDM Penetration Nozzle)

  • 배홍열;김주희;김윤재;오창영;김지수;이성호;이경수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권10호
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    • pp.1115-1130
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    • 2012
  • 최근 원자로 압력용기 상부헤드 관통노즐 J-groove 용접부 주변에서 균열로 인한 냉각수 누출사고가 발행하고 있다. 이러한 사고의 원인은 용접에 의한 인장잔류응력, 농축된 붕산수 및 응력부식에 민감한 재료로 인한 일차수응력부식균열(PWSCC : primary water stress corrosion cracking)인 것으로 판명되었다. PWSCC 평가는 원자로 건전성 평가의 주요 관심사로서 용접에 의해 발생되는 잔류응력을 정확하게 예측함으로써 가능하다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 국내 원자로의 일반적인 J-groove 용접부의 해석절차를 소개하고, 용접해석 관련 변수의 민감도 해석을 통해 잔류응력 예측기법을 제시하고자 한다. 이를 위해 2 차원 및 3 차원 요한요소해석 방법을 바탕으로 변수 민감도 해석을 수행하였으며, 기존 연구결과와 비교를 통해 해석절차 및 방법의 유용성을 검정하였다.

AlN 세라믹스와 금속간 계면접합에 관한 연구: II. AlN/Cu 접합체의 잔류응력에 미치는 Mo 중간재의 영향 (A Study on the Interfacial Bonding between AlN Ceramics and Metals: II. Effect of Mo Interlayer on the Residual Stress of AlN/Cu Joint)

  • 박성계;김지순;유희;염영진;권영순
    • 한국재료학회지
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    • 제9권10호
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    • pp.970-977
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    • 1999
  • 활성금속브레이징법으로 계면접합된 AlN/Cu 접합체의 잔류응력 완화에 미치는 Mo 중간재의 영향을 조사하였다. 유한요소법에 의한 응력 해석과 접합체 강도 측정, 파단면의 관찰을 행하였으며, 이들 결과를 비교, 분석하였다. 응력 해석 결과로부터, Mo 중간재를 사용할 경우 최대 잔류 주응력이 형성되는 위치가 AlN/삽입금속 계면으로부터 삽임금속/Mo 계면을 통하여 Mo 내부로 이동됨을 확인하였다.접합체의 자유표면에 형성되는 인장성분의 응력집중 위치는 Mo 중간재 두께가 증가됨에 따라 Cu/Mo 계면과 Mo/AlN 계면의 두 곳으로 분리되었으며, AlN측 잔류응력의 크기는 크게 감소하였다. 중간재를 사용하지 않은 경우 최대 접합강도가 52 MPa로 낮은 강도를 보였으나, 두께 400$\mu\textrm{m}$ 이상의 Mo 중간재를 사용한 접합체의 경우, 200 MPa 이상, 최대 275 MPa의 접합강도를 얻을 수 있었다.

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초고성능 시멘트 복합체의 초기 재령 구속 수축 및 인장 크리프 특성 (Characteristics of Early-Age Restrained Shrinkage and Tensile Creep of Ultra-High Performance Cementitious Composites (UHPCC))

  • 류두열;박정준;김성욱;윤영수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.581-590
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    • 2011
  • 초고성능 시멘트 복합체(ultra-high-performance cementitious conposites, UHPCC)는 우수한 압축강도와 연성을 나타내기 때문에 구조 부재 적용 시 단면을 상당히 감소시키고, 낮은 물-결합재비와 고분말 혼화 재료의 사용으로 높은 수축 변형률이 발생하게 되어 거푸집 및 보강근 등의 구속에 의한 수축 균열의 발생 가능성이 크다. 그러므로 이 연구에서는 UHPCC의 수축을 저감시키기 위한 방법으로 팽창재와 수축 저감제를 조합하여 혼입하고 자유수축과 구속 수축 거동을 평가하여 적합성 여부를 산정하였다. 실험 결과 팽창재와 수축 저감제를 조합하여 혼입한 경우에 약 40~44%의 자유수축 저감 효과를 보였으며, 잔류 인장응력은 약 35%와 47% 감소하였다. 지속적인 구속 하중에 의한 인장 크리프의 발생으로 탄성 수축 응력의 약 61%, 64%가 이완되는 것으로 나타났으며, 따라서 구속 수축 거동을 평가할 때에는 반드시 크리프 효과를 고려해야 한다고 판단되었다. 구속도는 0.78~0.85로 나타났으며 팽창재와 수축 저감제의 혼입에 의한 영향은 미미하였고 콘크리트 링의 두께가 클수록 감소하는 경향을 보였다. 또한, UHPCC의 인장 크리프 변형률을 측정하고 재령에 따라 변하는 구속 하중을 적용한 4-매개 변수 크리프 예측 모델과 비교하였다.