• 제목/요약/키워드: 주응력차

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횡등방성 암반 내 터널의 이방성 해석 (Anisotropic Analysis of Tunnel in Transversely Isotropic Rock)

  • 최미진;양형식
    • 터널과지하공간
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    • 제15권6호
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    • pp.391-399
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    • 2005
  • 본 연구에서는 횡등방성 암반에서 이방성 정도에 따른 응력 차와 3차원 주응력 하의 터널방향, 이방성 정도에 따른 터널 단면에서의 2차원 응력 차를 이론적으로 구하였다. 구해진 응력상황 하의 터널에 대하여 $FLAC^{2D}$를 이용하여 이방성 고려여부에 따른 천단, 측벽, 바닥의 응력 차를 비교${\cdot}$검토하였다. 그 결과 이방성을 무시할 경우 응력 조건에 무관하게 주응력의 크기와 방향이 다르게 나타나며, 이방성 정도가 커질수록 응력차가 증가함을 알 수 있다. 이방성의 방향에 따라 응력 차가 달리 나타나며, 특히 이방성의 방향이 x축으로부터 시계반대방향으로 $45^{\circ}$$135^{\circ}$에서 가장 큰 응력 차가 발생함을 확인하였다.

Chrome 변환을 이용한 CR 렌즈의 미세응력 시각화 (Stress analysis of the CR lens using the chrome conversion)

  • 김용근
    • 한국안광학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.9-15
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    • 2005
  • CR 렌즈에 가한 미세응력 크기의 시각화를 위한 편광기는 광원-편광판-시료-편광판-CCD-컴퓨터-chrome 변환 로 구성하였고, 각 편광판의 단계별 광 파의 $E_1$, $E_2$의 성분을 분석하여, 주 응력차 ${\sigma}_1-{\sigma}_2$와 무늬 차수(n)를 유도하였다. 시료의 광 축이 주 응력 방향과 일치하는 것으로부터 2 차원 모델을 결정할 수 있다. 광파에 작용하는 이중 굴절성과 위상 지연은 주 응력차(${\sigma}_1-{\sigma}_2$)에 비례하며, 최종 광 파의 세기는 $sin^2({\Delta}/2)$에 비례하고, ${\Delta}/2=n{\pi}$ (n=0, 1, 2, ${\ldots}$)일 때 흡광이 일어난다. 미세 응력에 의한 광탄성은 chrome 변환을 이용하여 분석 가능하였으며, 이미지는 뚜렷하였다.

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부분 관통 구멍이 있는 인장판의 주응력 분포 차이 해석 (Analysis of Principal Stress Distribution Difference of Tensile Plate with Partial Through-hole)

  • 박상현;김영철;김명수;백태현
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.437-444
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    • 2017
  • 기계구조물 부재의 단면에 구멍이나 또는 단면이 급격히 변화할 경우, 불연속 부분 주위에서 응력집중이 일어나며 파손이 발생하는 주요 원인이 된다. 그 이유는 부재에 작용하는 평균 응력보다 응력집중 부분에서 훨씬 큰 응력이 작용하기 때문이다. 본 논문에서는 시편의 부분 관통 구멍 주위에서 응력해석을 수행하여 구멍을 통과하는 선상의 주응력 차 값을 구하였다. 광탄성에서 최대주응력과 최소주응력의 차이는 등색프린지 차수와 재료의 프린지 상수를 곱한 값을 빛이 통과한 거리 즉, 시편의 두께로 나눈 값과 같다. 즉, 주응력의 차이는 광탄성 프린지 차수와 비례관계가 있으므로 유한요소해석에 의한 주응력 차이의 분포를 광탄성 실험결과에 비교할 수 있다. 유한요소 범용 소프트웨어인 ANSYS Workbench를 이용하였으며 유한요소법으로 해석된 값을 광탄성 실험으로부터 측정된 값과 비교한 결과 유사한 결과를 얻었다. 이로서 유한요소해석 결과는 실험결과와의 비교를 통해 타당성이 입증될 수 있었다. 또한 구멍깊이 변화에 따라 나타나는 응력분포를 사용하여 응력집중계수를 구하였다. 구멍깊이가 증가할수록 응력집중계수는 증가함을 나타냈다.

PS/PP와 EPDM/PP 블렌드의 유변학적 거동에 미치는 계면의 영향 (Effects of Interface on the Rheological Behaviors of PS/PP and EPDM/PP Polymer Blends)

  • 이향목
    • 유변학
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    • 제10권1호
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    • pp.14-23
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    • 1998
  • 비상용성 고분자 브렌드계인 PS/PP와 EPDM/PP의 유변학적 거동에 미치는 계면의 영향을 알아보았고 그실험 결과를 Park & Lee 모델과 비교하였다. PS/PP와 EPDM/PP 블 렌드계에서의 계면에 의한 전단응력과 법선 응력차에의 기여도는 $textsc{k}$와λ(1-$\mu$), 두 개의 변 수에 의해 잘설명되었다. 특히 계면의 탄성적인 효과와 관련있는 법선응력차 항이 전단 응 력 항보다 더 뚜렷하게 나타났다. 30PS/70PP 블렌드 조성에서는 블렌드의 유변학적 특성이 주로 연속상을 이루는 고분자의 의해 좌우된 반면에 50PS/50PP 블렌드조성에서는 계면에 의한 영향이 더두드러지게 나타났다. 이것은 50/50 블렌드 조성에서 계면의 넓이가 증가한 것과 관계 있다. 그러나 EPDM/PP 블렌드계에서 계면에 의한 응력 항들이 모두 PS/PP 블 렌드계의 그것보다 매우 큰 값을 가졌지만, 그 상대적인 비를 나타내는 $textsc{k}$값은 작았다. 이것 은 블렌드를 구성하고 있는 순수한 성분의 법선응력차 값의 차이가 크기 때문이다. 또한 PS/PP 블렌드계에 대한 동적 계면장력을 Park & Lee 모델을 이용하여 예측해 보았다.

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원편광기를 이용한 CR 렌즈의 광 탄성 해석 연구 (Anaysis of the photoelastic of CR lens using circular polariscope)

  • 김용근
    • 한국안광학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.11-16
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    • 2001
  • 렌즈에 가한 응력을 측정하기 위한 편광기는 1/4 파장판-편광판으로 구성하였고, 각 단계별 광파의 $E_1$, $E_2$의 성분을 분석하였다. 주 응력차 ${\sigma}_1-{\sigma}_2$는 무늬 차수(N)가 시료 각 점에서 분석되고, 시료의 광축은 주 응력 방향과 일치하는 것으로부터 2 차원 모델을 결정할 수 있다. 광파에 작용하는 복굴절성과 위상지연은 주 응력차 (${\sigma}_1-{\sigma}_2$)에 비례하고, 최종 광파의 세기는 $sin^2({\Delta}/2)$에 비례하고, ${\Delta}/2=n^{\pi}$ (n=0, 1, 2, ...)일 때 소멸 무늬인 흡광이 일어난다. 실험적 결과로는 렌즈의 외부 응력의 크기에 따라 흡광 band가 이동한다.

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재성형(再成形)한 해성점토(海成粘土)의 비배수(非排水) 변형특성(變形特性)에 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Undrained Deformation Characteristics of Remoulded Marine Clay)

  • 윤현정;강예묵;조성섭
    • 농업과학연구
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    • 제12권2호
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    • pp.309-323
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    • 1985
  • 본(本) 연구(硏究)는 삼축압축(三軸壓縮) 조건(條件)에서 여러 제한인자(制限因子)들이 재성형(再成形)한 해성점토(海成粘土)의 응력(應力)-변형(變形)에 미치는 영향(影響)을 알기 위하여 여러가지 단계(段階)의 함수비(含水比)와 밀도(密度)및 기타(其他)의 조건(條件)을 달리하여 실내(室內)에서 임의(任意)로 재성형(再成形)한 5가지 점토시료(粘土試料)의 비배수(非排水) 삼축압축(三軸壓縮) 시험(試驗)을 하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 함수비(含水比)의 증가(增加)와 함께 변형(變形)에 대(對)한 파괴주응력차(破壞主應力差)는 적어졌다. 2. 건조밀도(乾操密度)가 커질수록 변형(變形)에 대(對)한 파괴주응력차(破壞主應力差)는 커졌다. 3. 파괴주응력차(破壞主應力差)에 대(對)한 재성형(再成形) 함수비(含水比)와 밀도(密度)의 상호작용(相互作用)의 영향(影響)은 함수비(含水比) 6.6~9.7%와 건조밀도(乾操密度) $1.50{\sim}1.55g/cm^3$에서 가장 뚜렷했다. 4. 해성점토(海成粘土)에서는 축방향(軸方向) 변형율(變形率)이 응력(應力)-변형성질(變形性質)에 미치는 영향(影響)은 뚜렷하지 않았으나, 축방향(軸方向) 변형율(變形率)이 증가(增加)함에 따라 탄성계수율(彈性係數率)은 감소(減少)하는 경향(傾向)이 나타났다. 5. 입도(粒度)의 배합(配合)이 양호(良好)한 시료(試料)에서 변형(變形)에 대(對)한 주응력차(主應力差)가 큰 값을 나타냈다. 6. 해성점토(海成粘土)의 비배수(非排水) 변형(變形)에 관계(關係)가 깊은 인자(因子)만을 골라서 응력(應力)및 변형(變形) 예측(豫測)을 위한 중회귀(重回歸) 분석(分析) 모형(模型)을 만들 수 있다.

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환형수조의 내부 흐름특성 및 바닥전단응력 산정에 대한 연구 (A Study on the estimation of the flow characteristics and the bottom shear stress in an annular flume)

  • 양수현;임익태;황규남
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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    • pp.176-176
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    • 2011
  • 환형수조는 점착성 퇴적물의 이송특성 연구를 위해 가장 선호되는 실험 장치로 알려져 있다. 과거 많은 연구자들은 퇴적물의 이송특성, 특히 침식/퇴적 특성 조사를 위해 주로 수로를 이용한 실험적 연구를 수행하였는데, 최초의 실험적 연구들은 주로 직선수조에서 수행되었다. 그러나 입자간의 응집이 중요한 역할을 하는 점착성 퇴적물의 경우에, 직선수조 끝단에서의 자유낙하 및 재순환 펌프의 날개에 의해 응집된 토사가 쉽게 분리될 수 있어 그 타당성이 의문시 되어 왔으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 환형수조가 고안되었다. 환형수조는 수면과 접하여 회전하는 상부링의 마찰력에 의해 흐름이 생성되기 때문에 시간의 제약 없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류를 형성시켜 반경 방향(radial direction)에서의 바닥전단응력을 불균일하게 하는 단점을 갖는다. 이러한 2차 순환류와 바닥전단응력의 불균일을 저감시키기 위하여 환형수조의 몸체를 상부링의 회전 방향과 역방향으로 직접 회전시키는 방법이 채택되어져 왔다. 한편, 환형수조의 상부링과 몸체를 서로 역방향으로 동시에 회전시키는 양방향 회전(counter-rotation)의 적용을 위해서는 2차 순환류가 최소가 되며 바닥전단응력이 균일해지는 최적 회전속도비에 대한 분석은 필수적 사항이다. 이를 위하여, 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부의 흐름특성 및 평균바닥전단응력에 대한 연구가 선행되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 전북대에 설치된 환형수조의 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부에서의 흐름특성 및 바닥전단응력에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 이를 기초로, 환형수조의 최적 회전속도비 산출을 위한 연구가 수행 중에 있다. 이러한 결과들은 추후 환형수조를 이용한 점착성 퇴적물의 침식/퇴적 등과 같은 이송특성 연구시, 퇴적물에 작용하는 흐름조건의 정밀산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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이상적인 점탄성체 항복 조건을 이용한 폭발 시뮬레이션 (Simulation of Explosion Using the Ideal Viscoelastic Object Yield Condition)

  • 성수경;김경수;신병석
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.49-58
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    • 2014
  • 입자 기반 유체 시뮬레이션에서 유체와 완전탄성체의 중간 형태인 점탄성체는 유체와는 달리 물질의 변형에 대한 항복응력(yield stress)이 필요하다. 기존 입자 기반의 점탄성체 연구에서는 폰 미제스(von Mises) 항복조건을 사용해 점탄성체의 변형을 표현하였으나 폭발을 표현하지는 못하였다. 본 논문은 물체가 받는 수많은 방향의 힘을 계산해야 하는 폰 미제스의 항복조건과는 달리 최대 주응력과 최소 주응력의 차를 이용해 쉽게 근사 할 수 있는 트레스카(Tresca)의 항복조건을 변형한 이상적 점탄성체 항복조건을 제안한다. 폰 미제스의 항복조건을 쉽게 근사화하기 위해 물체가 받는 힘을 변형된 길이로 표현한 기존 입자 기반의 시뮬레이션과 달리, 본 논문은 트레스카의 항복조건을 바탕으로 2차원 물체가 힘을 받아 변형된 넓이를 주응력으로 가정한다. 가장 큰 힘을 받는 순간을 최대주응력, 가장 적은 힘을 받는 순간을 최소 주응력으로 근사 화하여 차이를 계산한다. 점탄성체의 경계면이 이상적 항복 조건 이상으로 줄어들 때 물체가 한계응력을 이기지 못하고 현실감 있게 폭발하는 과정을 표현할 수 있음을 확인하였다.

단일 경화 모델의 검증 (Verification of Single Hardening Model)

  • 김대규
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제8권4호
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    • pp.821-825
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    • 2007
  • 본 연구에서는 응력이력 의존적 소성포텐셜을 도입한 단일 경화 모델의 검증을 정규압밀, 약간 과압밀, 심한 과압밀 점토시료에 대하여 수행하였다. 단일 경화 모델은 한계상태 토질역학을 기본으로 비교적 적은 매개변수를 채택하여 최근에 개발된 탄소성 모델이다. 삼축압축시험이 정밀하게 수행되었으며 시험결과는 모델의 예측결과와 전반적으로 잘 부합하였다. 시험결과와의 차이는 단일 경화 모델이 주로 주응력 회전을 강조하기 때문이다. 그러나 소성일 H 및 주응력 회전각 변수를 통하여 지반재료에서 응력이력을 효과적으로 소성일에 반영할 수 있다는 사실이 검증되었다.

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임플란트 고정체와 지대주 간의 전하중 크기가 골응력에 미치는 영향에 대한 유한요소해석 (Effect of Implant Preload on the Marginal Bone Stresses Studied by Three Dimensional Finite Element Aanalysis)

  • 남효준;조광헌
    • 구강회복응용과학지
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    • 제28권2호
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    • pp.127-138
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    • 2012
  • 본 연구에서는 임플란트 고정체와 지대주 간의 전하중 크기가 임플란트 주위 변연골의 응력분포에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 해석 모델은 하악골에 식립되는 단일 임플란트(solid형 지대주와 submerged 형 고정체)로 제작되었고, 외력 조건으로는 임플란트 지대주 상부에 100N의 기능력이 협설 방향으로 30도 경사져 협측으로 작용하도록 설정하였다. 전하중의 크기가 변연골 응력 분포에 어떠한 차이가 생기게 하는지를 조사하기 위해 다섯개의 다른 전하중의 크기(0, 200, 400, 600, 800N)를 부여하였다. 모든 분석은 선형 탄성을 가정하여 ABAQUS/CAE(ver6.10-1, HKS, Fremont, CA, USA) 프로그램을 사용하였다. 임플란트 주위 변연골 응력분포의 차이는 전하중의 크기와 관련이 있었다. 100N의 교합력 하에 전하중이 0인 경우 변연골(임플란트 벽에서 0.1mm 떨어진 부분)에서 압축 응력은 28.33MPa이었는데, 전하중을 200N 증가시킬 때마다 1.76MPa씩 증가하였다. 이런 방식으로 800N의 전하중을 가할 때 나타나는 최대 압축 응력은 35.18MPa이었다. 반면 변연골에서의 인장 응력은 전하중이 증가할 수록 감소하였다. 임플란트 고정체와 지대주 간의 전하중은 변연골에서의 압축 응력을 증가시킬 수 있으나 기능력에 비하면 그 효과는 미미할 것으로 판단된다.