• 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.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제6권3호
• /
• pp.131-137
• /
• 2006

본 연구는 소성이론의 하계정리를 이용하여 구조설계자의 부재의 응력장에 대한 만족도를 고려한 구조해석 프로그램을 제안한다. 구조물에 작용하는 계수하중과 평형을 이루는 임의의 응력장 중에서 최소노름 응력장을 이용하여 찾아내고, 구조물의 모든 부위에서 부재의 설계내력이 부재력을 상회하도록 부재 단면을 결정하는 방법을 제안한다.

• 유변학
• /
• 제6권1호
• /
• pp.49-59
• /
• 1994

높은 전기장 하에서 다분산, 비구형 실리카/실리콘 오일 현탁액의 전기유변 (electrorheological, ER)현상을 살펴 보았다. 전기유변유체는 전기장 방향으로 사슬구조를 형 성하는 특성을 보이며 이것이 유변물성의 향상에 기여하는 것으로 알려졌다. 동적(dynamic) 상태 실험에서 전기장 하의 실리카 현탁액은 매우낮은 임계변형율(${\gamma}$c =0.1%)이상에서 비선 형 점탄성을 보였다. 저장탄성계수(G＇)는 변형율 변화에 손실탄성계수(G＂)는 매질의 점도 에 더 민감한 의존성을 보였다. 또한 겉보기 항복응력은 입자의 부피분율과 전기장에$\Phi$1.9E1.4 의 의존성을 보였는데 부피분율에 대한 의존성이 큰 이유는 0.1 이상의 부피분율에서 복합 사슬 구조 내의 입자들 간의 상호 정전효과가 지배적으로 나타나기 때문이라고 생각된다. 정상상태 실험에서는 부피분율이 크거나 높은 전기장 하에서 전단속도가 0.1sec-1 정도 이하 로 감소함에 따라 전단응력이 급겨히 증가하는 현상을 보였다. 그러므로 본질적인 동적 항 복응력을 얻기 위해서는 매우 낮은 전단속도 영역의 특이한 응력거동을 고려해야한다. 큰 전단속도 하에서는 hydrodynamic interaction의 영향으로 전단속도의 증가에 따라 전단응력 이 증가하였다. 이같은 전단응력의 거동을 계단전단실험으로 확인하였다.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.1-9
• /
• 2009

본 연구에서는 균열선단 주위의 응력장을 균열선단으로부터 멀리 떨어진 직선상에서 위상이동 광탄성법과 멱급수형 등각사상 맵핑함수를 이용하여 해석하였다. 해석된 광탄성 응력장을 실제의 광탄성프린지와 비교하였다. 정성적인 비교가 용이하도록 디지털 영상처리에 의해 등색프린지 패턴을 2배로 증식시키고, 증식된 프린지를 다시 세선 처리하여 서로 비교하였다. 정량적인 분석을 위하여 각각의 광탄성 측정 데이터와 계산된 프린지에 대한 퍼센트 오차와 멱급수형 응력함수의 항의 수에 따른 퍼센트 오차에 대한 표준편차를 비교하였다. 응력함수의 항의 수를 변화시켰을 때 표준편차를 계산하였다. 해석 결과 모드I 응력확대계수는 유한요소법과 경험식으로 계산한 값과 2% 이내로 근접하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권9호
• /
• pp.1287-1292
• /
• 2010

본 연구에서는 균열선단 주위의 응력장을 균열선단으로부터 떨어진 일직선상에서 유한요소법에 의해 계산된 광탄성 등색프린지 차수와 급수형 등각사상 맵핑함수를 이용하여 해석하였다. 해석된 광탄성 응력장을 실제의 광탄성프린지와 비교하였다. 정성적인 비교가 용이하도록 디지털 영상처리에 의해 등색프린지 패턴을 2 배로 증식시키고, 증식된 프린지를 다시 세선처리하여 서로 비교하였다. 유한요소법으로 계산된 프린지 차수를 이용한 하이브리드 응력장 해석에 의해 계산된 프린지와 광탄성 실험에 의한 실제의 프린지를 정성적이고 정량적인 비교를 하였다. 입력된 변위와 계산된 변위의 퍼센트 오차는 18 개의 데이터 모두 6.0% 이하로 서로 일치하였다. 또한 하이브리드 기법에 의한 정규화시킨 응력확대계수 $K_I$ 및 $K_{II}$는 유한요소법과 경험식으로 계산된 값에 근접하였다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제35권4호
• /
• pp.46-54
• /
• 1998

노치의 기하학적 형상이 동적응력집중계수에 미치는 영향을 동적 광탄성 시험법을 이용하여 규명하였다. 동적 하중 장치로부터 발생하는 탄성파에 의하여 여러 종류의 노치의 기하학적 형상 주위에서 발생하는 동적응력장을 $10^6/sec$의 촬영 속도를 갖는 Cranz-Shardin형 카메라를 사용하여 12장면을 기록하였다. 다양한 노치 선단의 형상에 대한 동적응력특이지수를 간단한 모델링식으로 결정하는 방안을 제시하고, 여러 가지 노치의 기하학적 형상에 대응하여 발생하는 동적응력집중현상을 비교하는데 이용하였다. 동적 광탄성 시험법으로 얻어진 동적응력장을 면밀히 해석하여, 동적응력집중계수가 노치의 형상에 크게 의존함을 규명하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권7호
• /
• pp.851-858
• /
• 2010

함수구배재료에서 구배방향을 따라 전파하는 천이모드 III 균열에 대한 일반적인 탄성해를 근접해법으로 얻었다. 함수구배재료의 전단계수 및 밀도는 구배방향을 따라 지수형적으로 변화한다고 가정하였다. 균열선단의 응력과 변위장은 응력확대계수 및 균열선단속도의 시간변화율에 의존하는 계수들을 갖는 방사상 좌표계의 누승으로 얻었다. 비균질성과 천이계수들이 응력 및 변위장의 고차항에 미치는 영향에 대하여 토론하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제37권3호
• /
• pp.187-195
• /
• 2024

본 논문에서는 평활화 유한요소법(Smoothed finite element method)을 도입한 응력 기반 구배 탄성론(Gradient elasticity)의 2차원 경계치 문제에 대한 연구를 수행하였다. 구배 탄성론은 기존 탄성론에서는 표현할 수 없는 미소규모의 크기 의존적인 기계적 거동을 설명하기 위해 제안되었다. 구배 탄성체론에서 고차 미분 방정식을 두 개의 2차 미분 방정식으로 분할하는 Ru-Aifantis 이론을 사용하기 때문에 평활화 유한요소법에 적용이 가능하게 된다. 본 연구에서 경계치 문제를 해결하기 위해 평활화 유한 요소 프레임워크에 스태거드 방식(Staggered scheme)을 사용하여 국부 변위장과 비국부 응력장을 평활화 영역 및 요소에서 각각 계산하였다. 구배 탄성에서 중요한 변수인 내부 길이 척도의 영향을 측정하기 위해 일련의 수치 예제를 수행하였다. 수치 해석 결과는 제안한 기법이 내부 길이 척도에 따라 균열 선단과 전위 선에 나타나는 응력 집중을 완화할 수 있음을 보여준다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권2호
• /
• pp.143-156
• /
• 2015

함수구배재료의 모드 III 균열이 물성치 구배방향과 다른 방향으로 비정상적으로 전파할 때 전파균열선단부근의 응력 및 변위장에 대하여 연구하였다. 함수구배재료는 밀도가 일정한 상태에서 전단탄성계수가 선형적으로 변화하는 경우와 밀도와 전단탄성계수가 지수형적으로 변화하는 경우로 가정했다. 조화함수의 해를 얻기 위하여 일반적인 편미분방정식의 동적평형방정식을 라플라스 방정식으로 변환하였다. 라플라스 방정식으로부터 균열속도 변화률, 응력확대계수의 변화률 등에 의존되는 응력장과 변위장을 근접해법으로 얻었다. 본 연구에서 얻어진 응력장과 변위장을 사용하여 재료의 비 균질성, 균열속도의 변화률, 응력확대계수의 변화률 등을 고려한 상태에서 균열이 임의의 방향으로 전파할 때 균열선단부근의 응력 및 변위 그리고 응력확대계수에 대하여 연구하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권5호
• /
• pp.1947-1955
• /
• 2013

본 논문의 목적은 얕은 기초 하중을 받는 입상체 내의 응력의 분포와 변위를 측정하는 광탄성 기법의 적용 방안을 제시하는 데 있다. 광탄성 측정기법은 입자 집합체의 힘 전달을 시각화하기 위해 사용 되었다. 실내 모형시험은 스틸 프레임으로 경계면을 만들고 폴리카보네이트 탄성중합체로 만들어진 이차원 원형 입자들을 적층하여 구성하였다. 광탄성 시트를 원형 입자에 코팅함으로써 힘 전달의 패턴을 밝은 빛의 줄무늬 형태로 확인할 수 있었고, 광탄성 측정 기법을 통해 접촉되어 있는 입자들에서의 주 응력차의 크기, 방향 또한 측정 할 수 있었다. 변위장은 디지털 이미지 해석 기법을 사용하여 측정 하였다. 하중 재하 초기 상태와 파괴 근처의 상태에서 서로 다른 접촉력의 분포를 정량적으로 분석하였다. 파괴 이전 단계에서 관측된 광탄성 패턴과 변위장은 접촉력 사슬의 좌굴 발생 이후 즉시 사라짐을 확인하였다.