• Title/Summary/Keyword: 탄성재

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심층혼합 시료의 탄성계수에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Elastic Modulus of Deep Mixing Ground Specimen)

  • 박춘식;박환기
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권10호
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    • pp.39-49
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    • 2018
  • 본 연구는 심층혼합시료의 탄성계수를 파악하기 위하여 점토, 모래, 자갈의 입도 구성조건에 안정재 혼합비 8%, 10%, 12%, 14%로 혼합하여 총 320개의 공시체를 제작하였다. 이러한 공시체를 사용하여 일축압축시험을 수행하였고, 일축압축강도와 변형률을 분석하여 할선탄성계수와 접선탄성계수를 구하였다. 실내시험 결과 모든 심층혼합시료는 양생기간과 안정재 혼합비가 증가함에 따라 일축압축강도가 증가하였는데, 이에 대한 할선탄성계수와 접선탄성계수도 증가하는 경향이 뚜렷하게 나타났다. 양생기간에 따른 탄성계수 값의 증가는 할선탄성계수보다 접선탄성계수가 크게 나타났지만, 탄성계수의 증분비는 할선탄성계수가 크게 나타났다. 안정재 혼합비 8%에 대한 탄성계수와 안정재 혼합비 10%, 12%, 14%에 대한 탄성계수 값을 비교하여 안정재 혼합비에 따른 탄성계수를 추정할 수 있는 상관관계식을 공시체 조건별로 구하였다. 심층혼합시료의 입경이 굵어지면 각각의 탄성계수가 증가하는 경향이 나타났으며,가장 큰 영향을 미치는 입경의 분포는 모래질의 구성비가 높을 때 나타났다. 한편 탄성계수증가는 공시체 종류별로는 모래질 공시체가 점토질과 자갈질 공시체보다 크게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 심층혼합시료의 입도 분포와 안정재 혼합비로 현장의 심층혼합지반의 적절한 지반정수를 제안할 수 있을 것으로 판단된다.

체인형 합성고무탄성재의 탄성력 감쇄 (Elastic force degradation of synthetic elastomeric chain)

  • 허창혁;성재현;권오원;경희문
    • 대한치과교정학회지
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    • 제33권5호
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    • pp.371-380
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    • 2003
  • 본 연구는 체인형 합성고무탄성재의 시간에 따른 탄성력 감쇄의 양상을 평가하여, 이들 재료의 임상적용시 적절한 교정력의 적용을 위해 참고가 될 만한 기준을 구해보려는 목적으로 시행되었다. 공간폐쇄시 사용되는 체인형 합성고무탄성재의 탄성감쇄정도를 알아보기 위하여, 임상에 널리 사용되는 두 가지의 체인형 합성고무탄성재를 구강내 상태와 유사한 조건하에서 4주간 신장시켜 관찰한 결과 다음과 같이 요약할 수 있었다. 1. 시간에 따른 탄성력 감쇄양상은 전형적인 log함수의 형태를 보이며, 4주후 잔존탄성력은 원래의 $41.2\~64.6\%$이며 제품에 따라 차이가 있었다. 2. 신장후 초기 10분 동안 탄성력의 급격한 감소를 보여서, 초기힘의 $20\~25\%$를 상실하였으며, 이후 감소량이 줄어들어 1주이후부터 4주까지의 평균감소량은 $1.5\%$정도로 거의 일정한 힘의 크기를 보여주었다. 3. 동일한 재료를 사용하더라도, 탄성재의 신장량이 증가할수록 잔존탄성력이 감소하여 탄성감쇄율이 증가하였다

초음파 공명 분광법(RUS)을 이용한 SiC 입자강화 Al 기지복합재료의 탄성계수 해석 (Analysis of Elastic Constants in SiC Particulate Reinforced Al Matrix Composites by Resonant Ultrasound Spectroscopy)

  • 정현규;정용무;주영상;홍순형
    • 비파괴검사학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.180-188
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    • 1999
  • SiC 입자강화 2124Al 금속복합재료의 강화재 부피분율에 따른 탄성 stiffness를 초음파 공명 스펙트로스코피(resonant ultrasound spectroscopy: RUS) 방법을 이용하여 측정하였다. RUS 방법은 한 개의 소형 시편으로 9개의 독립변수를 가진 사방정계(orthorhombic) 탄성계수를 간단한 실험으로 측정 가능함을 보여주었다. SiC 강화재 부피분율 변화에 따른 탄성계수를 측정하였는데 이 경우 초기 추정 탄성계수를 구하기 위해서 부피 분율에 따른 미세조직 사진으로부터 강화재의 형상(aspect ratio)과 방향을 고려한 유효 aspect ratio 개념을 도입하였고. Mori-Tanaka 이론식에 의한 계산결과를 이용하였다. 이로부터 계산된 공진주파수와 RUS의 측정 공진주파수 사이를 최소화함으로 정확한 탄성계수를 측정하였다. 측정된 stiffnesses로부터 공학적 탄성계수인 Young's modulus를 계산하였으며, 계산된 Young's modulus와 압출방향으로 인장 시험한 Young's modulus를 비교분석 하였다. SiC 입자의 부피분율이 증가함에 따라 탄성계수가 증가함을 나타내었고, 탄성 stiffness의 거동은 강화재가 많이 첨가될수록 횡등방성(transversely isotropic)이 강하게 나타났으며 이것은 압출공정에 의해 강화재 입자의 방향성 재배열에 기인한다. 한편 일정크기 시편에 있어서 기본 공진주파수가 강화재 부피분율에 따라 고주파수 영역으로 이동하는 현상이 관찰되었으며, 이로 부터 비파괴적으로 강화재 부피분율을 예측할 수 있는 가능성을 제시하였다.

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국산 주요 간벌 소경재의 무결점재에 대한 휨특성 (Flexural properties of dear specimens made from small diameter thinned trees)

  • 차재경
    • 임산에너지
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    • 제22권1호
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    • pp.44-48
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    • 2003
  • 국산 간벌 소경재인 리기다소나무(Pinus rigida Mill.), 소나무(Pinus densifora Sieb. et Zucc), 일본잎갈나무(Larix kaemferi Carr) 및 상수리나무(Quercus acutissima Carr.)로 만든 무결점재에 대한 휨특성을 조사하였다. 휨강도와 탄성계수는 수종에 따라 차이가 있었다. 비중이 큰 상수리나무가 가장 큰 휨강도와 탄성계수를 나타냈으며, 비중이 작은 일본잎갈나무가 가장 작은 값을 나타냈다. 휨탄성계수와 휨강도는 응력파 탄성계수와 양호한 정의 상관관계를 나타내어 응력파 탄성계수에 의해 휨 특성 예측이 가능하였다.

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종방향 보강재로 보강된 다각형 단면 기둥구조의 극한강도 해석 (Finite Element Analyses on Ultimate Compressive Strength of Longitudinally Stiffened Polygonal Sections)

  • 최병호;박성미;황민오
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.40-40
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    • 2011
  • 현재 일반적으로 활용되고 있는 원통형 쉘구조로 이루어진 타워구조의 대형화가 추진되면서 제작, 운반 편의성, 단면효율성, 경제성 제고를 위해 다각형단면 기둥구조물의 활용이 대두되고 있다. 하지만 다각형 단면 기둥구조의 극한강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 원통형 쉘구조물을 다각형구조물로 대체하여 제작될 경우 축방향 압축에 대한 내하력 향상 효과를 수치해석적으로 검토해 보고자 한다. 해석모델은 지름 2m, 두께 20mm인 원형강관 프로토타입 풍력타워 구조를 참고로 하여 이에 내접하도록 결정한 6~12각형 단면 형상으로써 높이 10,000mm인 3차원 기둥모델을 구현하였고 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석하였다. 각 subpanel의 중앙에 종방향 보강재를 설치하였을 때 국부좌굴에 대한 내하력 변화를 비교하기 위해 종방향보강재로 보강한 모델을 구성하여 비교 해석을 수행하였다. 종방향 보강재의 제원은 미국 SSRC 제안식을 기준으로 삼았다. 탄성좌굴해석을 통해 탄성좌굴모드 형상을, 비선형비탄성해석을 통해 최종파괴모드 및 극한강도를 얻었다. 보강 전 후의 탄성좌굴 해석 결과로부터 최소모드의 고유치 값을 비교하였다. 각 subpanel 단면 중심부에 한 개의 보강재를 설치한 경우 탄성좌굴강도가 4배 가량 증가하였다. 이로부터, 보강재(n=1) 설치에 따라 유효 폭두께비가 1/2로 감소하는 효과를 확인 할 수 있다. 비선형해석결과로부터 subpanel의 단면중심에 보강재를 설치한 경우 보강재가 위치한 곳에 고정점이 형성되어 이를 중심으로 국부 좌굴모드에 변화가 생기는 것이 확인되었다. 이러한 변화는 다각형 단면 기둥구조의 내하력 성능, 즉 국부좌굴강도에 영향을 준다. 충분한 강성을 갖는 종방향 보강재가 설치된 경우, 극한상태에서도 유효폭두께비가 줄어드는 것과 같은 강도 향상 효과를 확인할 수 있다. 이러한 사실은 각 해석결과 극한강도를 DIN code, Migita와 Fukumoto의 제안식, SSRC 설계제안식 등과의 비교를 통해 확인할 수 있었다.

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응력파 실험에 의해 예측된 단판으로 제작한 할열과 목리를 지닌 3매 단판적층재의 특성 (Properties of 3-layered Laminated Veneer Lumber with Crack and Grain Angle from Stress Wave Tested Veneers)

  • 차재경
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제18권3호
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    • pp.17-25
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    • 1990
  • 양표면은 무결점재를, 가운데 단판은 경사목리 및 목리방향의 할열을 가진 단판을 사용하여 제조한 3매 단판 적충재에 있어서 목리방향과 할열의 인장탄성계수 및 인장강도에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. 또한, 비파괴 시험 방법인 응력파 실험에 의하여 각단판의 탄성계수를 측정하고, 이들 단판의 탄성계수로부터 단판적층재의 탄성계수를 예측하여 실측치와 비교하였다. 응력파에 의해 예측된 탄성계수는 인장실험으로부터 얻어진 결과와 거의 일치하였으며 인장탄성계수와 인장강도간에도 높은 상관관계를 나타내었다($r^2$=0.681). 인장강도에 있어서는 가운데 단판 할열의 영향은 나타나지 않았으나 목리의 경우 경사각이 증가함에 따라 인장강도가 감소하는 경향을 나타내었다.

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서로 다른 세장비에 대한 비파괴실험으로 국산재의 실질탄성계수와 전단탄성계수 결정 (Determination of True Modulus of Elasticity and Modulus of Rigidity for Domestic Woods with Different Slenderness Ratios Using Nondestructive Tests)

  • 차재경
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제43권1호
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    • pp.36-42
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    • 2015
  • 국산재에 대한 전단탄성계수와 실질탄성계수를 구하기 위해 서로 다른 세장비에 대한 휨강도실험 및 응력파실험을 실시했다. 국산재의 휨 성질들은 12%로 조습 처리된 무결점 시편으로 측정하였다. 휨강도와 탄성계수는 세장비(L/D)에 영향을 받아 세장비가 증가하면 증가하였다. 전단탄성계수(G)와 실질탄성계수는 서로 다른 세장비에 대한 휨강도 실험 및 응력파실험의 결과를 이용하여 계산했고, 그 값들은 국산재가 구조용도로 사용된다면 유용할 것이다. 하지만 이들 결과들은 제한된 수의 시편들에 대한 값으로 이들 수종의 실질 평균값을 나타내진 않는다.

의치상 재료에 따른 하악응력 및 의치의 변위에 관한 유한요소법적 분석 (FINITE ELEMENT ANALYSIS OF MANDIBULAR STRESSES AND DENTURE MOVEMENTS INDUCED BY VARIOUS DENTURE BASE MATERIALS)

  • 정재헌;윤창근
    • 대한치과보철학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.281-302
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    • 1987
  • 의치상 재료 종류에 따라 의치, 점막 및 하악골에 발생되는 변위 및 응력을 연구하기 위하여 컴퓨터를 이용한 수치적 해석인 2차원 유한 요소법을 이용하였다. 2차원 유한 요소 모형으로선 표준 크기의 하악골 및 의치를 고려하여 231개의 사변형 요소 및 268개의 절점으로 분할한 후 각 구성 성분의 물리적 성질인 탄성률 및 프와송비를 대입시켰다. 사용된 의치로서는 일반 합성수지의치, 2mm후경의 탄성재를 의치상 하부에 이장한 합성수지의치, 2mm후경의 탄성재를 치아와 의치상 중앙에 삽입한 합성수지의치 및 0.5mm후경의 금속상의치의 4종류였으며, 하중시에 하악의 고정 부위로선 생체와 동일 조건을 부여하기 위하여 교근, 내측익돌근, 측두근등의 하악 폐구근이 부착되는 하악각 부위 및 하악 근돌기 부위의 16절점을 고정점으로 하였다. 하중 조건으로선 하악 제1대구치의 일점에 10kg의 수직 집중하중, 하악 중절치의 일점에 7kg의 수직 집중하중 및 하악 제 1소구치로 부터 하악 제2대구치까지의 교합면에 10kg의 수직 분산하중을 부여하여 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 하중이 의치 교합면위의 가해진 부위에 따라 다양한 의치 회전 및 강하 현상을 보였으며, 탄성재를 이장 및 삽입한 합성 수지 의치의 변위가 일반 합성수지의치 및 금속상 의치의 변위보다 더 컸다. 2. 주응력을 고려할때 점막 부위에는 주로 압축 응력이 작용하였으며 치조제 부위는 압축응력과 인장 응력이 함께 작용하였다. 3. 탄성재를 삽입한 합성수지의치에 최고 등가 응력이 집중되었으며 그 다음은 탄성재를 이장한 합성수지의치, 일반 합성수지의치의 순이였으며 금속상의 경우는 금속을 따라서 높은 등가 응력이 넓게 분산되었다. 4. 의치상 종류에 관계없이 동일 하중 조건하에선 점막에 나타나는 등가 응력의 크기 및 분산양태는 유사하였다. 5. 하악골에서 등가 응력은 의치지지 부위에만 국한되지 않고 넓게 분산 되었으며 의치상 종류 및 하중 조건에 관계없이 치조제 후방 및 하악연의 후방 부위에 특히 높은 등가응력이 집중되었다. 6. 하악 중절치의 일점에 수직 하중을 가한 경우가 다른 하중 조건에 비하여 지지점과의 거리차이로 인하여 하악골에 가장 높은 등가 응력을 유발하였다. 7. 의치상 재료에 따른 하악 골에 발생되는 응력의 크기 및 분산에는 큰 차이가 없으나 금속상의 경우가 교합압을 분산하는데는 효과적이었다.

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금속재와 복합재 허브 Flexure를 갖는 무힌지 허브시스템의 공력탄성학적 안정성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study of Aeroelastic Stability of Hingeless Hub System with Metal and Composite Hub Flexure)

  • 송근웅;김준호;김덕관;이욱
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.98-105
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    • 2005
  • 본 논문은 복합재 패들형 블레이드를 장착한 무힌지 허브 시스템의 정지 및 전진 비행시 공력탄성학적 안정성 시험에 대한 것이다. 블레이드와 허브 flexure의 리드래그 감쇠비를 측정하기 위해 무힌지 허브시스템을 한국항공우주연구원의 GSRTS(General Small-scaled Rotor Test System)에 장착하여 가진 시험을 실시하였다. 리드래그 모드의 감쇠비를 산출하기 위해 MBA(Moving Block Analysis)기법을 사용하였다. 먼저 금속재 flexrue를 장착하여 시험을 수행한 후, 로터시스템의 동력학적 특성이 같도록 설계된 복합재 flexure를 장착하여 시험하였다. 시험은 정지 및 전진비행 조건에 따라 지상 및 풍동에서 수행하였다. 비회전 시험을 통해 복합재 flexure의 감쇠특성이 금속재보다 향상됨을 확인하였으며, 모든 시험 조건에 대해 복합재 flexure가 금속재보다 무힌지 허브시스템에 대한 공력탄성학적 안정성이 향상됨을 확인하였다.

비파괴 탄성계수를 이용한 집성재의 휨변형 예측 (The Practice of Bending Deflection using Non-destructive MOE of Glulam)

  • 박준철;홍순일
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제37권1호
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    • pp.48-55
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    • 2009
  • 집성재 보의 처짐의 경우 목재의 이방성 및 목재의 재질 특성(옹이, 목리경사 등) 때문에 이론식의 신뢰성 검토가 필요하다. 비파괴 탄성계수와 휨강도 시험을 통한 실측 탄성계수를 처짐곡선 미분방정식에 대입하여 휨 처짐을 산출하였으며 화상처리 방법을 통해 얻어진 실제 처짐과 비교하여 이론식에 의한 변형 예측의 타당성을 검토하였다. 방정식에 적용된 탄성계수는 초음파시험기를 이용한 제재판의 탄성계수와 종진동의 고유진동수를 이용한 제재판의 탄성계수로 구해진 예측 탄성계수($E_{cu}$, $E_{cf}$)와 제작된 집성재의 초음파의 통과속도를 이용한 탄성계수($E_{gu}$)와 종진동의 고유진동수를 이용한 탄성계수($E_{gf}$)를 대입하였다. 화상처리에 의한 실제 처짐과 처짐곡선 미분방정식에 의한 예측치을 비교한 결과, 휨탄성계수에 의한 경우 비례한도 영역 내에서 실측치와 예측치 비가 중앙집중하중에서는 1.12, 4점하중에서는 1.14로 비슷한 값을 나타내었다. 초음파 시험기를 이용한 처짐은 실측치와 예측치 비가 중앙집중하중에서는 0.89와 중앙집중하중에서는 0.95였으며 종진동을 이용한 처짐은 중앙집중하중 1.07과 4점하중은 1.10으로 모두 근사치를 나타냈다. 실험결과 집성재 보도 비파괴 탄성계수를 처짐곡선 미분방정식에 대입하여 구한 예측 처짐과 실제 처짐이 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다.