본 강좌(V)에서는 특히 연성파괴의 개요와 그 기구에 대하여 기술하여 보겠다. 기술하는 내용은 연성파괴의 형식, 연석파괴에 대한 역학적인 금속조직학적 인자와의 관계 및 연성파괴에 대한 이론적인 취급의 일예등이며, 이들에 대한 개요를 가능한 범위내에서 서술식으로 기술하겠다. 본 강좌는 학회지 내용을 보다 쉽게 하자는 편집 방법에 따라 매우 기초적인 것만을 다루었다.
향후 급속히 증가할 것으로 예측되는 전력수요에 대비한 새로운 대전력 수송방법의 필요성이 최근 선진국들을 중심으로 강하게 대두되고 있다. 이러한 목적에서 초전도 케이블이 필요하나 신뢰성, 안정성, 결제성을 보장하기 위해서는 극저온절연 기술이 반드시 해결되어야 한다. 특히 고온 초전도체를 사용하는 초전도체 케이블의 냉각 및 절연재료로 사용될 액체 N$_{2}$(LN$_{2}$)의 절연파괴특성은 중요하다. 본 논문에서 LN$_{2}$의 절연파괴에 미치는 기포의 영향을 조사하고 정침에서는 정 Streamer, 부침에서는 기포파괴기구의 가능성을 검토하였다.
본 고에서는 철골 구조물에 있어서 일어나고 있는 좌굴에 대해, 현재 외국에서 진행중인 연구의 일부를 소개하였다. 이들의 기본 개념은 좌굴이 일어날 수 있는 압축부재에 있어서 최대내력, 즉 좌굴이 일어나기 이전에 부재를 압축에 대해 항복시킴으로써, 좌굴을 방지하려는 연구의 일종으로서, 부재의 강도면에 있어서는 큰 손실이 뒤따르게 된다. 하지만, 트러스 등의 구조물에 있어서 압축보다 인장에 대해서 사전에 항복하도록 설계(선인장 항복설계)가 이루어진 경우일지라도, 인장항복만으로 붕괴기구가 형성된다. 또한, 일반적으로 트러스를 제작함에 있어서 시공상의 오차가 발생할 가능성이 상존하고 있으며, 부정확하게 시공된 구조물에 있어서는 설계시 상정된 파괴기구와는 다른 형태의 파괴기구가 형성될 가능성이 있다. 따라서, 안정항복하여 큰 소성변형이 필요한 경우에는 상기의 방법이 유효하다고 사료된다. 한편 본 고에서 예로 다루고 있는 2중 강관구조에 있어서는, 외관과 내관의 단면적비가 약 1:1.5 정도이며, 보강재로 사용되는 내관을 아무리 저급의 제품을 사용한다해도 불경제적이 될 가능성이 크다. 따라서 금후, 내관의 단면 결정을 위한 많은 연구가 이루어져야 한다고 생각한다.
프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 상자형 교량의 정착부에 프리스트레스 힘이 도입되면, 과다한 국부집중 하중으로 인하여 균열이 발행할 수 있으며, 최근 이러한 교량의 건설시 텐던을 따라가며 심각한 균열이 발생한 경우가 있다. 본 논문은 프리캐스트 프리스트레스트 콘크리트 상자형 교량의 정착부에 발생하는 국부집중 응력의 분포 특성을 규명하고, 이를 토대로 파괴기구 고찰함에 목적이 있다. 이를 위하여 정착부 파괴에 직접적인 영향을 미치는 단면의 형상, 텐던의 배치상태, 국부보강 철근의 형태 및 구조보강 철근량 등을 변수로 하는 역학적 거동 실험 및 해석 연구가 수행되었다. 위의 실험 및 해석연구결과 정착부 파괴양상이 규명되었으며, 프리스트레스 정착부의 새로운 파괴기구 개념이 제시되어, 정착부 파괴과정을 적절히 설명하고 있다.
재료에 단순 인장시험에 의해 구한 항복강도의 2/3의 축응력을 부가하면, 소성변형과 파괴는 일어나지 않지만, 상당한 사이클로 반복하여 부가하면, 파괴가 일어난다. 이것을 피로파괴라고 한다 대부분의 구조물이나 기계부품은 재료의 항복응력 이하의 반복하중을 받으면서 작동되므로, 피로파괴가 자주 발생한다.(중략)
최근 에너지 절약면에서 초전도 케이블에 관심을 모으고 있다. 그러나 케이블의 수명과 신뢰성을 보장하기 위해서는 극저온 절연기술이 반드시 필요하다. 본 논문에서는 극적은 기체 질소의 절연파괴특성과 기구에 대해 보고한다. 극저온 기체 질소(300K-93K)의 절연파괴전압은 액체 질소(77K)의 경우의 1/4~1/6배정도 낮으며 온도와 기체밀도에 의존한다. 또한 비등점근처의 온도영역을 제외하고는 Paschen의 법칙이 성립한다.
단조인장시험하에서 CFRP적층재의 손상과정을 음향방출과 초음파시험에 의해 평가하였다. 시험편으로부터의 음항방출신호의 진폭 분포는 기지재 균열(matrix crack), 박리(debonding), 섬유 pull-out 및 섬유 과단(fiber fracture)과 같은 CFRP에서의 파괴기구를 분석하는데 도움을 주며, 초음파 진폭감쇠의 특성 또한 각각의 파괴기구를 분석하는데 유용하다. 여러종류의 CFRP시험편을 사용하여 음향방출신호와 초음파신호의 진폭감쇠를 조사하였다. 끝으로 하중 제하중(loading-unloading) 시험이 초음파내의 진폭비에 대한 Felicity effect와 감쇠를 조사하기 위해서 수행되었다. 전 실험에 걸쳐 초음파신호의 진폭감쇠와 음향방출 파라미터(parameter)들은 동시에 검출되었다. 이로써 음향방출과 초음파시험의 두 파라미터들이 CERP에서의 파괴기구를 분석하기 위해 효과적으로 사용될 수 있음이 확인되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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