• 한국압력기기공학회 논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.100-109
• /
• 2020

Pipelines subjected to ground movement would be easily exposed to large-scale deformation. Since such deformations may cause the pipeline failure, it is important to ensure the safety of pipelines in various operation conditions. However, crack in weld metal have been considered as one of the main causes that can deteriorate the structural integrity of the pipeline. For this reason, the structural integrity of the pipe containing the crack in the weld should be obtained. In order to assess cracked pipe, J-integral and crack-tip opening displacement(CTOD) have been applied widely as the elastic-plastic fracture mechanics parameters representing crack driving force. In this study, engineering solutions to calculate the J-integral and CTOD of pipes with a circumferential outer surface crack in the weld are proposed. For this purpose, 3-dimensional elastic-plastic finite element(FE) analyses have been performed considering the effect of overmatch and width of weld. The shape of the weld was simplified to I-groove, and axial displacement was employed as for loading condition. Based on FE results, the effects of crack size, material properties and width of weldment on J-integral and CTOD were investigated. Additionally, the J-integral and CTOD for I-groove were compared with those for V-groove to examine the effects of the weld shape, and a proportionality coefficient of J-integral and CTOD was calculated from the results of this paper.

• Composites Research
• /
• 제23권2호
• /
• pp.24-30
• /
• 2010

니켈-나노분말/에폭시 복합재료의 계면 특성과 소수성을 자체-감지능과 작동기 측정을 위해 평가하였다. 경사형 시편을 사용하여 접촉 저항 및 저항도를 측정하였다. 자기장에서 복합재료의 작동성을 세가지 파형들, 즉, 싸인, 삼각, 그리고 사각파를 사용하여 평가하였다. 균일하지 않은 표면에 존재하는 소수성 영역 때문에 Ni-에폭시 나노복합재료의 어떤 부분은 초소수성보다는 다소 낮은 접촉각인 110도를 가졌다. 동적 접촉각은 정적 접촉각과 경향이 상호 일치함을 보였다. 니켈-나노분말의 고유의 금속성질 때문에 자체 감지를 확인하였으며, 또한 전자기장에 작동 반응을 잘 하였다. 니켈-나노분말/에폭시 복합재료의 최대 및 최적의 성능을 얻기 위해서, 레이져 변위 센서를 사용하여, 파형, 주파수, 그리고 전압의 함수로 작동기의 변위를 평가하였다. 니켈-나노분말/에폭시 복합재료의 작동은 적용된 주파수와 전압의 함수로써 증가하였다. 작동된 복합재료들의 연신율은 전압의 증가에 따라 삼각 혹은 사각파보다 싸인파에서 더욱 빨리 증가하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
• /
• pp.95-96
• /
• 2011

본 논문은 표면탄성파(Surface Acoustic Wave)의 특성을 이용하여 반사되어 돌아오는 피크 신호를 통해 개체를 식별하며 온도 변화에 따른 위상의 변화를 갖는 ID 태그 및 온도 센서의 제작공정과 네트워크 분석기를 이용한 측정에 대해 소개한다. 표면탄성파 마이크로센서는 IDT(interdigital trancducer)와 ID 번호를 갖는 리플렉터, 온도 변화에 따른 위상 변위를 관찰하기 위한 리플렉터로 구성된다. 제작된 두 개의 소자는 49(0110001), 113(1110001)의 ID 번호를 가지고 있으며, 1 us에서 기준신호를 관찰할 수 있도록 한 개의 리플렉터를 추가적으로 포함한다. 또한 온도 변화에 따른 전파 속도의 변화로 인해 발생 하는 위상 변화를 관찰하기 위한 리플렉터를 포함한다. $41^{\circ}$YX $LiNbO_3$ 압전기판, AZ1512 감광제, 알루미늄을 이용하여 제작 되었고 네트워크 분석기를 통해 출력된 신호로 ID 번호를 식별하고 $30^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$까지의 온도 변화에 따른 위상 변화를 측정하였다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.23-29
• /
• 2011

본 연구는 거친 표면을 갖는 GFRP 보강근의 쪼갬에 의한 부착파괴 거동과 파괴강도를 인발실험을 통해 규명하였다. 실험변수로서, 보강근의 직경, 콘크리트 피복 및 콘크리트 압축강도에 대하여 실험을 수행하였으며, 동일한 변수에 대하여 5개의 실험 결과를 평균하여 실험에 대한 오차를 최소화 하였다. 또한 쪼갬에 의한 부착파괴거동을 인발력과 변위결과로부터 고찰하였다. 쪼갬부착파괴강도 결과는 여러 연구자가 제안한 이형철근 및 FRP 보강근의 쪼갬부착파괴강도 평가모델식과 비교하였다. 분석결과, 거친표면을 갖는 GFRP 보강근의 쪼갬부착파괴강도는 Harajli 등(1995)이 제안한 모델을 이용하여 가장 근사하게 평가할 수 있는 것으로 나타났다.

• 공업화학
• /
• 제9권1호
• /
• pp.76-81
• /
• 1998

초임계 $CO_2$중에 미량 희석된 아세톤의 실리카겔(SG800, 세공경 80nm, 입자경 $10{\mu}m$)표면에서의 물리적인 흡착현상을 FTIR 측정기법에 의해 측정하여, 그 결과를 크로마토그래피 측정기법을 이용해 얻어진 흡착현상과 비교하였다. 크로마토 측정기법에 의해 얻어진 흡착등온선(온도 313K, 압력 1MPa~15MPa)은 $CO_2$의 임계압력(7.28MPa) 보다 낮은 압력에서 최대값을 가지며, 압력이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보여준다. 이 결과는 아세톤과의 수소결합 형성에 의해 적색변위(red-shift, 흡착피크가 낮은 파수 영역으로 이동하는 현상)한 실리카겔 표면 OH기의 IA(Integral Absorbance, 적분강도)의 압력의존성과 정성적으로 일치한다. 그러나 초임계유체 영역에서의 크로마토 측정기법에 의한 흡착등온선의 압력증가에 따른 감소비가 FTIR 측정기법에 의한 IA 곡선의 압력증가에 따른 감소비에 비해 조금 크게 감소하는 경향을 보여준다. 이 결과는 비교적 약한 상호작용을 가지는 van der Waals 결합력과 상대적으로 강한 흡착력을 가지는 수소결합력이 실리카겔 표면에서의 아세톤의 흡착에 동시에 영향을 미치고 있다는 것을 나타낸다. 초임계 $CO_2$와 $N_2$가스중에 미량 희석된 트리에틸아민의 FTIR 실험결과로부터 실리카겔 표면에 흡착된 아민류 유기용매의 독특한 분광학적 흡착특성, 흡착띠(band)가 $1300cm^{-1}$ 부근까지 적색변위하는 특성을 발견할 수 있었다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제10권4호
• /
• pp.76-81
• /
• 2011

UV imprinting process can manufacture high-functional optical components with low cost. If hard polymers can be used as transparent molds at this process, the cost will be much lower. However, there are limited researches to predict the machinability and the burr of hard polymers. Therefore, a new method to predict them by analyzing load-depth curves which can be obtained by the instrumented indentation test was developed in this study. The load-depth curve contains elastic deformation and plastic deformation simultaneously. The ratio of the plastic deformation over the sum of the two deformation is proportional to the ductility of materials which is one of the parameters of the machinability and the burr. The instrumented indentation tests were performed on the transparent molds of the hard polymers and the values of ratio were calculated. The machinability and the burr of three kinds of hard polymers were predicted by the ratio, and the prediction was in agreement with the experimental results from the machined surfaces of the three kinds of hard polymers.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제16권7호
• /
• pp.40-50
• /
• 1999

Recently, a laser displacement sensor is widely used for the manufacturing automation. The sensor is generally composed of a diode laser and a light receiving device. The diode laser emits a laser beam and the receiving device detects the light reflected from the measured object. The object position is obtained based upon triangulation method. As a light receiving device, a PSD is usually utilized since its structure is very simple and rugged and has a high accuracy. Although the theoretical relationship for this sensor had been developed, the characteristics of the sensor have not been much experimentally studied. In this paper, several experimental results will presented. The measurement accuracy is affected by the surface conditions such as the reflectance characteristics, the angle of the object's surface and the laser intensity. In addition, it is found that the PSD and the signal processing circuit have nonlinearities and showed that those nonlinearities can be reduced by controlling the emitting laser intensity.

• 한국공작기계학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.108-114
• /
• 2007

A new cutting force estimating approach and machining state monitoring examples are presented which uses a cylindrical displacement sensor built into the spindle. To identify the tool-spindle system dynamics with frequency up to 2 kHz, a home-built electro-magnetic exciter is used. The result is used to build an algorithm to extract the dynamic cutting force signal from the spindle error motion; because the built-in spindle sensor signal contains both spindle-tool dynamics and tool-workpiece interactions. This sensor is very sensitive and can measure broadband signal without affecting the system dynamics. The main characteristic is that it is designed so that the measurement is irrelevant to the geometric errors by covering the entire circumferential area between the target and sensor. It is also very simple to be installed. Usually the spindle front cover part is copied and replaced with a new one with this sensor added. It gives valuable information about the operating condition of the spindle at any time. It can be used to monitor cutting force and chatter vibration, to predict roughness and to compensate the form error by overriding spindle speed or feed rate. This approach is particularly useful in monitoring a high speed machining process.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권6호
• /
• pp.589-596
• /
• 2015

횡등방성 압전재료에 대한 모서리경사균열 문제를 해석하였다. 두 기계적 집중 면외하중과 전기적 집중 면내하중이 표면과 균열면에 각각 작용하고, 균열면은 절연균열면이다. 일반화된 변위벡터를 도입하고 Mellin 변환을 사용하여 문제를 수식화하고, 이로부터 Wiener-Hopf 식을 유도하였다. 이식을 풀므로써 폐형으로 주어지는 해를 얻었다. 임의의 균열길이나 경사각에 대해서도 적용이 되는 응력 및 전기변위 강도계수와 에너지 방출율을 구하였다. 이 해는 중첩에 의하여 임의로 분포하는 전기기계하중 문제에 대한 해를 제공하는 기본해로 사용될 수 있다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2003년도 하계학술대회 논문집 C
• /
• pp.1903-1905
• /
• 2003

전자기력을 이용하여 탐침형 정보저장장치의 미디어를 제어할 수 있는 초정밀 구동기를 제작하였다. 탐침형 정보저장장치는 데이터 비트의 크기가 10nm 수준이고, 단일 캔틸레버가 점유하는 영역의 크기가 수십 ${\mu}m$${\times}$수십${\mu}m$ 수준이므로, 미디인 구동기는 수 nm의 위치 정확도 및 수십 ${\mu}m$ 수준의 변위 그리고 100Hz이상의 공진 주파수를 확보하여야한다. 본 연구에서 제작한 탐침형 정보저장장치의 미디어 구동기는 고저항 Si wafer 표면을 Deep RIE로 patterning한 후 그 내부를 도금으로 채워 구리 코일을 형성하고 이를 영구자석과 결합시킨 후, 구리 코일에 전류를 흘려 미디어를 구동하는 방식이다. 사용된 영구자석은 SmCo 자석이며 코일의 폭은 $100{\mu}m$이고 간격은 $20{\mu}m$, 높이는 $70{\mu}m$로 결정하였으며, 100Hz 이상의 공진 주파수를 확보하기 위하여 스프링 재질은 구리보다 상대적으로 stiff한 Si을 사용하였다. 미디어의 크기는 $20{\times}20mm^2$, 전체 구동기의 크기는 $30{\times}30mm^2$이며 측정결과 최대변위는 140mA 인가 시 약 ${\pm}127{\mu}m$이다.