• 제목/요약/키워드: 표면응력

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레일연마를 고려한 장대레일의 피로수명 평가 (The Fatigue Life Evaluation of CWR based on the Rail Grinding)

  • 공선용;성덕룡;박용걸
    • 대한토목학회논문집
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    • 제35권5호
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    • pp.1191-1198
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    • 2015
  • 본 연구에서는 국내 일반철도 새마을호 동력차 및 궤도조건을 고려한 차량/궤도 상호작용해석을 수행하였다. 레일표면요철에 따른 레일휨응력을 분석하였고, 레일 휨응력예측식을 도출하였다. 또한, 일반철도 레일강의 S-N선도를 이용한 피로해석을 수행하였다. 파괴확률에 따른 레일피로수명을 산정하였고, 레일연마에 따른 레일표면요철 제거 및 레일휨응력 저감효과를 고려한 레일피로수명 평가를 수행하였다. 따라서, 국내 일반철도에서 레일연마 시행방법에 따른 레일피로수명을 평가하여 제시하였다.

교정용 미니임플랜트의 직경 및 식립각도에 따른 응력 분포에 관한 3차원 유한요소 분석 (Three-dimensional finite element analysis for stress distribution on the diameter of orthodontic mini-implants and insertion angle to the bone surface)

  • 변나영;남은혜;김일규;윤영아
    • 대한치과교정학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.178-187
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    • 2006
  • 본 연구는 고정원 보강을 위하여 사용하는 교정용 미니임플랜트의 직경 및 식립각도에 따른 응력 분포 양상을 알아보기 위하여 시행되었다. 미니임플랜트의 직경 및 피질골 표면에 대한 식립각도에 따른 응력 분포 양상을 관찰하기 위하여 $15{\times}15{\times}20mm^3$의 육면체에서 식립되는 피질골의 두께를 1.0 mm로 하였으며, 미니임플랜트의 길이를 8.0 mm로 고정하고 직경은 1.2 mm, 1.6 mm와 2.0 mm, 식립각도는 피질골 표면에 대해 $90^{\circ},\;75^{\circ},\;60^{\circ},\;45^{\circ}$$30^{\circ}$인 3차원 유한요소 모델로 제작한 다음, 미니임플랜트 두부중심에 각도 변화 평면에 대하여 수직 방향으로 200 gm의 수평력을 가하여 응력 분포 양상과 크기를 3차원 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 비교하였다. 골에 나타나는 최대 응력은, 식립각도와 무관하게 미니임플랜트의 직경이 증가할수록 응력이 감소하였고, 대부분의 응력이 피질골에서 흡수되었다. 또한 미니임플랜트의 직경이 증가하고 식립각도가 감소함에 따라 피질골과 접촉면적이 유의성 있게 증가하였으나, 피질골에 나타나는 최대응력은 식립각도 보다 피질골 표면과 접촉하는 미니임플랜트 위치가 더 유의한 연관성을 가졌다. 이상의 결과는 미니임플랜트 사용 시 골내 응력 분포는 식립각도의 감소보다는 미니임플랜트 직경 증가와 미니임플랜트와 피질골 표면의 접촉위치가 미니임플랜트의 유지 및 안정성에 영향을 주므로 미니임플랜트의 식립 시 이에 대한 고려가 필요할 것으로 생각된다.

동적 유한요소 해석을 통한 용접 잔류응력 이완에 미치는 레이저 피닝 변수의 영향 고찰 (Investigation on the Effect of Laser Peening Variables on Welding Residual Stress Mitigation Using Dynamic Finite Element Analysis)

  • 김종성
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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    • pp.84-92
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    • 2010
  • 현재 가동 중인 몇몇 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부는 일차수응력부식균열(PWSCC : Primary Stress Corrosion Cracking) 발생의 세가지 조건(민감 재질, 부식 환경, 인장응력)을 동시에 충족하고 있다. 즉, 이종금속 용접부는 PWSCC에 민감한 재질인 Alloy 600 계열 합금으로 제작 또는 용접되어 있으며 고온 수화학 부식 환경 하에 놓여있다. 아울러 오스테나이트 스테인리스 강의 예민화 예방을 위한 용접 후열처리 미실시로 높은 인장 용접 잔류응력이 작용하고 있다. 이러한 이종금속 용접부의 특성상 PWSCC가 발생할 잠재성이 있을 뿐만 아니라 국내외적으로 Alloy 600 계열 합금으로 제작 및 용접된 가압 경수로 원전 안전 1등급 설비의 이종금속 용접부에 실제 PWSCC가 발생된 사례들이 다수 보고되고 있다. 운전 환경 및 재질 변화 없이 PWSCC 발생을 예방하기 위해서는 인장 잔류응력을 이완시켜 낮은 인장 또는 압축 응력화하여야 한다. 이러한 인장 잔류응력 이완방법들로는 PWOL(Pre-emptive Weld Overlay), 레이저 피닝(Laser Peening), MSIP(Mechanical Stress Improvement Process), 워터 제트 피닝(Water Jet Peening), IHSI(Induction Heating Stress Improvement) 방법들이 있는데 공정 시간이 짧고 열 에너지 원이 필요 없으며 전체적인 소성 변형을 야기시키지 않는 레이저 피닝을 본 연구의 대상 방법으로 한다. 본 연구에서는 동적 유한요소 해석을 통해 용접 잔류응력을 이완시키는 레이저 피닝의 효과를 검증하고 용접 잔류응력에 미치는 레이저 피닝 변수의 영향을 고찰하고자 한다. 내부 보수용접이 수행된 경수로 원전 가압기 노즐 이종금속 용접부에 레이저 피닝을 적용한 경우에 대해 상용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 동적 유한요소해석을 수행한 결과, 고온 수화학 일차수와 접하는 Alloy 600 계열 합금 내면에서의 인장 잔류응력이 상당히 이완됨을 확인하였다. 또한, 최대충격 압력이 증가할수록, 충격압력 지속시간이 증가할수록, 레이저 스팟 직경이 증가할수록 내표면 인장 잔류응력 이완 정도는 감소하나 이완되는 영역의 깊이는 증가함을 알 수 있다. 또한, 레이저 피닝 방향이 잔류응력 이완에 미치는 영향은 미미함을 알 수 있다.

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응력비의 영향을 고려한 표면피로균열의 균열성장식 (Fatigue Crack Growth Equation considered the Effect of Stress Ratio)

  • 강용구;김대석
    • 한국해양공학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.39-49
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    • 1998
  • In this work, fatigue tests by axial loading were carried out to investigate the effect of stress ratio on the growth behaviors of surface fatigue crack for SM45C steel and Al 2024-T4 alloy. The growth behaviors of surface crack have been monitored during fatigue process by measuring system attached CCTV and monitor. When the growth rates of surface crack were investigate by the concept of LEFM based on Newman-Raju's .DELTA.K, the dependence of stress ratio appears both SM45C steel and Al 2024-T4 alloy. Therefore, modified stress intensity factor range, .DELTA.K' [=(1+R)/sup n/.DELTA.K] are intorduced to eliminate the dependence of stress ratio. Using .DELTA.K', it is found that the dependence of stress ratio disappears both SM45C steel and Al 2024-T4 alloy.

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파괴분석을 이용한 단일이온교환된 유리의 응력 형성 관찰 (Determination of Stress Profiles by Fractography in Single Ion-exchanged Glass)

  • 이회관;강원호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.61-64
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    • 2003
  • 단일이온교환된 유리의 응력 특성을 관찰하기 위하여 파괴분석을 하였다. 프로세스변화로 인하여 이온교환된 유리의 응력층이 유리표면에서 안쪽으로 이동하였다. 깃털모양자국(hackle marker)과 거울면(mirror region)의 크기가 이온교환프로세스의 온도, 시간에 따라 변화하였으며, 파괴강도에 비례하였다. 또한 Indenter를 사용하여 응력층을 파괴하는 경우 일반유리와 같은 파괴특성을 나타냈다.

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2차원적 해석을 통한 반타원 결함의 응력세기계수 산출 (Two-Dimensional Approach for Stress Intensity Factor Solution of a Semi-Elliptical Crack)

  • Ho, Kwang-Il;Park, In-Gyu
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제23권1호
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    • pp.12-19
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    • 1991
  • 본 연구에서는 반타원 표면결함의 응력세기계수를 계산하는 공학적-일반식을 유도하였다. 가중치함수를 이용하여 임의의 응력이 작용할 시에 평잔 및 실린더에 존재하는 반타원결함에 대한 응력세기계수 산출에 유한요소해석이나 탄성파괴 핸드북을 사용하지 않고 2차원적 해석방법을 이용한 단일화된 식으로서 쉽게 계산할 수 있는 방법을 제시하였다. 본 방법엘 의한 계산결과는 기존에 발표된 연구물에 제시된 값과 잘 일치하였으며, ASME의 산출방법보다도 현실적이며 실제 경우에 사용하기 용이함을 보여준다.

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회전굽힘응력하에서 환봉재의 미소표면균열의 성장거동해석 (Analysis of small surface crack growth of round bar under rotary bending stress)

  • 오환섭;이병권;박철희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제22권1호
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    • pp.160-169
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    • 1998
  • The purpose of this study for the prediction of fatigue crack propagation behavior, Stress Intensity Factor(F) of round bar with 3-Dimensional half circular, semi-elliptical icro surface crack under rotary bending stress for the variable aspect, size, rotation angle was analyzed by Boundary Element Method (BEM). It is predicted that behavior of crack growth is half circular or circular crack (b/a.geq.1) and propagate to b/a.leq.0.85.

반도체 배선용 무전해 구리 도금액의 pH 조정제가 접합력에 미치는 영향 (Effect of pH Adjuster on Adhesion Strength between electroless copper film and Ta diffusion barrier)

  • 이창면;이홍기;허진영;송동호
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.186-186
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    • 2013
  • 반도체 배선용 무전해 구리 도금에서 pH조정제가 구리피막과 Ta 확산방지막 사이의 접합력에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. TMAH로 pH가 조절된 경우 NaOH 사용시에 비하여 높은 접합력을 나타내었다. 면간거리 및 밀도 측정결과 TMAH를 사용한 경우 구리피막이 보다 치밀한 구조임을 확인할 수 있었다. TMAH 사용시의 높은 접합력은 NaOH을 사용 한 경우에 비하여 무전해 구리피막이 보다 낮은 내부응력을 갖기 때문으로 판단되었다. pH조정제에 따른 내부응력의 변화를 결정구조의 관점에서 자세히 고찰하였다.

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고리 1호기 증기발생기 전열관의 2차측 응력부식균열 Part I: 손상원인 분석

  • 박인규;황일순;황세기;이상학;이계용;김봉수;홍연완
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(1)
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    • pp.211-216
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    • 1995
  • 1994년 11월에 나타난 고리 1호기 증기발생기의 전열관 누설에 대한 원인을 조사하기 위하여 인출 전열관의 파손 분석과 슬러지 분석 및 pH 분석 등을 수행하였다. 손상원인은 국부적인 염기도 상승과 부식전위 상승에 따른 2차측 응력부식균열(ODSCC)로 밝혀졌다. 전열관 표면과 접한 관판 상부의 퇴적슬러지 끝단에 형성된 틈새에서 나타나는 비등현상으로 $Na^{+}$ 등의 양이온이 농축하게 되며, Cl$^{-}$ 등의 음이온 증발로 인하여 국부적으로 염기도의 상승현상이 야기되었다. 또한 재 가동시 전열관 표면에 침착된 잔류 구리와 용존산소의 결합으로 부식전위가 상승되었다. 이와 같은 ODSCC 발생환경은 1990년이래 지속적으로 형성된 것으로 판단된다.

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STS316L용접재의 표면파에 의한 잔류응력 측정과 균열진전시의 음향방출특성 (Residual Stress Measurement by L$_{CR}$ Wave and Acoustic Emission Characteristics from Fatigue Crack Propagation in STS316L Weldment)

  • 남기우;박소순;안석환
    • 한국해양공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.47-54
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    • 2003
  • In this study, the residual stress and the acoustic emission Charactreistics from fatigue crack propagation were investigated, bused on the welded material of STS316L. The residual stress of welding locations could be evaluated by ultrasonic parameters, such as L$_{CR}$ wave velocity and L$_{CR}$ wave frequency; the residual stress between base metal and weld metal was evaluated. In the fatigue tests, three types of signals were observed, regardless of specimen condition, base metal, and weld metal. Based on NDE analysis of AE signals by the time-frequency analysis method, it should also be possible to evaluate, in real-time, the crack propagation and final fracture process, resulting from various damages and defects in welded structural members.