• 제목/요약/키워드: 한계응력 강도

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장시간 시효처리가 316 스트인리스 강의 고온 기계적 성질에 미치는 영향 (The Effect of Long Term Thermal Aging on High Temperature Mechanical Properties in STS316)

  • 임지우;정찬서;임병수
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.110-116
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    • 2002
  • At elevated temperature, very complex precipitations occur in STS316. To investigate the effect of the precipitation on mechanical properties in SIS316, tensile tests and fatigue crack growth tests were carried out at $650^{\circ}C$ using artificially degraded materials. The material degradation was simulated by aging for up to 20000 hrs. at $750^{\circ}C$, which is equal to 179000hrs (about 20yrs) of service life at $650^{\circ}C$, after conducting solution treatment for 20 min. at $11300^{\circ}C$. The result of the hardness test and the tensile test showed that both properties are closely related to the mean free distance of carbides. Also, from the results of fracture tests at $650^{\circ}C$, ${\triangle}K_{th}$, after values were found to decrease as aging time and microstructure, as the volume fraction of $\sigma$ phase increased.

SA516/70강의 저온피로크랙 전파 하한계특성에 관한 연구 (A Study on Fatigue Crack Propagation Threshold Characteristics in SA516/70 Steel at Low Temperature)

  • 박경동;김정호;박형동;최병국
    • 동력기계공학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.41-47
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    • 2000
  • Fatigue crack propagation rate and threshold characteristics of the SA516/70 steel which is used for the low temperature pressure vessels, were studied in the room temperature of $25^{\circ}C$ and low temperature ranges of $-10^{\circ}C,\;-30^{\circ}C,\;-60^{\circ}C\;and\;-80^{\circ}C$ with stress ratio of R=0.1. In the logarithmic relationship between the fatigue crack propagation rate($d{\alpha}/dN$) and stress intensity factor range ${\Delta}K$, the linear relationship was obtained up to $d{\alpha}/dN=4.425{\times}10^4mm/cycle$ in the same of room temperature, but in low temperature case, the relationship was extended to the range of low crack propagation rate. The fractured specimens were examined by SEM. Tested results showed that specimen failed at low temperature exhibit the quasi-cleavage fracture formation however considerable ductility proceed final fracture.

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압력용기용 강의 저온 피로크랙전파 하한계 특성에 관한 연구 (A Study on the Fatigue Crack Propagation Threshold Characteristic in Steel of Pressure Vessel at Low Temperature)

  • 박경동;박상오
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.326-331
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    • 2001
  • In this study. CT specimens were prepared from ASME SA5l6 which was used for pressure vessel plates for room and low temperature service. And we got the following characteristics from fatigue crack growth test carried out in the environment of room and low temperature at $25^{\circ}C$, -3$0^{\circ}C$, -6$0^{\circ}C$, -8$0^{\circ}C$, -10$0^{\circ}C$ and -12$0^{\circ}C$ in the range of stress ratio of 0.1 by means of opening mode displacement. At the constant stress ratio, the threshold stress intensity factor range ΔKsub/th/ in the early stage of fatigue crack growth ( Region I) and stress intensity factor range ΔK in the stable of fatigue crack growth ( Region II) was increased in proportion to descend temperature. It assumed that the fatigue resistance characteristics and fracture strength at low temperature is considerable higher than that of room temperature in the early stage and stable of fatigue crack growth region. The straight line slope relation of logarithm da.dN -ΔK in RegionII, that is, the fatigue crack growth exponent m increased with descending temperature at the constant stress ratio. It assumed that the fatigue crack growth rate da/dN is rapid in proportion to descend temperature in Region II and the cryogenic-brittleness greatly affect a material with decreasing temperature.

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원통형 복합재료 압력 용기의 기계적 물성 평가를 위한 세그먼트 형 링 버스트 시험 방법 분석 (Analysis of the Segment-type Ring Burst Test Method for the Mechanical Property Evaluation of Cylindrical Composite Pressure Vessel)

  • 김외태;김성수
    • Composites Research
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    • 제34권4호
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    • pp.257-263
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    • 2021
  • 복합재료는 높은 비 강성 및 비 강도 특성으로 인해 기체 혹은 액체 연료를 저장하기 위한 압력 용기의 설계 및 제작에 널리 활용되고 있다. 이에 따라, 압력용기의 파열압력 또는 파단 변형률의 기계적 특성의 보다 정확한 측정은 상용화 전에 필수적 요소이다. 그러나, 기존의 시험방법을 활용한 복합재료 압력 용기의 안전성 검증은 하중 전달 매체의 변형으로 인한 추가적인 에너지 손실의 발생과, 불필요한 하중 및 모멘트의 발생 등의 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 수직기둥의 이론적인 하중전달 정도와 적용 가능한 수직방향 변위를 고려하여 세그먼트형 링 버스트 시험장치를 설계하였다. 또한, 세그먼트 형 링 버스트 시험장치의 균일한 압력분포를 검증하기 위해 수치해석을 활용하였고, 수압 시험방법과 링 시편의 원주방향 응력 및 변형률 분포를 비교하였다. 복합재료 압력용기의 파괴 거동을 모사하기 위해 Hashin 파손 기준을 적용하였고, 실험적으로 파단 변형률을 측정하여 이를 수치해석 결과와 비교하였다.

대형직접전단시험을 이용한 조립재료의 전단거동 특성 (III) - 최종 종합 분석 - (Characteristics of Shear Behavior for Coarse Grained Materials Based on Large Scale Direct Shear Test (III) - Final Comprehensive Analysis -)

  • 이대수;김경열;홍성연;오기대;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.39-54
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    • 2009
  • 대형직접전단시험기를 이용하여, 국내의 석산에서 생산된 쇄석재료들에 대한 전단거동을 분석하였다. 시료별로 전단강도를 산출하였으며, 최대입경, 수침조건, 밀도, 균등계수, 파쇄율 등의 변화에 따른 전단거동의 영향을 평가하여, 선행연구결과와 정성적으로 비교하였다. 아울러, 일의 원리를 응용하여, 쇄석재료의 응력-다일러턴시 관계를 규명하였으며, 한계상태의 마찰계수와 첨두마찰각 및 팽창각을 산출하였다. 실험결과 일축압축강도와 파쇄율이 쇄석의 내부마찰각에 가장 결정적인 영향을 미치며, 파괴시 다일러턴시도 연관성이 높은 것으로 밝혀졌다.

백악기 사암과 세일에 대한 포아송비의 변화 (The variation of poisson's ratio for The Cretaceous Sandstones and Shale in the Euiseoung Subbasin.)

  • 정태종
    • 지질공학
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    • 제6권2호
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    • pp.103-110
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    • 1996
  • 본 연구는 의성 소분지에 분포하는 백악기 사암과 셰일을 대상으로 압력에 따른 포아송비의 변화를 구명(究明)한 것이다. 역학적 시험을 실시하기 위하여, 직경 30.0Cm, 길이 6.2Cm인 시료를 사용하여 응력/변형률 시험을 하였다. 시험에 사용된 기기는 분해 능이 $10^{-7}$인 증폭기 및 16비트 A/D변환기,컴퓨터,하중 계측기,시험 운영 프로그램으로 구성되어 있으며, 유효자료 획득 속도는 매 초당 6~100개이다. 일반적으로 포아송비는 지금까지 하나의 물성으로 취급되어 왔으나, 본 시험 결과 금속류와는 달리 포아송비는 압력에 따라 변하는, 압력과 함수 관계에 있음이 확인되었다. 포아송비를 도출함에 있어서 4가지 방법을 사용한 결과, 계산에서는 포아송비가 급격하게 증가하여, 계산방법에 따라 파괴 영역이 확연히 구분되어 진다. 사암과 셰일은 낮은 하중과 높은 하중에서는 서로 다른 거동을 보였으나, 중간 하중 영역즉 탄성 한계 내에서는 ${\nu}_t={\nu}_0+P_{\sigma}$로(${\nu}_0$ : 탄성 영역 내에서의 초기 포아송비. ${\nu}_t$ : 탄성 영역 내에서의 포아송비, P : 포아송 계수, $\sigma$:응력)일차함수적으로 증가하였다. 2가지 암석 시료 모두 탄성 한계 내에서 포아송비는 0.1~0.21의 연속적인 변화 양상을 나타내며,파괴강도 65% 이사에서 급격히 증가하여 0.22~0.45로 나타나므로 이는 탄성 범위밖에 해당된다.

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Hoek-Brown 공식을 이용한 현장타설말뚝의 주면마찰력 산정 (Estimation of Shaft Resistance of Drilled Shafts Based on Hoek-Brown Criterion)

  • 사공명;백규호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.209-220
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    • 2003
  • 현장타설말뚝의 주변마찰력을 산정하기 위하여 Hoek-Brown 모델의 일반공식이 수정되었다. 원지반 상태를 고려하는 Hoek-Brown의 일반공식에 근거하여 본 연구에서 제안된 단위주변면마찰력의 산정기법은 이전 원지반 무결암의 일축 압축강도만을 고려하여 단위주면마찰력을 산정하는 방법에 비해 상당한 뛰어난 적용성을 보인다. 본 연구에서 제안된 방법을 이용하여 암반에 근입된 현장타설말뚝의 단위주면마찰력에 대한 상한계와 하한계를 구성하는 것이 가능하며, 기존 문헌에 보고된 단위주면마찰력에 대한 시험결과의 대부분이 이 두 범위에 존재하는 것으로 확인되었다. 또한 제안된 방법을 통해 단위주면마찰력을 산정할 때 입력 변수에 대한 기본적인 가정만으로도 예측치와 측정치간에는 훌륭한 상관관계를 보였다. 여기서 도출된 상관관계식을 기존의 공식들과 비교한 결과 무결암의 강도가 작은 경우에는 Horvath와 Kenney의 제안식이, 그리고 암의 강도가 큰 경우에는 Rosenberg와 Journeaux의 제안식이 상관식과 근사한 결과를 보였다. 한편 GSI 및 구속압에 대한 영향분석을 수행한 결과 두 인자들과 정규화된 단위주면마찰력은 동반 상승하는 관계를 보였으며, 단위주면마찰력의 산정식이 멱함수의 형태일 경우에는 단위주면마찰력과 일축압축 강도 사이에 적용되는 계수는 GSI 및 구속응력에 따라 변하는 것으로 관측되었다.

고성능 강재(HSB 800)를 적용한 플레이트 거더의 휨강도에 대한 플랜지 국부좌굴 (Flange Local Buckling(FLB) for Flexural Strength of Plate Girders with High Performance Steel(HSB 800))

  • 김정훈;김경열;이정화;김경식;강영종
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.91-103
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    • 2014
  • 최근에 인장강도 800MPa급 고성능 강재가 개발되었지만 플랜지와 복부판의 상호작용을 고려한 플레이트 거더의 국부좌굴에 대한 연구는 아직까지 미흡한 실정이다. 본 연구는 HSB 800을 적용한 플레이트 거더의 플랜지 국부좌굴에 대한 강도를 비선형 유한요소해석으로 평가하였다. 비선형 해석 시 I-단면을 갖는 플레이트 거더의 플랜지와 복부판은 3차원 쉘요소로써 초기결함 및 잔류응력을 고려하였으며, 고성능 강재의 재료모델은 다중선형 재료로 모형화하였다. 이를 적용하여 복부판이 조밀, 비조밀 그리고 세장 단면을 갖는 압축 플랜지에 대해 매개변수 해석을 수행하였다. 플레이트 거더의 플랜지 국부좌굴에 대한 거동을 분석하였고, 본 연구의 비선형 해석 결과를 AASHTO LRFD(2012)와 도로교설계기준(한계상태설계법, 2012)의 압축플랜지 공칭휨강도와 비교하여 평가하였다.

탄·소성 쌍곡선 모델을 이용한 백마강 모래의 거동특성 연구 (A Study on the Behaviour of Baekma River Sands Using Elasto-Plastic Hyperbolic Model)

  • 양승재;박기현;박형렬;양경진;김찬기
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.93-101
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    • 2020
  • 흙의 비선형적 거동특성을 예측하기 위해 비교적 간편하고 예측의 정도가 높은 것으로 평가되는 탄·소성 쌍곡선모델을 선정하였다. 모델의 특성을 알아보기 위해 구성모델에 관련된 함수를 정식화하여 토질매개변수 결정 및 거동해석 프로그램을 개발하였다. 상대밀도 변화에 따른 백마강모래의 배수삼축압축시험 결과로부터 각각의 토질매개변수를 결정하였고 상대밀도에 따른 토질매개변수의 변화 특성을 분석하였으며 각각의 조건에서 결정된 토질매개변수를 이용하여 응력-변형률 거동을 예측하였다. 그 결과 축변형률에 대한 축차응력은 각각의 상대밀도에서 측정치와 예측치가 양호하게 일치하는 것을 확인하였고 축변형률에 대한 체적변형률의 관계에서 상대밀도가 작은 경우는 측정치와 예측치가 일치하는 경향을 보이나 상대밀도가 큰 경우에는 구성모델의 한계로 인해 체적변형률의 예측치가 측정치보다 다소 작게 나타나는 것을 확인 하였다.

수종(數種) 내화약제(耐火藥劑)로 처리(處理)된 합판(處理)의 기술적(技術的) 성질(性質)에 관(關)한 비교연구(比較硏究)(I) - 처리합판(處理處理)의 휨강도(强度)에 미치는 침지시간(浸漬時間)의 영향(影響) - (A Comparative Study on the Mechanical Properties of Plywood treated with Several Fire Retardant Chemicals (I) - Effect of Soaking Time on the Static Bending Strength of Treated Plywood -)

  • 김종만;정우양;이필우
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제12권2호
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    • pp.20-26
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    • 1984
  • 내화처리(耐火處理)된 합판(合板)의 내부(內部)에 잔존(殘存)하고 있는 내화약제(耐火藥劑)의 종류(種類) 및 그 양(量)이 합판(合板) 특유(特有)의 장점(長點)인 휨 강도(强度)에 어떠한 영향(影響)을 미치는 가를 조사(調査)하기 위(爲)해 황산(黃酸) 암모늄(Ammonium sulfate), 제1인산(第一燐酸) 암모늄(Ammonium phosphate, mono basic), 제2인산(第二燐酸) 암모늄(Ammonium phosphate, di basic), 그리고 복합약제(複合藥劑)인 붕사(硼砂) 붕산(硼酸)(Borax-Boric acid) 및 미나리스(Minalith) 등(等) 5종(種)의 내화제(耐火劑)를 20% 수용액(水溶液)으로 조제(調劑)한 다음 3.5mm 메란티 합판(合板)을 3시간(時間)부터 12시간(時間) 동안 3시간(時間) 간격(間隔)으로 침지처리(浸漬處理)를 한 후(後) $120^{\circ}C$의 열판(熱板)으로 재건조(再乾燥)하여 휨 강도시험(强度試驗)을 행(行)하였다. 비례한계(比例限界)에서의 응력(應力), 탄성계수(彈性係數), 파괴계수(破壞係數) 및 비례한계(比例限界)까지의 단위체적(單位體積) 당(當) 일등(等)을 조사(調査)한 바, 약제처리(藥劑處理)한 합판(合板)의 경우가 수분처리합판(水分處理合板)(대희구(對熙區))에 비(比)해 대부분(大部分) 높게 나타났으며 붕사(硼砂) 붕산(硼酸) 처리합판(處理合板)의 경우가 4부간(部間)에서 공(共)히 가장 높은 치(値)를 보여주었다. 그리고 처리시간(處理時間)이 연장(延長)됨에 따라, 즉 약액(藥液)의 흡수량(吸收量)(약제(藥劑) 잔존량(殘存量))이 증가(增加)함에 따라 휨 강도(强度)는 대체적(大體的)으로 향상(向上)하는 것으로 나타났다. 강도적(强度的) 측면(側面)이나 침지처리시(浸漬處理時) 발생(發生)하는 결함(缺陷) 등을 고려(考慮)할 때 복합약제(複合藥劑)인 붕사(硼砂) 붕산(硼酸)이 가장 바람직한 합판용(合板用) 내화처리약제(耐火處理藥劑)로 사료되는 바이다.

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