• Title/Summary/Keyword: 2 차응력

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Anisotropic Analysis of Tunnel in Transversely Isotropic Rock (횡등방성 암반 내 터널의 이방성 해석)

  • Choi Mi-Jin;Yang Hyung-Sik
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.15 no.6 s.59
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    • pp.391-399
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    • 2005
  • In this study, stress difference between isotropic and transversely isotropic rock mass, and planar principal stresses at the periphery of the tunnel in the rock with various ratio of anisotropy were determined theoretically. Stress differences between isotropic and anisotropic calculations at crown. side walls and floor of a tunnel with assumed stress states were analyzed and compare each other by $FLAC^{2D}$, a finite differential element method. As a result, magnitude and direction of principal stresses in the case of ignoring anisotropy were different from those of anisotropic cases, whatever the stress state was. Stress difference increased as the ratio of anisotropy increased. Direction or anisotropy affected stress difference, especially in the cases of anisotropic directions of $45^{\circ}\;and\;135^{\circ}$ of counterclockwise from x direction.

A Study on the change of shape of the flume cross section for the control of bottom shear stress distribution of an annular flume (환형수조의 바닥전단응력 균일화를 위한 수조단면의 형상변화에 대한 연구)

  • Yang, Su-Hyun;Im, Ik-Tae;Hwang, Kyu-Nam
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.177-177
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    • 2011
  • 환형수조는 점착성 퇴적물의 침/퇴적실험을 위한 실험장치로서, 수조내부의 수면과 접하여 회전하는 상부링(top ring)의 마찰력에 의해 흐름이 생성되며, 시간의 제약없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류가 형성되어 바닥전단응력이 불균일해지는 단점을 가지고 있으며, 이러한 이유로 인하여 환형수조를 이용한 침/퇴적실험 수행시 수조의 외벽부근에서 더 큰 침식이 발생한다. 따라서, 2차 순환류의 발생을 줄이고 바닥전단응력의 분포를 균등하게 하기 위해 양방향 회전(환형수조의 몸체를 상부링의 회전방향과 반대방향으로 회전)이 가능한 환형수조가 고안되었는데, 이러한 방법으로 2차 순환류의 크기를 저감시키고, 바닥전단응력을 균일하게 만들 수 있다. 한편, 환형수조의 양방향 회전(counter-rotation)은 현장용 환형수조에는 적용될 수 없는 단점을 갖는다. 현장실험에서는 바닥면이 없는 현장용 환형수조를 해저면에 거치시켜 자연상태의 비교란 퇴적물 시료를 저면으로 형성시키는데, 바닥면이 존재하지 않는 환형수조 본체는 회전시킬 수 없으므로 양방향 회전을 통한 2차 순환류의 저감 및 바닥전단응력 균일화의 효과를 기대할 수 없다. 이러한 이유로 환형수조의 양방향 회전은 단지 실내실험용 환형수조에만 적용된다. 이에 본 연구에서는 환형수조 본체를 회전시키지 않고 수조의 측벽과 상부링의 각도 조절을 통해 수조단면의 형상을 변화시켜 2차 순환류를 저감시키고 바닥전단응력을 균등하게 하는 방법에 대한 연구가 수행되었다. 이 방법은 본체의 회전이 필요 없으므로 현장용 환형수조에 적용될 수 있을 뿐만 아니라, 실험장치의 구조가 단순해져 실험장치의 제작비가 절감될 수 있다. 또한 원주속도에 수직한 단면에서 속도구배가 감소되어 2차 순환류가 저감됨과 동시에 바닥전단응력이 균등하게 됨으로서 양방향 회전시와 동일한 효과가 얻어질 수 있을 것으로 예상된다.

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Stress Behaviors of Superheater Tubes under Load Change Operation in HRSG (배열회수보일러의 부하변동 운전에 따른 과열기 튜브들의 응력거동)

  • Chong, Chae-Hon;Song, Jung-Il
    • Journal of the Korean Solar Energy Society
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    • v.28 no.6
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    • pp.33-39
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    • 2008
  • The purpose of this study is not only to evaluate the stress behavior of tubes in superheater in HRSG during the load change operation but also to find root causes of failure from stress behavior. Firstly, temperature during operation was collected to perform stress analysis from actual HRSG. Part load and full load stress analysis which can be represented as the whole load change operations were performed using commercial finite element software. The possibility that can lead to tubes failure is found by stress analysis and its results is compared with metallurgical mircrostructure of failed tube which was taken from actual HRSG.

Stress analysis of the CR lens using the chrome conversion (Chrome 변환을 이용한 CR 렌즈의 미세응력 시각화)

  • Kim, Yong-Geun
    • Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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    • v.10 no.1
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    • pp.9-15
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    • 2005
  • The polariscope to measure the microscopic stress in CR lens consists of light source polarizer, model, polarizer, CCD, computer, chrome conversion orderly and the principal-stressed difference, (${\sigma}_1-{\sigma}_2$) and the fringe order n were measured by analyzing two components of light wave $E_1$ and $E_2$ following each polarizer's steps. The two-dimensional model could be determined from the fact that the optical axes of sample concide with the principal-stress directions. The bi-refringence acted to a light wave and the phase retardation were in proportion to the principal-stressed difference(${\sigma}_1-{\sigma}_2$) and the intensity of final light wave was proportioned to $sin2({\Delta}/2)$ and when ${\Delta}/2=n{\pi}$ (n=0, 1, 2, ${\ldots}$) the extinction occurs. Photoelastic's image by microscopic stress could analyzed using chrome conversion, and the image showed clearly.

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Measurement of Saturation Magnetostriction by the Second-order Higher Harmonics of ac Perturbing Magnetic Field (교류 섭동 자기장의 제 2차 고조파를 이용한 포화자기변헝 측정)

  • Cha, S.Y.;Kim, J.K.;Ryu, K.S.;Cho, Y.R.
    • Journal of the Korean Magnetics Society
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    • v.15 no.2
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    • pp.72-75
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    • 2005
  • The profiles of the second-order higher harmonics during B-H hysteresis loop have been measured as functions of the tensile stress in grain-oriented $3.2{\%}$ Si steels. The observed harmonics profiles have been analyzed in terms of the nonlinear, asymmetric magnetization which reflects the domain reorientation under the field. The field interval of the second-order higher harmonics is related to the nucleation and annihilation fields and a measurement method for the magnetostriction is proposed using the harmonics profiles under tensile stress.

Crack Extension in Anisotropic Solids Subjected to Uniaxial Load (단축하중을 받는 이방성체내 균열의 진전)

  • 임원균;최승룡;안현수
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.2
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    • pp.161-169
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    • 1999
  • 이방성체의 평면내 직선균열에 대한 균열선단부근의 응력과 변위의 분포는 어떠한 균열체의 형상 및 하중조건에 대해서도 응력확대계수라는 하나의 매개변수로서 나타낼 수 있다고 하는 것이 파괴역학에서 보편화되어 있다. 그러나 많은 경우에 있어서 급수전개식의 이어지는 항은 정량적으로 중요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 항을 유도하고 이것이 균열진전방향에 미치는 영향에 대하여 검초하였다. 이를 위하여 단축하중을 받는 직방성균열체의 해석을 수행하며 재료는 균질이방성체라고 가정하였다. 급수전개식에서 2차항의 영향을 고려하기 위하여 균열선단에서의 응력의 분포를 재해석하였으며, 2차항의 사용은 정확한 균열진전방향의 결정을 위해서 매우 중요함을 보였다. 초기균열진전각도의 결정을 위해서 수직응력비이론을 적용하였다.

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Anaysis of the photoelastic of CR lens using circular polariscope (원편광기를 이용한 CR 렌즈의 광 탄성 해석 연구)

  • Kim, Yong-Geun
    • Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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    • v.6 no.2
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    • pp.11-16
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    • 2001
  • The polariscope to measure :he stress in lens was made up quarter-wave plate polarizer and we analyzed two components of light's wave $E_1$ and $E_2$ following the steps. It is clear that the principal-stress difference ${\sigma}_1-{\sigma}_2$ can be determined in 2-D model if fringe order N is measured each point in sample moreover. the optical axes of sample coincide with the principal-stress directions. The birefringence acted to a light wave and a phase retardation were in proportioned to the principal-stressed difference (${\sigma}_1-{\sigma}_2$) and the intensity of final light wave was proportioned to $sin^2({\Delta}/2)$, when ${\Delta}/2=n^{\pi}$ (n=0, 1, 2, ...) and the extinction occurs. As a experimental result, the extinction band shifted owing to a magnitude of lens' external stress.

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A Study on the estimation of the flow characteristics and the bottom shear stress in an annular flume (환형수조의 내부 흐름특성 및 바닥전단응력 산정에 대한 연구)

  • Yang, Su-Hyun;Im, Ik-Tae;Hwang, Kyu-Nam
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.176-176
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    • 2011
  • 환형수조는 점착성 퇴적물의 이송특성 연구를 위해 가장 선호되는 실험 장치로 알려져 있다. 과거 많은 연구자들은 퇴적물의 이송특성, 특히 침식/퇴적 특성 조사를 위해 주로 수로를 이용한 실험적 연구를 수행하였는데, 최초의 실험적 연구들은 주로 직선수조에서 수행되었다. 그러나 입자간의 응집이 중요한 역할을 하는 점착성 퇴적물의 경우에, 직선수조 끝단에서의 자유낙하 및 재순환 펌프의 날개에 의해 응집된 토사가 쉽게 분리될 수 있어 그 타당성이 의문시 되어 왔으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 환형수조가 고안되었다. 환형수조는 수면과 접하여 회전하는 상부링의 마찰력에 의해 흐름이 생성되기 때문에 시간의 제약 없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류를 형성시켜 반경 방향(radial direction)에서의 바닥전단응력을 불균일하게 하는 단점을 갖는다. 이러한 2차 순환류와 바닥전단응력의 불균일을 저감시키기 위하여 환형수조의 몸체를 상부링의 회전 방향과 역방향으로 직접 회전시키는 방법이 채택되어져 왔다. 한편, 환형수조의 상부링과 몸체를 서로 역방향으로 동시에 회전시키는 양방향 회전(counter-rotation)의 적용을 위해서는 2차 순환류가 최소가 되며 바닥전단응력이 균일해지는 최적 회전속도비에 대한 분석은 필수적 사항이다. 이를 위하여, 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부의 흐름특성 및 평균바닥전단응력에 대한 연구가 선행되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 전북대에 설치된 환형수조의 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부에서의 흐름특성 및 바닥전단응력에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 이를 기초로, 환형수조의 최적 회전속도비 산출을 위한 연구가 수행 중에 있다. 이러한 결과들은 추후 환형수조를 이용한 점착성 퇴적물의 침식/퇴적 등과 같은 이송특성 연구시, 퇴적물에 작용하는 흐름조건의 정밀산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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Finite Element Analysis of Creep Crack Growth Behavior Including Primary Creep Rate (1차 크리프 속도를 고려한 크리프 균열 진전의 유한요소 해석)

  • Choi, Hyeon-Chang
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.23 no.7 s.166
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    • pp.1120-1128
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    • 1999
  • An elastic-viscoplastic finite element analysis is performed to investigate detailed growth behavior of creep cracks and the numerical results are compared with experimental results. In Cr-Mo steel stress fields obtained from the crack growth method by mesh translation were compared with both cases that the secondary creep rate is only used as creep material property and the primary creep rate is included. Analytical stress fields, Riedel-Rice(RR) field, Hart-Hui-Riedel(HR) field and Prime(named in here) field, and the results obtained by numerical method were evaluated in details. Time vs. stress at crack tip was showed and crack tip stress fields were plotted. These results were compared with analytical stress fields. There is no difference of stress distribution at remote region between the case of 1st creep rate+2nd creep rate and the case of 2nd creep rate only. In case of slow velocity of crack growth, the effect of 1st creep rate is larger than the one of fast crack growth rate. Stress fields at crack tip region we, in order, Prime field, HR field and RR field from crack tip.

Mathematical Study for Cylindrically Orthogonal Log (원통형(円筒形) 2차원목재(次元木材)의 수학적(數學的) 연구(硏究))

  • Cha, Jae-Kyung
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • v.16 no.1
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    • pp.55-61
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    • 1988
  • 목재(木材)의 응력(應力)과 변형(變形)에 미치는 함수율 및 온도변화의 효과를 유한요소(有限要素) 분석법에 의해 측정하였다. 목재는 춘재(春材) 및 추재(秋材)를 나타내는 층구조(層構造)의 원통형(圓筒形)으로 모델화 하였으며, 선형적(線形的) 탄성체(彈性體) 그리고 원통형(圓筒形) 이력성(異方性) 재료로 가정하였다. 경단면(徑斷面)에서의 변형(變形)은 함수율 및 온도와 밀접한 관매가 인정되었으며, 최대(最大)의 압축응력(壓縮應力)은 최내층(最內層)인 만재층(晩材層)에서 일어났다. 또한 최대의 촉단면응력(觸斷面應力)은 춘재부(春材部)의 최내층(最內層)에서 일어났다. 경단(徑斷) 방향(方向)과 촉단방향(觸斷方向)의 응력간(應力間)의 차이는 외층(外層)에서 가장 크게 나타났으며 이와같은 응력(應力)의 차이가 변형(變形)을 일으키는 주요인(主要因)임이 밝혀졌다.

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