본 연구에서는 여러 침하모델들을 매립경과기간이 다른 아홉 개 지역의 실제 스레기 매립지 침하자료들에 적용하였다. 침하모델들을 적용한 결과, 매립연한이 증가할수록 향후 발생가능한 장기침하량도 상당히 감소하는 경향을 보였다. 신선한 쓰레기 매립지에서는 침하모델들마다 예측정도에서 큰 차이를 보이지만, 매립연한이 오래된 매립지들에서는 Power creep law를 제외하고는 예측정도에 있어서 큰 차이를 보이지 않음을 알 수 있었다.
The paper attempts to estimate the incubation time of a cavity in the interface between a power law creep particle and an elastic matrix subjected to a uniaxial stress. Since the power law creep particle is time dependent, the stresses in the interface relax. The volume free energy associated with Helmholtz free energy includes strain energies caused by applied stress and dislocations piled up in interface(DPI). The energy due to DPI is found by modifying the result of Dundurs and Mura[4]. The volume free energies caused by both applied stress and DPI are a function of the cavity size(r) and elapsed time(t) and arise from stress relaxation in the interface. Critical radius $r^*$ and incubation time $t^*$ to maximise Helmholtz free energy is found in present analysis. Also, kinetics of cavity formation are investigated using the results obtained by Riede [7]. The incubation time is defined in the analysis as the time required to satisfy both the thermodynamic and kinetic conditions. Through the analysis it is found that 1) strain energy caused by the applied stress does not contribute significantly to the thermodynamic and kinetic conditions of a cavity formation, 2) in order to satisfy both thermodynamic and kinetic conditions, critical radius $r^*$ decreases or holds constant with increase of the time until the kinetic condition(eq. 2.3) is satisfied. there for the cavity may not grow right after it is formed, as postulated by Harris [15], and Ishida and Mclean [16], 3) the effects of strain rate exponent (m), material constant $\sigma$0, volume fraction of the particle to matrix(f)and particle size on the incubation time are estimated using material constants of the copper as matrix.
인천시 소재 OO지역 비위생 매립지를 대상으로 선행하중(pre-loading) 공법에 의한 성토시 폐기물층의 침하 계측을 바탕으로 기존에 제시된 경험적 침하 모델을 적용하여 침하 모델의 적용성과 타당성을 분석하였다. 매립 연한이 20년이 지난 비위생 매립에서의 1년간의 성토기간 동안에 9개 지점의 지표면 침하판, 2개의 층별 침하계를 설치하고 약 300일간의 계측을 통해 비위생 매립지의 침하량을 측정하였다. 초기 침하 부분에서 기존의 침하 예측 모델과 본 현장의 침하량을 비교 분석한 결과 PCL(Power Creep Law)모델의 경우 실측 범위내에서 근접한 결과를 보였으나 쌍곡선(hyperbolic) 모델과 Bjarngard와 Edgers 모델의 경우 초기 실측 범위인 약 $50{\sim}70$일부터 300일까지 실측치와 근접하게 예측되었다.
The apparent activation energy Qc, the applied stress exponent n, and rupture life have been determined from creep test results of AZ31 Mg alloy over the temperature range of 200$^{\circ}C$ to 300$^{\circ}C$ and the stress range of 23.42 MPa to 93.59 MPa, respectively, in order to investigate the creep behavior. Constant load creep tests were carried out in the equipment including automatic temperature controller with data acquisition computer. At the temperature of $200^{\circ}C{\sim}220^{\circ}C$ and under the stress level of 62.43~93.59 MPa, and at around the temperature of $280^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$ and under the stress level of 23.42~39.00 MPa, the creep behavior obeyed a simple power-law relating steady state creep rate to applied stress and the activation energy fur the creep deformation was nearly equal to that of the self diffusion of Mg alloy including aluminum From the above results, at the temperature of $200^{\circ}C{\sim}220^{\circ}C$ the creep deformation for AZ31 Mg alloy seemed to be controlled by dislocation climb but controlled by dislocation glide at $280^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$ .And relationship beween rupture time and stress at around the temperature of $200^{\circ}C{\sim}220^{\circ}C$ and under the stress level of 62.43~93.59 MPa, and again at around the temperature of $280^{\circ}C{\sim}300^{\circ}C$ and under the stress level of 23.42~39.00 MPa, respectively, appeard as fullow; log$\sigma$=-0.18(T+460)(logtr+21)+5.92, log$\sigma$ = -0.25(T+460)(logtr+21)+8.02 Also relationship beween rupture time and steady state creep rate appears as follow; ln$\dot$ =-0.881ntr-2.45
HIP diffusion bonding of Ni-based superalloys, cast Mar-M247 (MM247) and Udimet 720 (U720) powder, was experimentally and numerically studied. Subsolvus HIP treatment was optimized by investigating the variations of high temperature tensile properties of HIP-bonded specimens with powder size, HIP'ing time, etc. While the tensile strength at high temperatures showed no detectable changes, the tensile elongation and reduction in area were slightly increased as the powder size decreased from -140 mesh to -270 mesh. While as-HIP'ed U720 showed a high tensile strength comparable to that of lorded U720 alloy, the HIP diffusion-bonded specimen showed a strength lower than the forged U720 alloy and the cast MM247 alloy The increase of HIP'ing tune from 2 hours to 3 hours resulted in a rapid risc of tensile strength and elongation due to the disappearence of microvoids in the cast MM247. FEM simulation for HIP process was conducted by applying the McMeeking micromechanical model, which uses power-law creep model as constitutive equations. ABAQUS user subroutine CREEP with an implemented microscopic model was used for the simulation. Numerical simulation was shown to be essential for the near-net shape manufacturing as well as the HIP process optimization.
연구로용 우라늄-실리사이드 분산 핵연료에서의 응력 및 변형율 분포를 계산할 수 있는 변형모델을 개발하였다. 이 변형모델은 탄소성이론 및 지수법칙 크리프이론을 기초로 한 것이며, 또한 등방 핵연료팽윤 및 열팽창을 가정하였다. 개발된 모델을 HANARO 및 카나다의 NRU 핵연료에 적용하여 본 결과 핵연료의 변형을 성공적으로 계산하는 것으로 판단되었다. 계산결과에 따르면, 연구로용 우라늄-실리사이드 분산핵연료가 연소할 때 핵연료심에서 가장 중요한 변형기구는 팽윤이며, 피복관에서 가장 중요한 변형기구는 크리프이다. 또한, 피복관에서 원주방향 최대응력은 항상 5 MPa 이하로서 항복응력보다 훨씬 낮게 유지되었다. 여기서 고려한 두 핵연료설계에 대해서 전 연소도 범위에서 핵연료봉의 부피변화는 10% 이하로 예측되었다.
기존의 다축응력 상태의 콘크리트 크리프 실험으로부터 제안된 푸아송비에 대한 연구결과는 서로 큰 차이를 나타내고 있다. 측정된 변형률로부터 계산된 푸아송비는 작은 실험 오차에 의해서도 매우 민감하며, 이러한 민감성은 푸아송비의 시간에 따른 변화와 응력상태에 따른 경향을 파악하는 데 있어 큰 어려움을 초래한다. 따라서 이러한 연구결과의 불일치를 해결하고 신뢰성 있는 결과를 도출하기 위해서 새로운 분석방법이 요구된다. 이 연구는 다축응력 상태의 크리프 실험결과에 대한 새로운 분석방법으로 미세평면 모델을 적용하였다. 미세평면 상에서 체적과 편차컴플라이언스에 대한 수학적 모델로는 이중지수 법칙을 사용하였다. 체적과 편차성분의 컴플라이언스는 여섯 개의 변수로 구성되며 실험결과를 최적으로 모사하는 변수를 최적화 기법으로부터 구하였다. 여섯 변수에 대한 회귀분석결과로 부터 계산된 푸아송비는 시간에 따라 변화하였다. 또한 시간에 따라 푸아송비가 일정하다는 조건에서 네 변수를 결정하였으며 이 때의 회귀분석결과와 실험 측정값 사이의 오차는 여섯 변수가 사용된 회귀분석결과의 오차에 비해 다소 크게 나타났다. 네 변수에 대한 회귀분석결과로부터 얻은 시간에 따라 일정한 푸아송비는 큰 오차 없이 실제의 구조해석에 유용하게 사용될 수 있을 것으로 판단된다.
This paper estimates the long-term settlement of In-cheon unsanitary solid waste landfills. which is 20 years old. The unsanitary solid waste landfills was subjected to pre-loading system over a period of 1 year, and the settlement for 300 landfill monitors provided measured data. This landfill contain relatively small amount of organic component, therefore the initial stage of settlement was very small. The existing settlement models are examineed to compare with the observed behavior of this site and, also to estimate long-term settlement. The Hyperbolic, Bjarngard & Edgers, and Power Creep Law models showed good agreement well with the measured settlement of the In-cheon unsanitary solid waste landfills.
최근 들어 가혹한 온도 및 압력조건에서 운전이 요구되는 고온배관들의 잔여수명예측은 상당히 중요한 관심사로 부각되고 있다. 이에 고온손상을 정량적으로 평가하여 설비를 안전하게 사용하기 위한 유지기술 및 수명평가 기술을 확보하는 것은 매우 중요하다. 한편 이러한 고온배관내 대부분의 균열은 반타원 표면균열의 형태로 형상화되어 파괴역학의 실제응용에서 발견할 수 있는 가장 복잡한 형상과 하중특성을 갖게 된다. 이를 배경으로 본 연구에서는 먼저 축방향 및 원주방향 반타원 표면균열이 존재하는 직관의 완전 3차원 유한요소망 자동생성 프로그램을 작성하였다. 이렇게 생성된 유한요소 입력자료를 이용하여 3차원 유한요소 해석을 수행하면 반타원 표면균열선단을 따른 고온 크리프 파괴 지배변수 $C^{\ast}$-적분값을 구할 수 있다. 또한 $C^{\ast}$-적분값에 준해 균열진전량을 계산하는 후처리 균열진전 모듈을 추가하여 사용자 편의 수명평가 프로그램을 개발하였다. 최종적으로 개발된 통합 수명 평가 프로그램을 이용하여 여러 가지 해석변수들의 반타원 표면균열을 갖는 고온 직관 수명에 대한 영향을 살펴보았다.
The effect of a ceramic ball inclusion on densification behavior of a metal powder compact was investigated under cold isostatic pressing, pressureless sintering and hot isostatic pressing. To simulate those processes, proper constitutive models were implemented into a finite element program (ABAQUS). Measured density distributions of metal powder compacts were also compared with finite element results and showed the same trend with simulated results. Residual stress distributions were calculated by finite element analysis to study the effect of ceramic ball inclusions with different thermal expansion coefficients. The higher residual stress was observed in a metal powder compact when the difference between thermal expansion coefficients for a ceramic ball and metal powder became larger. Samples produced by Wing showed more uniform density distributions and lower residual stresses compared to those by sintering after cold isostatic pressing. For various sizes of ceramic ball inclusions, densification and deformation of powder compacts were also studied during hot isostatic pressing.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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