철도는 여객을 수송하기 위한 수단으로, 열차의 주행안정성과 탈선방지 등 절대적인 승객의 안전을 확보하는 것이 중요하다. 철도에서 사용하고 있는 레일은 여객을 안전하게 수송하는데 있어 가장 중요한 역할을 담당하는 궤도의 구성품이며, 안전을 위하여 레일의 피로, 파괴에 대한 신뢰성 확보가 엄격히 요구되고 있다. 본 논문에서는 콘크리트 궤도(STEDEF)의 현장측정을 통해 레일표면요철과 레일휨응력이 선형적인 상관관계가 있음을 확인하였으며, 레일표면요철, 궤도지지강성, 열차속도에 따른 레일의 휨응력예측식을 제시하였고, 실내 피로시험을 통해 S-N선도를 도출하여 레일 피로수명을 산정하였다.
최근 항공분야에서는 온실가스 배출 저감을 위한 친환경 기술이 강조되면서 전기를 주동력원으로 기계적인 직진, 회전 운동을 제어하는 전기식 작동기의 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 단일통로 항공기 전륜조향용 전기식 작동기의 피로수명을 평가하였다. 구조해석을 통해 작동기의 취약부위들을 선정하여 이들에 대한 단위하중 응력표를 구축하였고, 각 하중 프로파일에 대한 대표응력을 계산하였다. 또한 낙수계수법으로 대표응력 그룹의 개별 프로파일을 추출하고, 이를 소재의 S-N 선도에 적용하여 개별 프로파일에 대한 손상을 계산하였다. 최종적으로 손상누적법칙으로 취약 부위들에서의 총 손상을 산출하였고, 단일통로 항공기 전륜조향용 전기식 작동기의 취약 부위들에 대한 피로수명을 평가하였다.
판항교(鈑桁橋)의 덮개 판(板), 수직보강재(垂直補强材) 및 연결판(連結板) 등의 용접연결부(鎔接連結部)를 포함하는 실물(實物)을 modeling 하여 직접(直接) 피로시험(疲勞試驗)을 행하지 않고서도 계산 program에 의해 S-N 선도(線圖)를 그리는 방안을 정립하여 서울의 수동대교(水東大橋), 제(第) 3 한강교(漢江橋) 및 춘천(春川)의 강촌교(江村橋) 등에 적용해 보았다. 이에 앞서, SS 41, SS 50, SWS 50, SWS 58 등의 구조강(構造鋼)으로서 소재(素材), 균열방향에 평행용정, 균열방향에 직각 용접의 compact tension 시험편을 제작 피로시험을 행하여 계산 program 중의 data로 쓰여질 재료상수(材料常數) c 및 m 값을 구하였다. 이 결과 다음과 같은 결과들을 얻었다. 덮개판(板)의 경우 다른 두 부분보다 피로강도(疲勞强度)가 매우 낮았다. 덮개판(板)의 경우 두께가 커지면 피로강도(疲勞强度)가 상당히 낮아지는 외에는 치수에 그다지 큰 영향을 받지 않으며, c 및 m 값에는 매우 민감한 영향을 받음을 알 수 있었다. c 값 및 m 값이 적어질수록 피로강도(疲勞强度)가 상당히 커지며, m 값이 적어지면 S-N 곡신의 경사가 매우 급해짐을 알 수 있었다. 이와 같은 연구가 계속되어 더 많은 data가 집적(集積)되면 앞으로 설계(設計)될 판항교(鈑桁橋)의 피로설계지침(疲勞設計指針)을 마련하고, 또 기존(旣存) 판항교(鈑桁橋)의 피로(疲勞)에 대한 내용년한(耐用年限)을 추정(推定)할 수 있는 기본(基本) pattern이 제공(提供)할 수 있으리라 사료된다.
A numerical procedure is proposed as a mesh-size insensitive structural stress definition that gives a stress state at a weld toe with relatively large mesh size. The structural stress values obtained using different finite element types, i.e. shell element and solid element, are examined for typical weld structures. The calculation procedures are performed using the balanced nodal forces and moments obtained from finite element solutions. A consistent formulation based on work equivalent argument has been implemented to transform the balanced nodal forces and moments from shell to line force and line moments at each nodal position. The mesh-insensitivity, the effect of distance $\delta$(where the stress is calculated) and the potential limitations of the structural stress method are examined for various types of weldments. Based on the results from this study, it is expected to develop a more precise stress estimation technique for fatigue strength assessment of welded structures.
The vertical roller mill, which performs the grinding and partly blending of raw material, is the one of the important machine to produce ordinary portland cement. It has been reported that an unexpected fatigue failure occurred in a table liner in the course of grinding portland cement. The life of table liner is estimated to $4{\times}10^7$ cycles in the design stage, but at the field, when its operating time reaches to $2{\times}10^6{\sim}8{\times}10^6$ cycles, the fracture of table liner begins to be found. The fracture of table liner is initiated from the outside edge of grinding path contacting with the grinding roller. Its maintenance normally take 30 % of the total maintenance costs of the roller mill. Therefore, this study shows the clarification of the reasons occurring the fatal destruction of the table liner by fatigue fracture analysis utilizing fracture mechanics and by the finite element method. And, the results from Goodman diagram illustrate relationship of including information on the transition between tensile and bending fatigue strength in the fatigue characterization of table liner.
This study produced a design curve and fatigue limit for a variation in volume ratio and reduction ratio of TiNi/Al composites. In many cases, stress-life curve does not indicate fatigue limit, so it was presented by probabilistic-stress-life curve. Goodman diagram was used to analyze the fatigue strength of materials with a finite life determined by repeated load and the fatigue strength of endurance limit with an infinite life. The fatigue experiment was conducted using the scenk-type plane bending specimen in same shape. The result of the fatigue test, which had been conducted under consistent stress amplitude, was examined. (i) The optimal condition for TiNi/Al in accordance with hot pressing (ii) Impacts of fatigue limit caused by a variation in reduction ratio and volume ratio of TiNi/Al composites (iii) Probability distribution for fatigue limit of TiNi/Al2024 and TiNi/Al6061.
치과 드릴치료기기 내부에 장착되는 신개념 소형 증속기어 및 그 배열의 2가지 개념설계안을 도출하고, 증속비, 모듈, 이의 수, 기어지름, 기어의 형태를 기구학적 계산으로 했으며, 이 두 형태의 증속기어열에 대해서 이의 접촉과 굽힘 강도특성을 AGMA식과 유한요소해석으로 분석하고, DLC 재료를 이에 코팅했을 때의 접촉강도를 계산하였다. 또한 기어재료에 대한 피로강도시험 및 인장시험을 수행하여 강도해석에 활용하였다. 3축방식보다 좀더 단순한 2축방식의 2번 맞물린 기어에 약간 더 큰 응력이 발생했으며, 피로해석 결과를 S-N 선도와 비교할 때 요구되는 수명을 만족함을 알 수 있었다. 고경도의 DLC 코팅된 기어의 접촉응력이 동일한 기어에서 그렇지 않은 기어에 비해 약 30% 정도 감소하여서 이 표면의 코팅이 중요함을 알 수 있다. 이러한 연구결과를 기초로 초소형 2축방식의 기어열과 핸드피스를 시제작하여 작동성능을 평가하였다.
개인주의와 개방주의 가치관으로 무장한 21세기형 신세대이며 정보화의 선도계층인 Y세대, N세대, N세대 등이 X세대에 이어 새롭게 등장하였다. 이 신세대들은 그 어느 때보다 자신들만의 감성을 중요시하며, 자신의 개성적인 이미지 창출과 욕구해소를 위한 방편으로 감성을 만족시켜주는 제품만을 선호하는 구매행동이 나타나고 있다. 이들 신세대의 디지털제품에 대한 선호는 과거의 획일적, 규격적인 제품으로부터 관심이 멀어지고 좀 더 새롭고, 자신들만이 가질 수 있는 다종다양한 상품의 요구로 인해 그들의 감성에 대응할 수 있는 신 개념의 제품차별화가 필요하게 되었다. 과거에는 부모님의 취향이나 제품의 가격에 의해서 구매가 결정되었지만, 21세기에는 거의 모든 제품들은 이들 세대에 의하여 구매되거나 주 사용대상이 되므로 디자인 전반이 그들의 소비감성에 맞추는 방향으로 될 것이다. 그러므로 제품을 개발하는데 있어 대상 소비자의 의식적 상태, 즉 욕망(Wants)과 욕구(Needs)를 충족시킬 수 있는 소비자 지향적이고 인간의 감성에 중점을 둔, 새 천년의 소비와 유행의 주역이 될 신세대에게 만족을 줄 수 있는 디자인개발과 전략연구가 절실하다.
To check technical improvement in the soundness and strength of 12% Cr steel rotor, a 25 tons of rotor with 65 tons of ingot was made in real size and was cut to pieces to take test samples, and the various mechanical tests such as impact, tensile, creep, and fatigue were carried out. The strengths are compared with those of 1% Cr-Mo-V rotor of same size. Microstructures of the samples are examined and reviewed. The results can be summarized as follows. 1) Fracture appearance transition temperatures are 80.deg. C at the center part and 60.deg. C near surface of 12% Cr rotor, and 8.deg. C near surface of 1% Cr-Mo-V rotor. 2) Comparative rapid softening occurs at higher temperatures above 600.deg. C for 12% Cr steel and 550.deg. C for 1% Cr-Mo-V steel in tension tests. 3) Fatigue crack propagation rate of 12% Cr steel is almost same as that of 1% Cr-Mo-V steel at the same corresponding surface part of the rotors. The crack growth rate of center part of 12% Cr rotor is faster than near surface part of the rotor, and the crack growth rate at the load condition of R=0.04 is slower than that of the load condition of R=0.5 for both 12% Cr steel and 1% Cr-Mo-V steel. 4) Crack growth rate of radial direction near surface of 12% Cr rotor is faster than that of transverse direction at the same part because of the difference in residual stresses. 5) Both creep and fatigue strengths of 12% Cr steel are superior to those of 1% Cr-Mo-V steel and the difference is thought the effect of climb and glide controlled creep by solid solution of alloying elements and dispersion of carbides.
자동차용 도장시스템으로 새롭게 대두되고 있는 roll coating process는 비친환경적이면서도 생산성이 떨어지는 기존의 습식도장공정을 완전 대체할 수 있는 기술로 알려져 있다. Pre-painted 강판 시스템에서 도막 유연성 및 강도 등의 구현을 위하여 경화거동뿐만 아니라 내식성 및 성형가공성, 유변학적 거동 등의 평가가 매우 중요하다. 본 연구에서는 pre-painted system에 적용하기 위하여 polyester 수지를 수산화기 및 분자량 변성을 통하여 합성한 후, 경화거동 및 딥드로잉, 인장력, 유변특성 등을 평가하였다. 40 (mg KOH-/mol)정도의 수산화기를 갖는 N-0375-40 system이 유연성 및 도막강도, 경화거동 등의 가장 우수한 물성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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