• 제목/요약/키워드: Stress gradient

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전위 펀치 영역 모델링에 의한 입자 강화 금속지지 복합재의 입자 크기 의존 파손 해석 (Particle Size-Dependent Failure Analysis of Particle-Reinforced Metal Matrix Composites using Dislocation Punched Zone Modeling)

  • 서영성
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권3호
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    • pp.275-282
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    • 2014
  • 입자강화 금속기지 복합재는 입자와 기지재간의 열팽창계수 차이와 탄소성 강성도의 차이에 따라 변형률 구배가 발생하고 이로 인한 기하적 필수 전위가 입자 주위에 형성됨에 따라 변형시 입자 크기 의존 길이 스케일에 의한 강화 효과를 가지고 있다. 본 연구에서는 유한요소법을 활용하여 복합재를 압밀 성형할 때 입자 주위에 펀칭되는 기하적 필수 전위에 의한 강도 증가를 입자 주위 영역에 부가시켜 입자 의존 길이 스케일이 복합재의 입자 경계 파손 및 기지재의 연성 파손에 미치는 영향을 살펴 보았다. 파손 거동은 입자의 크기와 체적비를 달리하고, 특히 분리 에너지와 강도 등의 경계 파손 물성값을 변화시켜가는 매개변수적 계산을 수행하여 관찰하였다. 두 개의 파손 모드는 서로 영향을 미치면서 입자 크기 의존 길이 스케일에 밀접하게 연관됨을 보였다. 즉 입자의 크기가 작은 경우에 입자의 크기가 큰 경우에 비하여 입자를 둘러싸고 있는 기하적 필수 전위가 상대적으로 더 집적됨으로 인해 입자경계와 기지재의 연성 파손에 의한 복합재의 파손 개시가 지연되고 파손이 진행되는 동안의 유동 응력 감소도 상대적으로 작은 것을 보였다.

Feeder Cable Assembly의 가속수명시험법 개발 (Test methodology of acceleration life test on feeder cable assembly)

  • 한현각
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.62-68
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    • 2016
  • Feeder cable assembly는 정보통신용 자동차부품이다 기능을 제대로 하지 않으면 자동차의 제어와 안전에 큰 문제가 발생한다. 가속수명시험은 시험시간을 단축할 목적으로 짧은 시간에 잠재적인 고장모드와 고장을 찾기 위하여 기속조건(스트레스, 스트레인, 온도 등)에서 실험을 실시하는 것이다. 고장원인은 부품의 품질과, 고장으로 유도하는 공정, 디자인에 의해 발생하는 결함이다. 열충격은 온도차에 의하여 부품의 열팽창 정도가 다른 것에 기인한다. 열충격시험은 부품이 급격한 온도차를 견디는 능력을 실험하는 것이다. 본 연구에서는 가속시험의 coffin-manson 식을 이용하여 정상조건(최고온도 $80^{\circ}C$, 최저온도 $-40^{\circ}C$)과 가속조건(최고온도 $120^{\circ}C$, 최저온도 $-60^{\circ}C$)을 이용하여 가속계수를 계산하여 2.25 값을 얻었다. 정상조건에서 1,000 사이클 실험이 가속조건에서 444 사이클 실험만하여도 됨을 알 수 있었다. Bx 수명 식을 이용하여 가속조건에서 시료가 5개, B0.04%.10years 조건에서 747 사이클 결과를 얻었다. 정상조건에서 1,000 사이클, 가속조건에서 747 사이클 실험한 feeder cable assembly 시료 5개를 각각 네크워크 분석기를 이용하여 성능시험을 실시하고, 와이블분포의 모수분포값을 비교한 결과 가속이 잘 되었음을 알 수 있었다. 동등한 신뢰도에서 가속실험을 통하여 시험시간을 1/4 정도 단축할 수 있었다.

청천시 오수량을 고려한 합류식 하수도 소류력 설계법과 이를 활용한 하수관거 개보수방안 (A combined sewer design method using tractive force considering wastewater flow on non-rainy days and its application for improvement methods of sewer)

  • 지현욱;유성수;송호면;강정희
    • 상하수도학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.211-220
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    • 2020
  • When domestic sewage and rainwater runoff are discharged into a single sewer pipe, it is called a "combined sewer system." The sewage design standards in Korea specify the flow velocity based only on the volume of rainfall; therefore, sedimentation occurs on non-rainy days owing to the reduced flow rate and velocity. This sedimentation reduces the discharge capacity, causes unpleasant odors, and exacerbates the problem of combined sewer overflow concentration. To address this problem, the amount of sewage on non-rainy days, not just the volume of rainfall, should also be considered. There are various theories on sedimentation in sewer movement. This study introduces a self-cleansing velocity based on tractive force theory. By applying a self-cleansing velocity equivalent to the critical shear stress of a sand particle, sedimentation can be reduced on non-rainy days. The amount of sewage changes according to the water use pattern of citizens. The design hourly maximum wastewater flow was considered as a representative value, and the velocity of this flow should be more than the self-cleansing velocity. This design method requires a steeper gradient than existing design criteria. Therefore, the existing sewer pipelines need to be improved and repaired accordingly. In this study, five types of improvement and repair methods that can maximize the use of existing pipelines and minimize the depth of excavation are proposed. The key technologies utilized are trenchless sewer rehabilitation and complex cross-section pipes. Trenchless sewer rehabilitation is a popular sewage repair method. However, it is complex because the cross-section pipes do not have a universal design and require continuous research and development. In an old metropolis with a combined sewer system, it is difficult to carry out excavation work; hence, the methods presented in this study may be useful in the future.

Imaging Performance Analysis of an EO/IR Dual Band Airborne Camera

  • Lee, Jun-Ho;Jung, Yong-Suk;Ryoo, Seung-Yeol;Kim, Young-Ju;Park, Byong-Ug;Kim, Hyun-Jung;Youn, Sung-Kie;Park, Kwang-Woo;Lee, Haeng-Bok
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제15권2호
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    • pp.174-181
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    • 2011
  • An airborne sensor is developed for remote sensing on an aerial vehicle (UV). The sensor is an optical payload for an eletro-optical/infrared (EO/IR) dual band camera that combines visible and IR imaging capabilities in a compact and lightweight package. It adopts a Ritchey-Chr$\'{e}$tien telescope for the common front end optics with several relay optics that divide and deliver EO and IR bands to a charge-coupled-device (CCD) and an IR detector, respectively. The EO/IR camera for dual bands is mounted on a two-axis gimbal that provides stabilized imaging and precision pointing in both the along and cross-track directions. We first investigate the mechanical deformations, displacements and stress of the EO/IR camera through finite element analysis (FEA) for five cases: three gravitational effects and two thermal conditions. For investigating gravitational effects, one gravitational acceleration (1 g) is given along each of the +x, +y and +z directions. The two thermal conditions are the overall temperature change to $30^{\circ}C$ from $20^{\circ}C$ and the temperature gradient across the primary mirror pupil from $-5^{\circ}C$ to $+5^{\circ}C$. Optical performance, represented by the modulation transfer function (MTF), is then predicted by integrating the FEA results into optics design/analysis software. This analysis shows the IR channel can sustain imaging performance as good as designed, i.e., MTF 38% at 13 line-pairs-per-mm (lpm), with refocus capability. Similarly, the EO channel can keep the designed performance (MTF 73% at 27.3 lpm) except in the case of the overall temperature change, in which the EO channel experiences slight performance degradation (MTF 16% drop) for $20^{\circ}C$ overall temperate change.

육포 제조시 염의 확산속도 및 건조 특성 (Diffusion of Salt and Drying Characteristics of Beef Jerky)

  • 이신우;이보수;차원섭;박준희;오상룡;조영제;김종국;홍주헌;이원영
    • 한국식품저장유통학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.508-515
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    • 2004
  • 육포에 대한 염성분의 침투정도를 알고자 침지온도, 침지액의 농도 그리고 시간에 대한 염침투량을 조사하였다. 시간의 변화에 따른 소금의 확산량은 침지 2시간 내에 평형농도의 $60\%$ 이상으로 급격히 증가하다가 그이후에 증가 폭이 둔화 되는 것으로 나타났고, 침지액의 염농도와 침지 시간은 증가할수록 확산량도 증가하는 것으로 나타났다. 조미 침지 육포의 건조 시간에 따른 수분감소 정도는 열풍건조가 가장 크고 냉풍건조 그리고 천일건조의 순으로 나타났으며, 수분의 함량변화는 열풍건조의 경우 2시간 건조 후 평형수분함량이 되었고, 냉풍건조와 천일건조의 경우 6일 건조 후 평형수분함량에 다다른 것으로 나타났다. 건조 초기 때 건조속도상수가 냉풍건조의 경우 건조일수 2일일 때보다 15배 이상이나 큰 값으로 나타나며, 천일 건조의 경우에는 6배 이상으로 열풍건조의 경우 처음 1시간 내의 건조 상수가 2시간째의 경우보다 약 2배 가까이 큰 값을 나타내었다. 초기 건조기간 내에 냉풍건조의 경우 $80\%$ 이상, 천일건조의 경우 $75\%$ 이상 그리고 열풍의 경우 $50\%$ 이상의 수분이 제거되었다. 육포의 품질특성으로는 기호성에 영향을 줄 수 있는 색도와 조직감을 측정하고 건조방법별로 비교하였다. 냉풍건조가 열풍건조에 비해서는 밝고 가장 선홍색을 띠고 낮은 황색 값을 나타내 열풍건조나 천일건조에 비해 육색소의 산화가 적게 일어난 것으로 판단되어 가장 좋은 품질적 상태를 유지하였고, 조직감을 측정한 결과 열풍건조의 경우 경도와 씹힘성 그리고 인장력에서 높은 값을 나타냈으며, 천일건조와 냉풍건조는 비슷한 경향을 보였으나, 절단 응력에서 천일건조가 높은 값을 나타내었다.

염분 환경하에서 4종 콩과식물의 생장, 아미노산 및 질소함량에 미치는 질소원의 영향 (Effects of Nitrogen Application on the Patterns of Amino Acids, Nitrogen Contents and Growth Response of Four Legume Plants under Saline Conditions)

  • 배정진;추연식;김진아;노광수;송종석;송승달
    • The Korean Journal of Ecology
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    • 제26권3호
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    • pp.135-142
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    • 2003
  • 콩과식물의 염분 내성에 대한 질소원의 영향을 규명하기 위하여 4종 콩과식물을 선택하여 100 mM까지의 NaCl을 처리하였다. 염-민감성 종으로 알려진 대두와 팥은 염분 농도가 증가함에 따라 총 질소 함량이 점차 감소하는 반면, 아미노산 함량은 현저히 증가(100 mM NaCl 처리된 대두 무질소구의 경우 대조구의 4.7배)하여 높은 가용성/불용성 질소 비를 보였다. 대조적으로 염분 내성을 보이는 긴강남차와 자귀나무는 아미노산을 거의 함유하지 않았으며, 염 구배에 따라 총 질소 함량(특히 불용성 질소)이 점차 증가하는 양상을 보였다. 대두와 팥은 아미노산 중 asparagine (Asn)을 다량으로 함유하였으며, Asn은 이들 식물의 대표적인 질소의 수송 및 저장형태로서 염분 환경하에서 이들 식물의 세포질 내 삼투조절에 관여하는 것으로 생각된다. 염 환경에서 대두의 생장에 대한 질소원 및 농도의 영향은 5 mM NH₄NO₃-N 처리구에서 가장 높은 건물함량(10mM NaCl 처리구의 지상부건물함량의 경우 대조구의 약 1.5배)을 보였고, NH₄-N을 공급한 식물의 경우 질소를 공급하지 않은 대조구보다 생장이 저해되었으며, 처리 15일 이후 40과 80 mM NaCl 처리구에서 모두 고사하였다. 따라서 대두의 생장은 NH₄-N, 대조구, NO₃-N, NH₄NO₃-N의 순으로 질소공급량이 증가할수록 염에 대한 저항성이 증가하는 것으로 나타났다.

소변 중 4-hydroxyproline 분석에 관한 연구 (Determination of Free 4-hydroxyproline with Dansylchloride by HPLC in Human Urine)

  • 이규원;조영봉;이경종
    • Journal of Preventive Medicine and Public Health
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    • 제35권4호
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    • pp.282-286
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    • 2002
  • Objectives : The level of 4-hydroxyproline (4-Hyp) in human urine was measured using high performance liquid chromatography (HPLC) with a fluorescence detector. This method is useful for medical examinations and investigating the radicals induced by physical, chemical, mental stresses. This method is superior to many published several methods in terms of its low cost and ability to analyze many samples. Methods : The urine from workers in a tire manufacturing company (22 male pre- and post-shift workers) and 18 office-workers as controls were analyzed. Data concerning age, the cumulative drinking amount and the cumulative smoking amount was collected with a questionnaire. The optimum applied amount of dansyl-Cl, the optimum reaction temperature and time, the recoveries and the optimum pH of the eluent and buffer were determined.4-Hyp from human urine was derivatized with dansyl-Cl (dimethylamino-naphthalene-1-sulfonyl chloride) after removing the a-amino acid by a treatment with phthalic dicarboxaldehyde (OPA) and cleaned with Bond Elut C18 column. The 4-Hyp derivatives were separated on a reversed phase column by gradient elution with a phosphate buffer (5 mmol, pH 8.0) and acetonitrile, and detected by fluorescence measurements at 340 nm (excitation) and 538 nm (emission). Results : The detection limit for the urinary free 4-Hyp was $0.364{\mu}mol/l$. The recovery rate of 4-Hyp was 99.7%, and the effective pH of the phosphate buffer and borate buffer were 3.0 and 8.0, respectively. From statistical analysis, age, drinking and smoking did not affect the urinary free 4-Hyp in both the controls and workers. The range of urinary 4-Hyp in the controls, pre-shift, and post-shift workers were 0.33-16.44, N.D-49.06, and $0.32-56.27{\mu}mol/l$. From the pared-sample t-test, the urinary 4-Hyp levels in post-shift workers ($11.82{\pm}6.73\;nmmol/mg\;Cre$) were 2-fold higher than in pre-shift workers ($5.36{\pm}5.53\;nmol;/mg\;Cre$) and controls ($4.91{\pm}4.89\;nmol;/mg\;Cre$). Conclusions : This method was developed with high sensitivity, accuracy, and precision. The present method was effectively applied to analyze the urinary free 4-Hyp in both controls and workers.

입자법을 이용한 토사의 대변형 해석법 개발 (Development of Numerical Method for Large Deformation of Soil Using Particle Method)

  • 박성식;이도현;권민호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권12호
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    • pp.35-44
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    • 2013
  • 본 연구에서는 토사 유동과 같은 대변형 해석을 위해 기존 유한요소법이나 유한차분법과 달리 격자를 사용하지 않는 입자법을 사용하였으며, 입자법은 구배, 발산, 라플라시안과 같은 미분연산자에 대응하는 입자간 상호작용모델을 이용하여 연속체의 지배방정식을 이산화하였다. 외부 하중이나 함수비 증가에 따라 고체에서 유체 상태로 변하는 흙의 3차원 대변형 거동을 해석하기 위해 기존 입자법에 흙의 파괴상태를 고려할 수 있는 Mohr-Coulomb 파괴기준을 도입하였으며, 흙의 파괴 이전의 항복이나 경화현상으로 인한 대변형은 흙을 점성 유체로 가정하여 해석하였다. 개발된 입자법은 먼저 구속압이 작용하지 않고 강도가 0인 모래기둥 붕괴실험 결과를 이용하여 검증한 다음, 점착력을 가지고 자립이 가능한 점토기둥 붕괴실험을 실시하여 흙의 항복이나 파괴로 인한 대변형을 시뮬레이션하였다. 개발된 입자법은 모래와 점토의 3차원 대변형 거동을 유사하게 잘 예측하였으며, 파괴 이전에 발생하는 흙의 항복으로 인한 소성변형에 따른 흙기둥 내의 수직 및 전단응력 변화도 계산할 수 있었다.

감압법을 이용한 가스 생산 시 하이드레이트 부존 퇴적층의 지반 안정성 및 가스 생산성에 대한 시추 공저압 및 감압 속도의 영향 (Effect of Bottom Hole Pressure and Depressurization Rate on Stability and Gas Productivity of Hydrate-bearing Sediments during Gas Production by Depressurization Method)

  • 김정태;강석준;이민형;조계춘
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제37권3호
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    • pp.19-30
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    • 2021
  • 선행 연구를 통해 우리나라 동해 울릉 분지에 천연가스 자원인 하이드레이트 부존 퇴적층의 존재가 확인되었다. 퇴적층에서 가스를 생산하기 위한 시도는 세계적으로 연구되고 있으며, 생산 메커니즘은 열-수리-역학적 현상이 동시에 발생하는 복합적인 현상이다. 하이드레이트의 생산성 및 안정성 평가는 실험실 규모로 수행되기에는 어려움이 있다. 따라서, 가스 하이드레이트의 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가를 위해서는 전산 수치 해석이 필수적으로 수행되어야 한다. 이 연구에서는 여러 가지 가스 하이드레이트 생산 방법 중 감압법을 이용한 생산 시 목표 공저압 및 감압속도에 따른 하이드레이트 퇴적층의 안정성과 가스 생산성에 대한 영향을 전산 모사 해석을 통해 분석하였다. 연구결과 목표 공저압이 낮을수록 생산성은 향상되고 안정성은 악화되는 것을 확인하였고, 감압 속도는 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성에 큰 영향을 미치지 않는 것을 확인할 수 있었다. 추가적으로 실제 시험 생산 시 발생할 수 있는 사질생산 현상에 대한 대응 전략 수립을 위해 감압 속도 조절에 따른 가스 생산성 및 퇴적층의 안정성 평가 해석을 수행하였다. 해석 결과 낮은 감압 속도에서 높은 감압 속도로 변경 시킬 경우 안정성 확보에 효과가 있음을 확인하였다. 또한, 가스 생산 시 하이드레이트 해리로 인한 퇴적층의 침하가 발생하고 시추 생산정 하부에서는 압력 구배로 인해 지반 융기가 발생하는 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 감압법을 활용한 가스 생산 시 목표 공저압 선정을 위해서는 생산성 및 안정성에 대한 고려가 동시에 수행되어야 하며, 지반 변위로 인해 생산 시추공에 발생하는 응력에 대한 고려도 필수로 수행되어야 한다는 결론을 얻었다.

원주상(圓周狀)슬라이스의 오-븐건조법에 의한 함수율의 원반(圓盤)내 방사방향분포 추이 평가 (II) - 주요 국산 침엽수재를 중심으로 - (Determination of Trend of a Radial Distribution of Moisture Content within a Log Cross Section by Oven-Drying of Circumferential Slices(II) - For some of domestic softwoods -)

  • 이남호;;최준호;황의도;진영문
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제32권2호
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    • pp.19-25
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    • 2004
  • 본 연구는 주요 국산 침엽수재 원반에서 채취한 두께 3 mm의 원주상(圓周狀)슬라이스를 오-븐에서 급속 건조하면서 각 원반내 함수율의 방사방향 분포추이를 조사하기 위하여 수행하였다.소나무의 경우 건조가 진행됨에 따라 변재부는 매우 급속한 건조속도로 함수율이 감소한 반면, 심재부는 건조속도가 느려 오히려 생재함수율이 높은 변재부가 심재부보다 먼저 섬유포화점에 도달하였으나, 이러한 분포상태가 장시간 지속되지는 않았다. 낙엽송의 경우 변재부의 생재함수율이 심재부보다 약 3배 가량 높은 분포를 보였으며, 이러한 수분경사 패턴은 평균함수율 약 20%일때 까지 지속되었다. 은행나무의 경우 변재영역 내에서는 매우 고른 생재함수율 분포를 보였으며, 건조가 진행되면서도 어느 정도의 진폭은 존재하였지만 비교적 균일한 함수율 분포를 보였다. 삼나무의 경우 심재부는 생재함수율이 매우 낮아 건조 초기부터 수축이 개시되지만 높은 함수율을 나타내고 있는 변재부에 의해 수축이 억제되므로써 심재영역 또는 이행재 영역에 인장응력이 형성될 것으로 판단된다. 편백나무 변재의 생재함수율은 심재보다 훨씬 낮아 침엽수재의 일반적인 함수율 분포와는 정반대의 분포를 나타내었으며, 이러한 함수율 분포패턴은 평균함수율 약 21%까지도 지속되었다. 측백나무의 경우 변재부의 생재함수율이 심재부보다 약 2배 정도 더 높은 분포를 보였으나, 건조가 진행되면서 이러한 분포는 빠른 속도로 약화되었다.