• 제목/요약/키워드: Stress ring

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스위블 연결구용 멀티접촉패킹의 밀봉특성에 관한 유한요소해석 (FE Analysis on the Sealing Characteristics of Multi-Contact Packing for Swivel Joint)

  • 김청균
    • 한국가스학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.51-55
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    • 2014
  • 본 연구에서는 한곳에서 접촉하는 오링과 여러 곳에서 접촉하는 멀티접촉패킹에 대한 밀봉특성을 유한요소법으로 해석하였다. FEM 해석결과에 의하면, LP가스압력 1.8MPa을 공급하였을 때 기존의 오링에서는 밀봉성에 관련된 2.5MPa의 수직접촉 최대응력을 발생하였다. 반면에 새롭게 고안된 멀티접촉패킹에서는 3.01MPa이 발생하여 20.4%나 높아진 밀봉성이 향상되었음을 알 수 있다. 또한, 밀봉내구 안전성에 밀접한 관련이 있는 압출현상은 기존 오링의 경우 1.62MPa의 가스압력에서 발생되었지만, 멀티접촉패킹에서는 1.8MPa 정도로 가스내압을 올려도 압출현상이 발생되지 않는 것은 오랫동안 밀봉작용을 한다는 것을 의미한다. 따라서 밀봉성과 내구안전성을 높게 요구할 때는 한곳에서 접촉하는 기존의 오링보다는 여러 곳에서 접촉하는 멀티접촉패킹을 사용하는 것이 유리함을 알 수 있다.

Solution for a circular tunnel in strain-softening rock with seepage forces

  • Wei, Luo;Zo, Jin-feng;An, Wei
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제22권6호
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    • pp.553-564
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    • 2020
  • In this study, a simple numerical approach for a circular tunnel opening in strain-softening surrounding rock is proposed considering out-of-plane stress and seepage force based on Biot's effective stress principle. The plastic region of strain-softening surrounding rock was divided into a finite number of concentric rings, of which the thickness was determined by the internal equilibrium equation. The increments of stress and strain for each ring, starting from the elastic-plastic interface, were obtained by successively incorporating the effect of out-of-plane stress and Biot's effective stress principle. The initial value of the outmost ring was determined using equilibrium and compatibility equations. Based on the Mohr-Coulomb (M-C) and generalized Hoek-Brown (H-B) failure criteria, the stress-increment approach for solving stress, displacement, and plastic radius was improved by considering the effects of Biot's effective stress principle and the nonlinear degradation of strength and deformation parameters in plastic zone incorporating out-of-plane stress. The correctness of the proposed approach is validated by numerical simulation.

세그먼트 라이닝의 열차 진동하중에 대한 동적 응답특성 (Dynamic response of segment lining due to train-induced vibration)

  • 이경주;송기일
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.305-330
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    • 2023
  • 쉴드TBM 터널은 NATM 터널과 달리 라이닝이 세그먼트로 분절되어 있다. 따라서 라이닝에 동일 하중이 발생되어도 NATM 터널 라이닝과 쉴드TBM 터널 라이닝의 응력 분포가 다르게 발생된다. 쉴드TBM 터널에서 라이닝에 발생되는 응력을 분석하는 대표적 방법은 연결부를 고려하지 않는 강성일체법과 링간 이음 및 세그먼트 연결을 고려하는 2링 빔스프링 모델이 있다. 본 연구는 라이닝 분절 Segmentaion을 고려한 Break-joint Mode 해석 방법이지만 세그먼트 라이닝 연결부의 구조적 역할을 고려하지 않고 마찰력 성분인 수직강성과 전단강성 만 도입된 쉘 인터페이스 요소를 이용한 모델링을 적용하여 진동하중 발생 시 라이닝의 응력 및 변위에 대한 응답결과를 분석했다. 토압 등 정적 하중에 대해 천 정부에서 가장 큰 응력이 발생되는 강성일체법과 달리 본 연구의 해석방법에 의해 발생된 세그먼트 라이닝 응력 분포는 세그먼트 연결부가 집중된 천정부 Key 세그먼트에서 가장 작은 응력이 발생하였고 연결부를 경계로 응력의 분포가 뚜렷이 구분되었다. 그리고 정적 해석 결과는 강성일체법에 발생된 라이닝 응력이 본 연구 방법에 의해 발생된 세그먼트 라이닝의 응력에 비해 최대 7배의 큰 응력이 발생되었다. 이러한 결과는 세그먼트 연결부를 고려한 기존의 2링 빔-스프링 모델의 응력분포 양상과 일치하는 결과다. 그러나 열차 진동하중에 대한 응력값은 Break-joint Mode로 해석한 본 연구방법의 응력이 강성일체법에 비해 더 큰 응력을 발생되었다. 이는 짧은 부재들의 조합으로 이루어진 세그먼트 Ring이 원주방향으로 일체로 되어 부재의 길이가 상대적으로 더 긴 강성일체법 결과에 비해 더 작은 응력이 발생되는 정역학적 개념과 상이한 결과다. 진동하중에 대해 Break-joint Mode에서 세그먼트 라이닝에 응력이 더 크게 발생된 원인은 부재의 고유주기, 감쇠비 등 동역학적 요인의 차이보다는 열차 진동하중에 대해 라이닝에 발생되는 변위의 차이에 기인하는 것으로 판단되지만 이에 대한 증명은 추후의 과제로 남겨두었다. 본 연구 방법의 Break-joint Mode를 이용하면 정지상태의 열차 하중에 의해 발생되는 라이닝의 응력과 변위값을 비교하여 쉴드TBM 터널의 충격계수(DIF)를 비교적 간단하게 추정할 수 있다. 본 연구는 쉴드TBM 터널의 Segmentaion을 고려한 3차원 모델링으로 추후 지진파 등 다양한 하중조건의 검토를 통해 기존 해석방법 결과와 비교하여 모델링의 추가적 신뢰성을 확보할 필요가 있다.

복합재 연소관의 쐐기형 체결부 구조 해석 (The Structural Analysis of Wedge Joint in Composite Motor Case)

  • 황태경;도영대;김유준
    • 한국추진공학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.64-73
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    • 2000
  • 본 체결부는 필라멘트 와인딩으로 제작된 연소관, 복합재 쐐기 그리고 알루미늄 내부 링으로 구성된다. 여기서 연소관은 헬리컬 층과 후프 층으로 이루어져 있다. 이러한 복합재 연소관의 성능 향상을 위해 체결부의 설계 변수에 따른 유한 요소 응력 해석이 수행되었다. 이때 접착 층을 난-소성 거동 재질로, 쐐기부와 알루미늄 링간의 접촉 상태는 ABAQUS의 접촉 표면 요소로 모사 되었다. 또한 해석 결과의 정확성을 입증하기 위해 내압에 의한 체결부 밀림 변위와 연소관 몸체의 원주 방향 변형도를 수압 시험과 비교하였다. 쐐기와 알루미늄 링간의 완벽 접착은 쐐기와 연소관간의 접착 층에 높은 전단 변형을 발생시켜 체결부 조기 파괴의 원인이 된다. 쐐기와 알루미늄 링간의 미 접착은 쐐기와 연소관사이의 접착 층 전단 응력을 감소시키는 반면 내부 알루미늄 링의 미끄러짐 거동으로 체결부 복합재의 반경 방향 변형을 증가시켜 파괴를 유발하였다. 그러나 쐐기부와 알루미늄 링간의 미접착 상태에서, 원주 방향 와인딩으로 체결부 지점을 보강한 경우, 알루미늄 링의 미끌어짐이 억제되어 체결부 지점의 복합재 원주 방향 변형값이 감소했다.

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산화막 CMP에서 리테이닝 링의 인서트 재질이 연마정밀도에 미치는 영향 (Effects of Insert Materials of Retaining Ring on Polishing Finish in Oxide CMP)

  • 박기원;박동삼
    • 한국기계가공학회지
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    • 제18권8호
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    • pp.44-50
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    • 2019
  • CMP is the most critical process in the manufacture of silicon wafers, and the use of retaining rings, which are consumable parts used in CMP equipment, is increasingly important. Since the retaining ring is made of plastic, it is not only weak in strength but also has the problem of taking a long time for the flattening operation of the ring itself performed before the CMP process, and of the imbalance of force due to bolt tightening causing uneven wear. In order to solve this problem, the retaining ring and the insert ring are integrally used, and the flatness of the retaining ring may be affected depending on the material of the insert ring. Also, the residual stress generated in the manufacturing process of the insert ring may cause distortion of the ring, which may adversely affect the precision polishing. In this study, when the insert ring is made of Zn or STS304, the thickness variation and the flatness of the retaining ring are compared and, finally, the material removal rate is analyzed by polishing the wafer by the oxide CMP process. Through these experiments, the effects of the insert ring material on the polishing accuracy of the wafers were investigated.

점토의 일차원 압밀과정중 작용하는 수평토압과 간극수압 (Lateral Stress and Pore Pressure During One-dimensional Consolidation of Clay)

  • 김재영
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.5-10
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    • 2004
  • 일반적으로 일차원 압밀상태에 있는 정지토압계수 $K_0$값은 삼축시험에서 구해지지만, 압밀중의 간극수의 흐름이 방사류이고, 공시체의 변형이 3차원적이므로, 얻어진 값의 신뢰성에는 의문이 있다. 여기서는, 일차원 압밀시험기를 개량하여, 압밀링 중앙높이에 배치한 압밀링 요소를 토압감지부로 하며, 감지부 중앙에서는 간극수압을 측정하였다. 내경 6cm의 압밀링은 부동(浮動)링 형식으로 높이 4cm의 공시체 중앙높이가 항상 같은 위치를 유지하는 구조이다. 직경 6cm의 공시체와 샘플링후 시료변형을 고려한 압밀링 내경보다 직경이 약간 작은 공시체에서 얻은 압밀종료시의 $K_0$값은 공시체직경과 압밀압력에 상관없이 거의 0.5를 나타내었다.

전산해석에 의한 온도응력 및 온도균열 검토 (A thermal stress and crack study by computer modelling)

  • 문수동;이상호;문한영
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.375-380
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    • 2002
  • Tong-young LNG tank is a LNG storage tank of 140,000 kl, and it is composed of Bottom Slab(Annular, Center), Outer Wall, Ring Beam and Roof. Generally, when concrete temperature arise, the complex thermal stress of inner and outer part can cause serious thermal crack and damage at structure. So in this paper, for the control of this thermal crack, we did the concrete mix design with the base of fly-ash 30% substitute at binder, and through the computer modelling at Bottom Slab(Annular, Center), Outer Wall, Ring Beam and Roof, we studied the probability of thermal crack by thermal crack index.

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구속수축에 의한 콘크리트 인장크리프 특성 (Tensile Creep Properties of Concrete under Restrained Shrinkage)

  • 최훈제;서태석
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2016년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.28-29
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    • 2016
  • By Testing restrained shrinkage, it is possible to estimating the cracking tendency of concrete such as time to cracking, tensile stress and tensile creep. In this study, tensile creep properties of concrete under restraint shrinkage were investigation through comparison of specimens that JIS and AASHTO proposed. As a results, tensile creep strains in concrete ring specimens were 15% higher than those in uniaxial specimens.

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분할링에 관한 응력해석 (Stress analysis of split ring)

  • 이영식;조선휘;남준우
    • 오토저널
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    • 제6권1호
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    • pp.71-77
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    • 1984
  • Stress analysis of split ring with four different radius ratios under the compressive load is made by the photoelastic experiment and the numerical analysis through the FEM. The results of the two methods agreed well. Above results are also compared with those of the theoretical formula in order to confirm the range in which the formula of the curved bar is applied in connection with the radius ratio. The results of the two methods agreed well with those of the formula for the radius ratio, 3/2 and 9/7 within small errors of around 7% and 5% respectively.

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링기어의 경계조건이 가공오차를 가지는 유성기어열의 정특성에 미치는 영향 (Influence of Ring Gear Boundary Conditions on the Static Characteristics of Epicyclic Gear Trains with Manufacturing Errors)

  • 천길정
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권11호
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    • pp.1949-1957
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    • 2003
  • A hybrid finite element analysis was used to analyze the influence of ring gear rim thickness and spline number on the static properties of a planetary gear system with manufacturing errors. Both of these parameters affected the bearing force and critical stress. The effect of changes in the rim thickness on the load sharing between the gears depended on the type of manufacturing error. Ring flexibility improved the load sharing between planetary gears only in systems with planet tooth thickness or planet tangential errors; for other types of error, ring flexibility worsened the load sharing. To improve load sharing, rim thickness and spline number should be controlled within a specific range. The minimum rim thickness limit should be determined considering not only the critical stress but also the load sharing. The effect of the ring gear boundary condition was more apparent in a system with errors than in a normal system.