• 폴리머
• /
• 제38권5호
• /
• pp.645-649
• /
• 2014

사출성형품의 잔류응력 형성의 원인은 사출성형공정 중 재료가 받는 높은 온도변화와 전단응력이다. 케미컬 크랙킹 테스트는 잔류응력을 측정하는 방법 중의 하나이며 크랙은 잔류응력의 크기에 따라 형성된다. 본 연구에서는 시편이 받고있는 응력과 케미컬 크랙킹과의 관계를 연구하였다. 변형지그를 설계하고 이를 이용하여 시편에 변형을 주어 응력을 가하였다. 시편은 폴리카보네이트를 이용하여 핫 프레스로 제작하였고 시편의 제작 중에 형성된 잔류응력을 제거하기 위해 어닐링을 하였다. 시편을 변형지그에 고정시키고 시편에 크랙을 유도하기 위해 이를 솔벤트에 담궜다. 솔벤트는 tetrahydrofuran과 methyl alcohol을 이용하여 제조하였다. 시편에서 변형에 따라 응력이 증가할수록 크랙의 빈도수와 밀도가 증가하였다. 본 연구의 결과는 케미컬 크랙킹 방법으로 폴리카보네이트 사출성형품의 잔류응력을 정량적으로 측정하는데 활용될 수 있다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제22권5호
• /
• pp.649-655
• /
• 2011

Methane direct cracking can be utilized to produce $CO_x$ and $NO_x$-free hydrogen for PEM fuel cells, oil refineries, ammonia and methanol production. We present the results of a systematic study of methane direct cracking using a mixed conducting oxide, Y-doped $BaZrO_3$ ($BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$), membrane. In this paper, dense $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$ membrane with disk shape was successfully sintered at $1400^{\circ}C$ with a relative density of more 93% via addition of 1 wt% ZnO. The ($BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$) membrane is covered with Pd as catalyst for methane decomposition with an DC magnetron sputtering method. Reaction temperature was $800^{\circ}C$ and high purity methane as reactant was employed to membrane side with 1.5 bar pressure. The $H_2$ produced by the reaction was transported through mixed conducting oxide membrane to the outer side. In addition, it was observed that the carbon, by-product, after methane direct cracking was deposited on the Pd/ZnO-$BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$ membrane. The produced carbon has a shape of sphere and nanosheet, and a particle size of 80 to 100 nm.

• 원예과학기술지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.15-23
• /
• 2016

A study was conducted to evaluate the effects of irrigation (amount, interval) on tree growth, fruit quality, and cracking of organic 'Campbell Early' grapevine in 2012 and 2013. Three irrigation treatments were applied using a sprinkler system from mid-June to mid-August in 2012 and 2013, as follows: 10 mm was applied daily (10 mm-IR), 20 mm was applied every two days (20 mm-IR), and 30 mm was applied every five days (30 mm-IR). Soil electrical conductivity (EC) and temperature were found to be greatest in the 10 mm-IR treatment in both years. Soil moisture content ranged between 20-40% in the 10 mm-IR, between 20-60% in the 20 mm-IR, and between 20-70% in the 30 mm-IR treatment plots. The total number of leaves per shoot and shoot growth were found to be greatest in the 20 mm-IR and 30 mm-IR treatments, respectively. Cluster and berry weights, and cluster and berry sizes were not consistently affected by the treatments. The 10 mm-IR treatment resulted in an increase in fruit SSC, SSC/acidity ratio, and berry skin pigmentation ($b^*$; blue). Approximately 5% of fruit cracking was observed on average over both years in the 10 mm-IR-treated fruit, while the 30 mm-IR treatment resulted in nearly 18% of cracking in 2012. Average marketable fruit yield per year over two years was greatest for the 10 mm-IR treatment ($24.4t{\cdot}ha^{-1}$) followed by the 30 mm-IR treatment ($22.7t{\cdot}ha^{-1}$) and lastly the 20 mm-IR treatment ($22.2t{\cdot}ha^{-1}$). Thus, the 10 mm-IR treatment represents a suitable irrigation regimen for controlling leaf and shoot growth of vines grown under a rain-shelter system in sandy loam soils, while improving fruit sugar contents and skin color and limiting fruit cracking.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제50권7호
• /
• pp.1138-1147
• /
• 2018

Delayed hydride cracking (DHC) is an important failure mechanism for Zircaloy tubes in the demanding environment of nuclear reactors. The threshold stress intensity factor, $K_{IH}$, and critical hydride length, $l_C$, are important parameters to evaluate DHC. Theoretical models of them are developed for Zircaloy tubes undergoing non-homogenous temperature loading, with new stress distributions ahead of the crack tip and thermal stresses involved. A new stress distribution in the plastic zone ahead of the crack tip is proposed according to the fracture mechanics theory of second-order estimate of plastic zone size. The developed models with fewer fitting parameters are validated with the experimental results for $K_{IH}$ and $l_C$. The research results for radial cracking cases indicate that a better agreement for $K_{IH}$ can be achieved; the negative axial thermal stresses can lessen $K_{IH}$ and enlarge the critical hydride length, so its effect should be considered in the safety evaluation and constraint design for fuel rods; the critical hydride length $l_C$ changes slightly in a certain range of stress intensity factors, which interprets the phenomenon that the DHC velocity varies slowly in the steady crack growth stage. Besides, the sensitivity analysis of model parameters demonstrates that an increase in yield strength of zircaloy will result in a decrease in the critical hydride length $l_C$, and $K_{IH}$ will firstly decrease and then have a trend to increase with the yield strength of Zircaloy; higher fracture strength of hydrided zircaloy will lead to very high values of threshold stress intensity factor and critical hydride length at higher temperatures, which might be the main mechanism of crack arrest for some Zircaloy materials.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제35권6호
• /
• pp.529-536
• /
• 2003

The objective of this study is to investigate the reorientation of hydrides with applied stress intensity factor, the peak temperature and the time when to apply the stress intensity factor in a Zr-2.5Nb pressure tube during its thermal cycle treatment. Cantilever beam (CB) specimens with a notch of 0.5 mm in depth made from the Zr-2.5Nb tube were subjected to electrolytic hydrogen charging to contain 60 ppm H and then to a thermal cycle involving heating to the peak temperature of either 310 or $380^{\circ}C$, holding there for 50 h and then cooling to the test temperature of $250^{\circ}C$. The stress intensity factor of either 6.13 or $18.4\;MPa\sqrt{m}$ was applied at the beginning of the thermal cycle, at the end of the hold at the peak temperatures and after cooling to the test temperature, respectively. The reorientation of hydrides in the Zr-2.5Nb tube was enhanced with the increased peak temperature and applied stress intensity factor. Furthermore, when the CB specimens were subjected to $18.4\;MPa\sqrt{m}$ from the beginning of the thermal cycle, the reoriented hydrides occurred almost all over the Zr-2.5Nb tube, surprisingly suppressing the growth of a DHC crack. In contrast, when the CB specimens were subjected to the stress intensity factor at the test temperature, little reorientation of hydrides was observed except the notch region, leading the Zr-2.5Nb to grow a large DHC crack. Based on the correlation between the reorientation of hydrides and the DHC crack growth, a governing factor for DHC is discussed along with the feasibility of the Kim's DHC model.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제12권6호
• /
• pp.164-172
• /
• 2008

초기 재령의 매스콘크리트는 양생과정에서 높은 온도를 유발한다. 수화열 저감 기법 중 내부구속이 지배적인 구조물에서 단면의 내외부 온도차를 관리하는 방식은 그 활용도가 매우 높다. 그러나 수화 균열을 예방하기위해 열경사를 조절하는 현재의 제한적인 방법은 콘크리트 중심과 표면 사이에 미세하거나 거대한 균열을 유발할 수 있다. 특히 냉각파이프를 이용하는 방법은 온도의 상승시에는 적용될 수 있지만, 내외부 온도차이가 심한 온도하강시의 대책으로는 적합하지 않다. 따라서 이 문제에 대한 해결방안으로 가열파이프를 동시에 사용하는 모델을 제안하여 유한요소법으로 해석하였다. 해석 결과, 제안된 냉각파이프와 가열파이프를 동시에 사용하는 방법이 열경사조절에 가장 효과적이며 이를 통해 온도균열을 효과적으로 제어할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제4권3호
• /
• pp.292-298
• /
• 2016

본 연구에서는 매스 매트 콘크리트에 있어, 상 하부를 구분하여 타설하는 실무조건을 고려하여, 상부 및 하부배합의 혼화재 종류와 치환율을 동일 및 달리하는 배합 조건 변화로부터 최적치를 도출한 다음, 실구조체에 적용하여 해석치와 실측치간을 비교하므로서, 혼화재를 활용한 매스콘크리트의 효율적인 수화열균열 저감방안을 제안하고자 하였다. 연구결과 먼저, 현장적용 전 사전검토를 위해 Midas gen을 이용하여 수화열 해석을 실시한 결과 상부는 OPC : FA = 85 : 15 배합, 하부는 OPC : FA : BS = 50 : 20 : 30 배합을 본 대상 구조물 매스 매트콘크리트의 최적배합으로결정하였다. 이를 적용한 실제 현장의 시험결과 슬럼프, 공기량 및 압축강도는 모두 목표범위를 만족하였다. 또한, 봄철 실제 현장의 매스 매트콘크리트의 온도특성으로 최적배합의 경우는 중심부의 최고 온도 약 $59^{\circ}C$, 표층부 온도 약 $49^{\circ}C$로 나타나, 약 $10^{\circ}C$의 온도차가 나타났으며, 수화열 해석결과 약 1.4의 균열지수를 나타내었다. 따라서, 실무를 고려한 매스 매트콘크리트의 경우 상 하부 타설 콘크리트간의 저발열 배합정도를 달리 고려하는 수화발열량차 공법적용은 침하균열 방지 및 수화열 균열제어에 효과적인 방법이 될 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.617-625
• /
• 2009

본 연구에서는 MgO를 첨가하여 자기팽창을 유도하는 화학적 프리스트레싱 기법(chemically prestressing method)으로 균열을 제어하는 방법을 다루고자 한다. 수화열에 의한 온도변형 및 수축과 같은 콘크리트의 필연적인 체적변화는 시공 중 균열을 발생시키고, 이는 장기적인 콘크리트의 내구성 및 사용성을 저하시키는 주요 요인으로 작용한다. 시공 중 발생하는 균열을 제어하기 위하여 본 연구는 MgO 콘크리트의 팽창 특성을 모델링하고 콘크리트의 단면 내 온도분포로부터 온도응력 및 자기팽창 응력을 평가하는 3차원 유한요소해석 프로그램을 개발하였다. 개발된 해석프로그램은 온도의존적 자기팽창량과 팽창응력을 검증하였고, 예제 해석을 통하여 MgO 팽창 여부에 따른 잔류응력(residual stress)의 변화 양상을 비교, 분석하였다. 저온에서 소성한 MgO를 혼입하여 제조한 장기팽창성 콘크리트는 온도의존적 특성을 보이고 수년에 걸쳐 발생하는 경향을 보이므로, 장기적으로 높은 온도가 유지되는 매스콘크리트 구조물의 온도균열을 제어하는데 가장 유용하게 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 열처리공학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.10-16
• /
• 2021

Exhaust manifold is a very important component that is directly connected to air environment pollution and that requires strict mechanical properties such as high temperature fatigue and oxidation. Among stainless steels, the ferritic stainless steel with body-centered cubic structure shows excellent resistance of stress-corrosion cracking, ferromagnetic at room temperature, very excellent cold workability and may not be enhanced by heat treatment. The microstructural characteristics of four cast ferritic stainless steels which are high heat-resistant materials, were analyzed. By comparing and evaluating the mechanical properties at room temperature and high temperature in a range of 400℃~800℃, a database was established to control and predict the required properties and the mechanical properties of the final product. The precipitates of cast ferritic stainless steels were analyzed and the high-temperature deformation characteristics were evaluated by comparative analysis of hardness and tensile characteristics of four steels at room temperature and from 400℃ to 800℃.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제26권1호
• /
• pp.57-62
• /
• 2014

이 연구에서는 수직으로 긴 매스 구조물에 적합한 파이프쿨링 공법을 제안하기 위하여 기존의 파이프쿨링 공법과는 달리 파이프를 수직으로 설치하는 연직파이프쿨링 공법을 개발하였다. 타당성을 검토하기 위하여 해석대상 부재의 형상($1{\times}3{\times}20m$, $4{\times}4{\times}4m$)을 대상으로 하여 FEM 해석을 수행하였으며, 온도 및 응력 변화와 온도균열 지수 등을 검토하였다. 그 결과, 매스콘크리트 구조물의 온도균열 제어에 효과가 있는 것을 확인할 수 있었다.