• 제목/요약/키워드: Tensile Fatigue

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미세튜브 열교환기의 장착을 고려한 구조건전성에 관한 연구 (A Study on the Structural Integrity Considering the Installation of a Micro-tube Heat Exchanger)

  • 오세윤;김태진;조종래;정호승
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권4호
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    • pp.447-451
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    • 2015
  • 본 연구의 목적은 유한요소 해석을 이용하여 항공기 엔진에 장착된 미세 튜브형 열교환기의 작동하중에 대한 특성을 파악하고 구조안전성을 평가하는 것이다. 작동 하중은 열-기계하중이 고려되었다. 항공기 엔진 부품의 특수성으로 인하여 구조적 강성확보뿐만 아니라 고효율, 저중량, 최소체적을 만족하는 형상 설계가 요구 된다. 브레이징한 미세튜브의 기계적물성치 확보를 위해 고온 인장 실험을 수행하였다. Ansys 12.1의 자체 모델러를 이용하여 형상을 모델링하고 유한요소해석을 수행하였다. 열-구조 연성해석을 통하여 튜브를 제외한 모듈형(modular type) 열교환기에 대한 설계방법을 제시하고 구조적 건전성을 평가하였다.

섬유금속적층판의 경화 시 발생하는 열 잔류응력에 관한 연구 (Thermal residual stress behavior in fiber metal laminates)

  • 김세영;최원종;박상윤;문초록
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.39-44
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    • 2005
  • 섬유금속적층판(Fiber Metal Laminates, 이하 FML)에서 알루미늄과 유리섬유/에폭시 복합재료 사이의 열팽창 계수의 차이는 경화공정 시 FML내부에 열 잔류응력을 남기게 되며, 이러한 열 잔류응력은 FML의 피로특성과 항복강도에 영향을 주게 된다. 잔류응력을 예측하기 위해 두 가지 실험법이 제안 되었으며, 이론식을 통해 그 결과를 예측하고, 실제 실험을 수행하여 그 값을 확인 하였다. 또한, 열 잔류응력의 제거 및 응력의 역전을 위하여 후-인발 가공이 수행 되었으며, 가공 이후 발생한 FML내의 잔류응력이 측정 되었다. 예측된 열 잔류응력 결과와 실험을 통한 값이 일치함을 보이며, 후-인발 가공을 통하여 열 잔류응력 제거 및 항복강도의 증가가 발생하였다.

전부도재관용 도재의 미시적 균열전파 양상 (Microstructural Aspects of Crack Propagation in All-Ceramic Materials)

  • 김효성;최규형;정회웅;원대희;이민호;배태성
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.433-441
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    • 1998
  • 본 연구에서는 전부도재관용 도재의 균열전파 양상과 구강환경이 파절강도에 미치는 영향을 평가하기 위해 시행되었다. 도재의 굽힘강도 늘 In-Ceram, IPS-Empress 및 VMK68의 순으로 나타났으며, 수중에서 좌다 기름중에서 더 놀은 강도를 보였다. 비커스 압자 압입부와 압입부를 중심으로 한 파면의 관찰 결과, VMK68 도재의 경우에는 9.8N의 압인하중하에서, IPS-Empress의 경우에는 47.0N의 압입하중하에서 교면에 median crack이 형성되는 양상을 보였으며, 균열이 압자의 압입시에 형성된 벽개면을 따라서 빠르게 성장하여 파괴에 도달한 양상을 보였다. In-Ceram의 경우에는 49.0h의 압임하중하에서 Palmqvlst clack이 형성되는 양상을 보였으며, 알루미나 입자에 의한 균열의 굴곡과 creak bridging으로 인한 강화기전이 관찰되었다.

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GCV소재의 DLC 코팅 마모특성에 관한 연구 (Study on Wear Properties of GCV Materials with DLC Coating)

  • 이수철;김남석;남기우;안석환;김현수
    • 한국해양공학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.71-75
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    • 2010
  • Although Graphite Compacted Vermicular (GCV) was first observed in 1948, the narrow range for stable foundry production precluded the high volume application of GCV to complex components such as cylinder blocks and heads until advanced process control technologies became available. This, in turn, had to await the advent of modern measurement electronics and computer processors. Following the development of foundry techniques and manufacturing solutions, primarily initiated in Europe during the 1990s, the first series production of GCV cylinder blocks began during 1999. Today, more than 40,000 GCV cylinder blocks are produced each month for OEMs, including Audi, DAF, Ford, Hundai, MAN, Mercedes, PSA, Volkswagen, and Volvo. Given that new engine programs are typically intended to support three to four vehicle generations, the chosen engine materials must satisfy current design criteria and also provide the potential for future performance upgrades without changing the overall block architecture. With at least a 75% increase in the ultimate tensile strength, a 40% increase in the elastic modulus, and approximately double the fatigue strength of either iron or aluminum, GCV is ideally suited to meet current and future of engine design and performance requirements.

충격 하중 조건에서의 Type IV 수소 압력용기 구조건전성 분석 (Experimental Study on the Structural Integrity of Type IV Hydrogen Pressure Vessels Experienced Impact Loadings)

  • 한민구;정경채;장승환
    • Composites Research
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    • 제29권2호
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    • pp.60-65
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    • 2016
  • 본 연구에서는 Type IV 수소 압력용기 시제품의 충격하중 조건에 따른 구조 건전성을 분석하고자 유한요소해석과 FBG 센서 삽입을 통한 실시간 모니터링 실험을 수행하여 결과를 분석하였다. 플라이 모델링 기법을 활용한 유한요소해석을 통해 FBG 센서를 삽입할 수소 압력용기의 취약부 선정 및 가압 조건을 제시하였으며, 실험을 진행할 기초 정보를 확보하였다. 실제 용기제작에 앞서 시편 실험을 통해 FBG 센서의 삽입방식 신뢰성을 확보하였으며, 이후 해당 결과를 활용하여 필라멘트 와인딩 공정에 적용하였다. 비충격 가압 피로실험과 총 4회의 충격 피로실험을 수행하였다. 실험결과 비충격 가압 피로실험에서는 해석과 동일한 거동을 보였으며, 4회의 충격 피로실험에서는 용기의 충전 시간이 점진적으로 증가하고 충전률은 감소하는 것을 확인하였다.

AASHTO 설계법을 이용한 아스팔트 콘크리트 포장체의 피로파괴준식 개발에 관한 연구 (Development of Failure Criterion for Asphalt Concrete Pavement Based on AASHTO Design Guide)

  • 김수일;이광호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권3호
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    • pp.59-65
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    • 1991
  • 본 연구에서는 국내 고속도로의 표준단면들을 포함한 포장구조 해석모델을 사용하여 아스팔트 콘크리트 포장체의 피로파괴 기준식을 개발하였다. 해석 대상 모델은 쇄석 및 아스팔트 안정처리 기층을 갖는 2430개의 4충 포장구조로 하였으며, 각 모델의 물성을 공용성 한계를 PSI=2.5로 한 AASHTO 설계식과 다층 탄성해석 프로그램인 SINELA에 적용, 포장체의 통과예상 교통량과 아스팔트 콘크리트층 하단에서의 최대 인장 변형률과의 관계를 회귀분석하였다. 분석 결과로부터, 신뢰도 50%와 95% 수준의 파괴기준식을 제안하였다. 타 연구결과와 비교한 결과 신뢰도 95% 수준의 파괴기준식은 균열의 발생을 공용성 한계로 보는 기존의 피로 파괴기준식과 같은 정도의 교통량을 추정하고 있음을 알 수 있었다. 또한 신뢰도 수준에 따른 파괴기준식을 신뢰도 50%, 수준의 파괴기준식으로부터 간접 추정할 수 있는 관계식을 제안하였다.

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갯벌모르타르의 내화성능에 관한 실험적 연구 (A study on the fire resistance characteristics of mud flat mortar)

  • Yang, Seonghwan;Kim, Huidoo
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.589-596
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    • 2015
  • 건설산업의 양적팽창과 함께 도시화가 진행되면서 콘크리트는 건설재료로서 가장 많이 사용되는 재료로서 다양한 발전을 해왔다. 하지만 콘크리트를 제작하는데 필수 요소는 골재자원이 점진적으로 고갈되고 있으며 환경문제에 대한 규제의 강화로 인해 골재부족현상은 갈수록 커지고 있는 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 준설토 투기로 인해 버려지는 갯벌을 골재로 치환하여 사용한 친환경 모르타르를 제작하여 그 역학적 특성을 규명하고 또한 내화성능을 확인하기 위해 가열을 한 뒤 잔존압축강도를 측정하였다. 그 결과 MM1, MM2, MM3의 잔존압축강도는 각각 45%, 95%, 57.7%의 강도를 발현하였으며 MM2의 배합에서 내화성능이 가장 우수한 것으로 나타났다.

실리카충전 스티렌-부타디엔 고무컴파운드의 균열성장 및 마모특성: 공정오일 종류의 영향 (Crack Growth and Wear Properties of Silica-reinforced Styrene-butadiene Rubber Compounds: Effect of Processing Oil Type)

  • 강성락;이종영;고재영;고영훈;강신영;나창운
    • Elastomers and Composites
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    • 제44권4호
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    • pp.401-407
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    • 2009
  • 용액중합 스티렌-부타디엔 고무 컴파운드 가교체의 균열저항성 및 마모특성에 미치는 공정오일의 영향을 조사하기 위해 방향족 고리화합물(PCA) 성분을 다량 함유하고 있는 방향족 오일과 저 PCA 오일을 선택하였다. 인장강도 및 인열강도 결과에 의하면 방향족 오일함유 컴파운드가 저 PCA 오일함유 컴파운드에 비해 우수한 물성을 나타내었다. 또한 방향족 오일함유 컴파운드가 균열저항성이 월등히 우수하였고, 특히 인열에너지가 낮은 범위에서 더 우수한 결과를 나타내었다. 마모저항특성은 마찰에너지가 낮은 범위에서는 방향족 오일함유 컴파운드가 우수한 결과를 나타낸 반면, 높은 마찰에너지 범위에서는 저 PCA 오일 함유 컴파운드가 오히려 높은 저항성을 나타내었다.

구상흑연주철의 고압하 마멸특성에 미치는 합금원소의 영향 II-Si, Mo (Effects of Alloying Elements on the High Pressure Wear Characteristics of Ductile Cast Iron II - Silicon and Molybdenum)

  • 방웅호;강춘식;박재현;권영각
    • 한국주조공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.240-246
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    • 2000
  • Surface layer properties such as composition, phase, hardness, and oxide layer condition are very important if the main failure mechanism of metals is wear. Generally, stable and dense oxide layers are known to decrease the wear rate of metals by prohibition of metallic junction occurred between bare metals. Addition of Si above 4 wt% to DCI(Ductile Cast Iron) is reported to enhance the significant oxidation resistance by forming the silicon-rich surface layer which inhibits further oxidation. And addition of up to 2 wt% Mo to high Si ductile iron produces significant increases in high temperature tensile strength, creep strength, thermal fatigue resistance and oxidation resistance. High pressure wear characteristics of unalloyed DCI(Ductile cast Iron), 4.46 wt% Si ductile iron, 4.3 wt% Si-0.52 wt% Mo ductile iron were investigated through unlubricated pin-on-disc wear test. Wear test was carried out at speed of 23m/min, under pressure of 3 MPa and 3.3 MPa. Wear surfaces of each specimen were observed by SEM to determine the wear mechanism under high pressure wear condition. Addition of Si 4.46 wt% severely deteriorated wear property of ductile iron compared to unalloyed DCI. But combined addition of Si 4.3 wt%andMo0.52wt%decreasedthefrictioncoefficient(${\mu}$)ofductileironsandremarkablydelayedthemild-severeweartransition.

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Study of heavy fuel oil fly ash for use in concrete blocks and asphalt concrete mixes

  • Al-Osta, Mohammed A.;Baig, Mirza G.;Al-Malack, Muhammad H.;Al-Amoudi, Omar S. Baghabra
    • Advances in concrete construction
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    • 제4권2호
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    • pp.123-143
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    • 2016
  • Use of heavy fuel fly ash (HFFA) (diesel and cracked fuel) for power generation in Saudi Arabia has generated and accumulated large quantities of HFFA as a byproduct. In this research, HFFA is studied with the emphasis on the utilization of this waste material in concrete blocks and asphalt concrete mixes. Two types of mixes, one with low and other with high cement content, were studied for concrete blocks. Different mixes having varying percentages of HFFA (0% to 25%), as cement/sand replacement or as an additive, were studied. The performance of concrete blocks is evaluated in terms of compressive strength, water absorption, durability and environmental concerns. The results showed that blocks cannot be cast if more than 15% HFFA is used; also there is a marginal reduction in the strength of all the mixes before and after being exposed to the sulfate solution for a period of ten months. HFFA is studied in asphalt concrete mixes in two ways, as an asphalt modifier (3&5%) and as a filler (50%) replacement, the results showed an improvement in stiffness and fatigue life of mixes. However, the stability and indirect tensile strength loss were found to be high as compared to the control mix due to moisture damage, indicating a need of using antistripping agents. On environmental concerns, it was found that most of the concerned elements are within acceptable limits also it is observed that lower concentration of barium is leached out with the higher HFFA concentrations, which indicates that HFFA may work as an adsorbent for this leaching element.