• 제목/요약/키워드: cyclic bending test

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취성재료의 장기 강도시험 중 미소파괴음 신호 분석 (Analysis of Acoustic Emission Signals during Long-Term Strength Tests of Brittle Materials)

  • 천대성;정용복
    • 터널과지하공간
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    • 제27권3호
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    • pp.121-131
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    • 2017
  • 본 연구에서는 암석과 콘크리트의 정적 및 동적 장기강도시험을 통해 이들 재료의 시간 의존적 거동에 대해 연구했으며, 특히 장기강도시험 중 발생한 미소파괴음 신호를 분석하여 장기 안정성 평가에 활용하고자 하였다. 정적 장기강도시험의 경우 임계하 균열성장시험을 활용하여 Mode I과 Mode II에 대한 장기거동과 미소파괴음 발생특성을 분석하였으며, 동적 장기강도시험의 경우, 반복재하 4점 굴곡시험을 통한 장기강도의 한계와 미소파괴음 발생특성을 분석하였다. 미소파괴음 분석결과, 미소파괴음 히트 누적곡선 대 시간에 따른 곡선은 1차, 2차, 3차 구간이 있는 크립곡선의 모양과 유사한 모양을 보였다. 선형구간에 해당하는 미소파괴음 히트 누적곡선의 2차 구간의 기울기와 지연파괴시간과의 로그-로그 관계로부터 암석과 콘크리트의 정적 및 동적 장기 안정성을 평가하는 방안에 대한 가능성을 제시하였다.

맞대기 이음 용접의 피로수명에 베벨 각도가 미치는 역할 (Role of Bevel Angles Influenced on the Fatigue Life of Butt-welded Joints)

  • 박지환;한창완;정승빈;박성훈
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.141-147
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    • 2014
  • This study aims to investigate the influence of bevel angles on the fatigue life of V-groove butt-welded joints with back-plates made by SM490A steel material, generally used for excavators, because changes in the geometry, material and surface properties of welded regions affect the fatigue life of welded structures. Butt type test specimens were prepared by the $CO_2$ welding of rolled steel plates (SM50A steel) with a thickness of 13.5 mm at a welding speed of 30 cm/min and these Butt type test specimens had two different groove angles, which are $40^{\circ}$ (A type) and $30^{\circ}$ (B type). In order to investigate differences in fatigue life between two types, 4-point bending fatigue tests were conducted with a stress ratio of R=0.1 under the cyclic loading environment at a frequency of 5 Hz at room temperature. The fatigue life of A type specimens was approximately 7% higher than that of B type specimens. The stress concentration factors calculated by finite element analysis were 2.16 for A type and 2.25 for B type, whose difference was caused by the influence of the back-plates of butt-welded structures. The current results could provide important guidelines to determine the V-groove angle of butt-welded joints with a satisfactory fatigue life, although under severe operating conditions.

라디에타소나무 단판적층재의 밀도·접착·강도성능 및 내부후성 (Density, Bonding Strength, Bending strength and Decay Resistance of Radiata Pine Laminated Veneer Lumber)

  • 서진석;이동흡;황원중;오형민;박영란;강승모
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권4호
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    • pp.344-350
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    • 2011
  • 라디에타소나무 단판적층재(LVL)를 제조함에 있어서, CuAz 및 ACQ 방부처리와 비처리, 수성비닐우레탄 접착제와 페놀변성 리조시놀수지 접착제의 상온경화형 접착제를 적용함에 따른 밀도경사, 접착 강도성능 및 내부후성(방부효력)을 살펴보았다. 결과, LVL의 밀도경사에서 접착층 주변이 원추형으로 밀도가 커지는 경사패턴을 보였다. 접착성은 수성비닐우레탄 접착의 경우, 자비반복시험 후 전층이 박리되거나, 일부 층이 박리하고 할렬 틈새 현상이 일어났다. 페놀변성 리조시놀수지 접착제 접착의 경우, 자비반복시험 후 접착층의 응력이 큰데 연유한 굽음과 상하 접착층 사이의 단판의 수직할렬 현상이 있었으나, 접착층의 박리나 할렬이 거의 발견되지 않아 침지박리접착력은 높은 것으로 판단되었다. 한편, 방부효력시험에 있어서, 수성비닐우레탄 접착제로 적층한 LVL의 경우 갈색부후균에 의한 부후도가 백색부후균보다 크게 나타났다. 페놀변성 리조시놀수지 접착제로 LVL을 제조한 경우에는 갈색부후균에 의한 질량감소가 적었고, 약제를 처리하지 않더라도 그 피해가 낮았으며, 약제처리한 것은 질량감소율 0 수준을 보일 정도로 방부효력이 큰 것을 알 수 있었다.

단층 프리폼 대공간 구조물의 노드에 대한 축하중 구조성능 평가 (Structural Performances of an Axially-loaded Node in Single Layered Free Form Space Structures)

  • 이경주;오진탁;황경주;주영규;김상대
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.59-71
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    • 2012
  • 프리폼 구조의 노드는 용접 및 볼트 접합 특성을 반영하는 것이 어려워 구조 성능을 해석적으로 평가하는 것에는 한계가 있다. 본 연구에서는 축하중을 받는 프리폼 구조 노드의 구조 거동을 알아보고 성능을 평가하기 위해 실험을 수행하였다. 실험은 노드 중심부의 성능을 알아보기 위한 노드 볼 실험과 노드부 전체의 내력 평가를 위한 노드부 실험으로 구분된다. 노드 볼 구조 성능 평가에서는 축력에 대한 단조가력과 반복가력 실험을 하였고 노드부 구조 성능 평가에서는 단조가력 실험을 수행하였다. 실험 결과 노드 접합부 설계가 적합하므로 실제 구조물에 인장 발생 시 노드 볼이 충분한 내력을 가지며 안전할 것으로 판단되나 압축 발생 시 노드 볼 형상의 비대칭에 따른 모멘트 발생으로 내력이 저하된 현상을 보였다.

SiC 재료의 미세조직 및 열충격 특성 (Microstructure and Thermal Shock Properties of SiC Materials)

  • 이상필;조경서;이현욱;손인수;이진경
    • 한국해양공학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.28-33
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    • 2011
  • The thermal shock properties of SiC materials were investigated for high temperature applications. In particular, the effect of thermal shock temperature on the flexural strength of SiC materials was evaluated, in conjunction with a detailed analysis of their microstructures. The efficiency of a nondestructive technique using ultrasonic waves was also examined for the characterization of SiC materials suffering from a cyclic thermal shock history. SiC materials were fabricated by a liquid phase sintering process (LPS) associated with hot pressing, using a commercial submicron SiC powder. In the materials, a complex mixture of $Al_2O_3$ and $Y_2O_3$ powders was used as a sintering additive for the densification of the microstructure. Both the microstructure and mechanical properties of the sintered SiC materials were investigated using SEM, XRD, and a three point bending test. The SiC materials had a high density of about 3.12 Mg/m3 and an excellent flexural strength of about 700 MPa, accompanying the creation of a secondary phase in the microstructure. The SiC materials exhibited a rapid propagation of cracks with an increase in the thermal shock temperature. The flexural strength of the SiC materials was greatly decreased at thermal shock temperatures higher than $700^{\circ}C$, due to the creation of microcracks and their propagation. In addition, the SiC materials had a clear tendency for a variation in the attenuation coefficient in ultrasonic waves with an increase in thermal shock cycles.

SM 50A 강으로 제작된 T-형 용접형상의 용접후처리 방법이 피로수명 증가에 작용하는 역할 (Role of Post Weld Treatment Methods in the Improvement of Fatigue Life for T-type Welded Structures Made by SM 50A Steel)

  • 한창완;이재훈;송준혁;이현우;박성훈
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.307-312
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    • 2012
  • This study aims to investigate the effect of the post weld treatments on the fatigue life of T-type welded structure made by a SM50A steel material, generally used for excavators, because changes in the geometry, material and surface properties of welded regions affect the fatigue life of welded structures. T-type test specimens were prepared by the CO2 welding of rolled steel plates (SM50A steel) with a thickness of 10 mm at a welding speed of 30 cm/min and these Ttype welded specimens were further treated by UIT (Ultrasonic Impact Treatment) and/or toegrinding post welding treatment methods. In order to investigate improvements on the fatigue life of the samples. 3-point bending fatigue tests were conducted with a stress ratio of R=0.1 under a cyclic loading environment at a frequency of 5 Hz, via a hydraulic fatigue testing machine (${\pm}100\;kN$, MTS 809). The tests were performed at room temperature. The fatigue life of UIT specimens was approximately 25 times longer than that of as-welded specimens at a stress amplitude of 281 MPa, while toe-grinding specimens exhibited 4.15 times longer fatigue life. The current results could provide important guidelines to determine the proper post weld treatment methodologies of T-type welded parts for excavators with a satisfactory fatigue life although under severe operating conditions.

CNT-폴리프로필렌 복합재료의 기계적 물성평가 및 전기 미세평가법을 이용한 손상감지 (Evaluation of Mechanical Properties and Damage Sensing of CNT-Polypropylene Composites by Electro-Micromechanical Techniques)

  • 왕작가;권동준;구가영;김학수;김대식;이춘수;박종만
    • Composites Research
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    • 제26권1호
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    • pp.1-6
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    • 2013
  • 용액 분산법을 이용하여 CNT를 균질하게 분산시켰고, CNT-폴리프로필렌 복합재료 제조를 위해 압출기와 사출기를 사용하였다. CNT 고유의 전도성을 기반으로 CNT-PP 복합재료의 내부 손상을 감지하기 위해 전기저항 측정법을 이용하였다. CNT-PP의 기계적 및 계면 물성을 확인하고 일반 PP와 비교하였다. CNT의 강화 효과로 인하여 CNT를 함유함으로서, PP 기지의 기계적 물성은 더 증가되는 경향을 확인하였다. CNT-PP 복합재료의 내부 손상을 평가하기 위해 파괴 및 굴곡실험을 진행하며, 동시에 발생되는 전기저항 변화도를 감지하여 미세손상을 평가하였다. CNT 강화제의 첨가는 좋은감지능을 보여주었다. 낮은 CNT 함유율임에도 CNT-PP 복합재료의 감지가 가능했으며, 반복 하중 실험 중 최대 임계 응력을 확인하여, 내부에 발생된 미세 파괴를 찾아 낼 수 있었다.

자동차용 머플러의 피로수명평가를 위한 통계적 분석 (Statistical Analysis for Fatigue Life Evaluation of Vehicle Muffler)

  • 최지훈;이용준;윤진호;강성수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권3호
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    • pp.365-372
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    • 2013
  • 한정된 수량의 시험편만으로 자동차용 머플러의 신뢰도 높은 내구수명데이터를 얻기 위하여 통계적 피로수명 평가법을 이용하였다. 시험품은 실제 차량에 적용되는 것과 동일하게 제작하였고, 하중제어 반복굽힘 피로시험을 수행하였다. 피로시험을 통해 얻은 데이터를 정규분포, 대수정규분포, 와이블분포로 적용하여 각각의 곡선들을 비교하였으며 와이블분포의 경우 최우추정법, 최소제곱법, 가중치를 적용한 최소제곱법을 이용하여 모수를 각각 추정하였다. 각각의 확률분포에 대해 적합도 검정을 수행하였으며 최종적으로 최소제곱법을 이용한 와이블분포가 선정되었다. 선정된 와이블분포로 피로특성을 반영한 확률-모멘트-수명 곡선(P-M-N Curve)을 제시함으로서 자동차용 머플러의 신뢰성 설계를 위한 기초자료로써 활용이 가능하도록 하였다.

횡보강근에 따른 고강도 콘크리트 기둥의 휨강도와 연성 (Effects of Transverse Reinforcement on Flexural Strength and Ductility of High-Strength Concrete Columns)

  • 황선경;윤현도;정수영
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.365-372
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    • 2002
  • 본 연구는 700kgf/$\textrm{cm}^2$ 고강도 콘크리트에서 횡보강근 형태, 체적비 그리고 횡보강근 항복강도에 따른 고강도 콘크리트기둥의 거동을 규명하기 위한 실험연구이다. 기둥은 중심축내력의 30%에 해당하는 일정축력과 수평방향의 반복 휨모멘트를 받는다. 본 연구에서 사용된 변수는 횡보강근 체적비(Ps=1.58, 2.25%), 횡보강근 형태(hoop-type, cross-type, diagonal-type) 그리고 횡보강근 항복강도(fy=5,600, 7,950 kgf/$\textrm{cm}^2$)이다. 실험결과로 모든 기둥의 휨강도는 현행규준의 등가응력블럭에 근거하여 산정된 휨강도보다 낮게 나타났다. 횡보강근을 ACI 규준 요구량보다 42%증가시킨 기둥 시험체는 연성적인 거동을 보였다. 그리고, 본 연구에서 적용한 축력비 0.3 P/PO하에서 고강도급 횡보강근을 사용한 시험체의 연성이 저강도급 횡보강근을 사용한 시험체의 경우보다 같거나 다소 큰 경향을 보이고 있었다.

절곡강판을 이용한 교량용 강-콘크리트 합성 바닥판의 피로 성능평가 (Fatigue Strength Evaluation of Steel-Concrete Composite Bridge Deck with Corrugated Steel Plate)

  • 안진희;심정욱;정연주;김상효
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.731-740
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    • 2008
  • 본 연구는 하부 절곡강판과 T형강을 D16mm 스터드 전단연결재를 이용하여 콘크리트와 일체화시킨 교량용 강합성 바닥판의 피로 거동 및 피로성능을 평가하기 위한 것이다. 제안된 강합성 바닥판의 피로성능 평가를 위하여 총 8본의 시험체가 제작되었으며, 각각의 시험체에 3 종류의 일정진폭을 가진 피로하중이 재하되었다. 피로실험결과, 피로균열은 강합성 바닥판 하부 절곡강판의 절곡점에서 발생하여 상부 T형강으로 진전되는 것으로 나타났으며, 피로하중에 따라 시험체의 변위 및 변형률이 증가하고 피로균열발생 후 변위와 변형률이 급격히 변화하였다. 제안된 강합성 바닥판의 피로강도는 도로교설계기준 및 도로교설계기준 피로상세 범주의 자료가 된 NCHRP 102와 NCHRP 147 보고서의 피로실험결 과와 비교하여 평가한 결과 대상 강합성 바닥판은 피로상세 범주 C에 해당하는 것으로 평가되었다.