• Steel and Composite Structures
• /
• 제23권1호
• /
• pp.53-66
• /
• 2017

Structures submitted to Fire-After-Earthquake loading situations, are first experiencing inelastic deformations due to the seismic action and are then submitted to the thermal loading. This means that in the case of steel framed structures, at the starting point of the fire, plastic hinges have already been formed at the ends of the beams. The basic objective of this paper is the evaluation of the rotational capacity of steel I-section beams damaged due to prior earthquake loading, at increased temperatures. The study is conducted numerically and three-dimensional models are used in order to capture accurately the nonlinear behaviour of the steel beams. Different levels of earthquake-induced damage are examined in order to study the effect of the initial state of damage to the temperature-evolution of the rotational capacity. The study starts with the reference case where the beam is undamaged and in the sequel cyclic loading patterns are taken into account, which represent earthquakes loads of increasing magnitude. Additionally, the study extends to the evaluation of the ultimate plastic rotation of the steel beams which corresponds to the point where the rotational capacity of the beam is exhausted. The aforementioned value of rotation can be used as a criterion for the determination of the fire-resistance time of the structure in case of Fire-After-Earthquake situations.

• 한국추진공학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.74-82
• /
• 1998

복합발전 사이클은 가스터빈이나 스팀터빈으로부터의 출력을 이용하여 전개를 생산하기 위한 발전기를 구동시키고 배영회수기로부터 나온 증기를 스틸터빈에서 팽창시킴으로서 부가적인 동력을 얻는 장치를 가리킨다. 보통 가스터빈 배기로 부터의 온도는 $400{\sim}650^{\circ}C$정도로서 배열회수기에서 효과적으로 스팀을 생산할 수 있는 수준의 온도이다. 복합 사이클은 일반적으로 상부사이클과 하부사이클로 구분하는데 대부분의 열에너지 공급이 이루어지는 상부사이클을 브레이돈사이클 이라하며 브레이돈사이클에서 소비되는 에너지는 보다 낮은 온도 수준인 하부사이클에서 회수된다. 이러한 복합사이클은 최근 들어 더욱 보편적으로 적용되고 있는데 그 이유는 첫째, 가스터빈이나 스팀터빈이 독자적으로도 충분히 기술적인 검증을 받은 열기관으로서 초기에 비해 개발비가 저렴해졌다는 데 있고, 둘째, 작동유체인 공기가 $1000^{\circ}C$ 이상에서도 별다른 문제없이 적용될 수 있는 안전한 유체이고 비용이 전혀 들지 않는다는 점이다. 그 뿐 아니라 스팀터빈에 사용되는 물도 중저온에서 매우 저가로 공급할 수 있고 쉽게 공급이 가능하다는 이점으로 하부사이클에의 적용이 매우 양호하다는 점이다. 최근 소재기술의 개발에 따른 터빈입구온도의 향상은 이러한 복합발전 사이클의 기술적, 경제적 이점을 더욱 강화시켜 주고 있다. 본 연구에서는 3압에 의한 복합사이클에 대한 성능해석을 통하여 상부사이클이 전체 복합발전 성능에 미치는 영향을 조사하였으며 그 결과를 서인천 복합발전 인수 성능시험결과와 비교하였다. 본 연구결과는 현재 개념설계가 이루어지고 있는 장차 150~200MW수준의 산업용 가스터빈 개발에 중요한 방향제시를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제10권2호통권35호
• /
• pp.201-209
• /
• 1998

강섬유보강 적층복합구조물에서 온도의 변화는 구조물의 응답에 중요한 영향을 미칠수 있다. 온도의 급작스런 변화는 재료의 강도와 성질을 현저히 저하시켜 구조물의 대변형, 좌굴, 고응력상태를 유발하는 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 등분포로 재하된 온도하중에 의한 적층복합판의 온도좌굴에 관한 해석을 수행하였다. 전단변형의 효과를 정확히 고려하기위해 5개의 변수로 구성된 고차전단변형이론을 적용하였다. 적층판의 배열각도, 적층판의 수, 폭-두께비의 변화, 형상비의 변화에 따른 임계좌굴온도를 구하여 1차전단변형이론에 의한 결과와 고전적이론에 의한 결과와 비교분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제41권8호
• /
• pp.759-764
• /
• 2017

본 연구에서는 항공기용 레이돔에 적용되는 복합재의 볼트 체결부 강도에 대한 온도 및 습도 환경의 영향을 연구하였으며 열습환경에 노출된 레이돔 체결부에 대해 수분흡수율을 구하고, 온도와 습도환경에 따른 체결부 강도의 물성변화를 확인하였다. 이때 시편은 환경조건을 고려하여 상온건조(RTD), 고온고습(EWT), 저온건조(CTD) 세 가지로 구분하였으며 볼트 체결부의 파손하중 및 파손모드를 결정하기 위한 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 유한요소해석의 결과가 체결부 강도와 파손모드에서 실험결과와 잘 일치하였으며 체결부 파손강도 예측이 가능한 효과적인 방법으로 확인하였다.

• 한국안전학회지
• /
• 제30권3호
• /
• pp.59-66
• /
• 2015

본 연구는 슬럼프 감소, 연행 공기 부족, 건조수축 균열, 강도감소 등 굳지 않은 콘크리트와 굳은 콘크리트의 성질에 대한 타설시 고온의 악영향에 대한 원인분석을 실시하고 이를 경감시키기 위한 감수제, 공기연행제, 지연제 등의 화학적 혼화제와 플라이 애쉬, 고로 슬래그 등의 무기질 혼화재의 다양한 적용이 검토되었다. 즉, 서중 콘크리트의 품질향상을 위한 다양한 콘크리트 배합이 설계되고 각 배합에서의 굳지 않은 콘크리트 및 굳은 콘크리트 에 대한 영향이 분석되고 몇 가지의 최적 배합이 도출되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권10호
• /
• pp.1403-1409
• /
• 2010

니켈기 초내열합금은 고온 강도를 지속적으로 증가시키며 현재 비행기 엔진, 선박 엔진 및 발전용 가스터빈 고온 부품 등을 만드는 가장 중요한 소재로 오래전부터 사용되어져 왔다. 이러한 부품의 수명을 연장하기 위해서는 사용 환경과 유사한 조건에서의 피로수명 예측이 매우 중요하다. 따라서 본 연구에서는 가스터빈 블레이드 소재인 니켈기 초내열합금 IN738LC에 대하여 실제운전환경과 유사한 조건을 설정하여 다양한 변형률 범위와 온도에서 시험을 수행하였다. 저주기 피로수명을 예측하기 위하여 변형률 에너지 밀도와 파단 사이클과의 관계를 사용하였다. 수명의 예측은 시험결과를 토대로 변형률 에너지법과 Coffin-Manson법에 의하여 예측을 하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권7호
• /
• pp.753-758
• /
• 2011

초내열합금인 GTD-111은 고온강도와 내산화성이 우수하여 가스터빈에서 사용되는 소재이다. 초내열합금의 피로 수명 예측은 가스터빈의 효율을 개선하기 위하여 매우 중요하다. 본 연구에서의 저주기 피로시험은 실제 운전 환경과 유사하게 변형률 범위, 온도를 다양하게 설정하여 시험을 수행하였다. GTD-111의 저주기 피로수명을 예측하기 위하여 변형률 에너지 밀도와 파단 사이클과의 관계를 이용하였다. 시험결과를 토대로 변형률 에너지법과 Coffin-Manson법에 의하여 피로수명을 예측하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제18권4호
• /
• pp.67-73
• /
• 2014

고온고압의 밸브에서 연소가스의 유입을 방지하는 흑연 씰은 밸브 축의 구동으로 인한 마찰 및 마모에 노출된다. 흑연 씰의 마모로 인해 고온 가스 제어가 불가능해지기 때문에 씰의 마모 특성을 예측하는 것은 매우 중요하다. 본 논문은 비마모율을 마모 특성에 대한 척도로 설정하고 접촉하중, 미끄럼 속도, 온도 등을 변수로 하여 흑연의 왕복동 마모 시험을 수행하였다. 반응표면분석법에 근거하여 실험계획을 정립하고 시험 결과에 대하여 분산분석법을 통하여 유효한 수학적 모델을 제시하였다. 또한, 마모된 표면의 SEM 분석을 통해 특정 조건에서의 마모 메커니즘을 분석하고 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제25권10호
• /
• pp.1514-1519
• /
• 2001

This paper is concerned with design, manufacturing and performance test of LIPCA ( Lightweight Piezo- composite Curved Actuator) using a top carbon fiber composite layer with near -zero CTE(coefficient of thermal expansion), a middle PZT ceramic wafer and a bottom glass/epoxy layer with high CTE. The main point of this design is to replace the heavy metal layers of THUNDER by thigh tweight fiber reinforced plastic layers without losing capabilities to generate high force and large displacement. It is possible to save weight up to about 30% if we replace the metallic backing material by the light fiber composite layer. We can also have design flexibility by selecting the fiber direction and the size of prepreg layers. In addition to the lightweight advantage and design flexibility, the proposed device can be manufactured without adhesive layers when we use epoxy resin prepreg system. Glass/epoxy prepregs, a ceramic wafer with electrode surfaces, and a graphite/epoxy prepreg were simply stacked and cured at an elevated temperature (177 $^{circ}C$ after following an autoclave bagging process. It was found that the manufactured composite laminate device had a sufficient curvature after detached from a flat mold. The analysis method of the cure curvature of LIPCA using the classical lamination theory is presented. The predicted curvatures are fairly in agreement with the experimental ones. In order to investigate the merits of LIPCA, a performance test of both LIPCA and THUNDE$^{TM}$ were conducted under the same boundary conditions. From the experimental actuation tests, it was observed that the developed actuator could generate larger actuation displacement than THUNDERT$^{TM}$.

• 대한환경공학회지
• /
• 제31권11호
• /
• pp.1033-1040
• /
• 2009

고효율 싸이클론의 설계는 압력강하의 최소화와 집진효율의 최대화를 이루는 것이 중요하다. 본 연구는 고온, 고압 조건하에서 신뢰성 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하여 싸이클론의 집진효율에 영향을 주는 물리적 메카니즘을 연구하는 것이다. 수치 해석적 연구를 통한 고온, 고압 조건에서의 압력강하 계산은 실험데이터와 비교적 잘 일치하였다. 온도와 압력은 일반적으로 집진효율에 중요한 영향을 미치는데 보통 항력에서 가스의 밀도나 점도 등에 영향을 주어서로 상반되는 결과를 나타낸다. 그러므로 고온 운전에 따른 집진효율의 감소는 고압 조건으로 운전하는 것이 대안이 될 것으로 판단된다. 집진효율에 영향을 주는 인자에 대해 좀 더 세부적인 연구를 위하여 접선방향 속도나 보텍스 파인더의 직경 등과 같은 싸이클론의 설계변수나 운전변수에 따른 연구를 수행하였다. 예상한 바와 같이 접선방향의 속도가 집진효율에 가장 큰 영향을 주었다. 그리고 보텍스 파인더의 직경이 증가할수록 집진효율은 감소하였으며 보텍스 파인더의 길이는 집진효율에 큰 영향을 나타내지 않았다.