• 제목/요약/키워드: flexural failure

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침전법으로 제조한 $Al_2O_3$-$ZrO_2$계 세라믹스의 미세구조 및 기계적 특성 (Microstructures and Mechanical Properties of $Al_2O_3$-$ZrO_2$ Ceramics Prepared by a Precipitation Method)

  • 홍기곤;이홍림
    • 한국세라믹학회지
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    • 제27권8호
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    • pp.991-1003
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    • 1990
  • A precipitation method, one of the most effective liquid phase reaction methods, was adopted in order to prepare high-tech Al2O3/ZrO2 composite ceramics. Al2(SO4)3.18H2O, ZrOCl2.8H2O and YCl3.6H2O were used as starting materials and NH4OH as a precipitation agent, various types of metal hydroxides were obtained by single precipitation(series A) and co-precipitation(series B) method at the pH condition between 7 and 11. Fine Al2O3-ZrO2 powders were prepared at optimum calcination condition and the effects of ZrO2 on microstructures and mechanical properties of Al2O3 were investigated. The composition of Al2O3/ZrO2 composites wax fixed as Al2O3-15 v/o ZrO2(+3m/o Y2O3). ZrO2 limited the grain growth of Al2O3 and increased grain size homogeneity of Al2O3 more effectively than MgO.Flexural strength values in Al2O3 and Al2O3/ZrO2 composites were 340-430 MPa and 540-820 MPa, respectively, and the effect of strength improvement showed 20-50% by adding ZrO2 to Al2O3. Fracture toughness of Al2O3/ZrO2 composites was improved by stress-induced phase transformation of tetragonal ZrO2 and toughening effect by microcrack was not observed. Also, ZrO2 particles located at Al2O3 grain junction contributed to toughening, while spherical ZrO2 particles located within Al2O3 grain did not contribute to toughening. Weibull moduli of Al2O3 ceramics and Al2O3/ZrO2 composites of series A and series B were 4.34, 5.17 and 9.06, respectively. Above 0.5 of failure probability, strength values in Al2O3 ceramics and Al2O3/ZrO3 composites of series A and series B were above 400 MPa, 700 MPa and 650 MPa, respectively.

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Efficacy of Ag-CuO Filler Tape for the Reactive Air Brazing of Ceramic-Metal Joints

  • Kim, Myung Dong;Wahid, Muhamad FR;Raju, Kati;Kim, Seyoung;Yu, Ji Haeng;Park, Chun Dong;Yoon, Dang-Hyok
    • 한국세라믹학회지
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    • 제55권5호
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    • pp.492-497
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    • 2018
  • This paper reports the efficacy of tape casting using an Ag-10 wt% CuO filler for the successful joining of a sintered $Ce_{0.9}Gd_{0.1}O_{2-{\delta}}-La_{0.7}Sr_{0.3}MnO_{3{\pm}{\delta}}$ (GDC-LSM) ceramic with a SUS 460 FC metal alloy by reactive air brazing. The as-prepared green tape was highly flexible without drying cracks, and the handling was easy when used as a filler material for reactive air brazing. Heat treatment for the GDC-LSM/SUS 460 FC joint was performed at $1050^{\circ}C$ for 30 min in air. Microstructural observations indicated a reliable and compact joining. The room temperature mechanical shear strength of the as-brazed joints was $60{\pm}8MPa$ with a cohesive failure. The flexural strength of joints was measured from room temperature up to $850^{\circ}C$, where the strength retention revealed to be almost 100% at $500^{\circ}C$. However, the joints showed a degradation in strengths at 800 and $850^{\circ}C$, exhibiting strength retentions of 57% and 37%, respectively.

홀을 갖는 복합재 적층판의 압축강도에 대한 크기 효과에 관한 연구 (Size Effects on the Compressive Strength of Composite Plates with an Open Hole)

  • 공창덕;방조혁;이정환
    • 한국추진공학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.42-48
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    • 2001
  • 지난 20년 동안 인장하중과 굽힘 하중 상태에서 복합재료 적층판의 크기효과에 관한 많은 연구가 수행되었으며, 시편의 크기를 증가함에 따라 복합재 적층판의 강도가 저하되는 경향은 잘 알려져 있다. 그러나, 복합재 압축시험의 어려움으로 인해 압축하중 상태에서 시편의 파괴강도에 대한 크기효과에 관한 연구는 거의 수행되지 않았다. 본 연구에서는 홀을 갖는 복합재의 압축 강도에 대한 크기 효과를 고찰하기 위해 T300/924C, $>[45/-45/0/90]_{3S}$를 사용하였으며, 시편의 크기 변화를 위해 2차원면적 변화(시편의 폭 및 길이 변화)를 고려하는 평면 스케일링 방법을 사용하였다. 실험 결과는 유한폭을 가지는 평판에 대한 명확한 홀 크기 효과를 보였을 뿐만 아니라, 같은 a/W(홀 직경/시편 폭)를 갖는 시편에서도 크기 효과를 확인할 수 있었다. 반면에, 홀이 없는 시편은 명확한 강도 크기 효과를 보이지 않았다.

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안트라사이트를 활용한 산화마그네슘 보드의 실내 공기질 중 라돈가스 농도 저감 평가 (Evaluation of Decreasing Concentration of Radon Gas for Indoor Air Quality with Magnesium Oxide Board using Anthracite)

  • 편수정;임현웅;이상수
    • 한국건축시공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.9-15
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    • 2018
  • 지구상에 존재하는 라돈가스는 바위, 토양, 건축자재 등에서 방출되는 1급 발암물질로 유일한 기체상으로 존재하고 있다. 공기에 비해 무겁고 분자량이 커 하부에 가라앉아 있지만 이동성이 크다. 라돈가스는 특성상 실외에서 대기에 확산되지만 밀폐되고 환기가 어려운 실내공간의 농도는 수천 배까지 증가할 수 있다. 이러한 라돈가스의 위해성을 해결하기 위해 안트라사이트를 활용한 경화체의 라돈가스 저감 특성과 더불어 실내 마감재로 사용할 수 있는 기초 성능평가를 진행하였다. 기존 여과재로 사용된 안트라사이트를 사용하여 경화체를 제작하였으며, 기존 실내에서 사용된 건축자재 중 라돈을 방출하는 석고보드를 대체할 수 있는 시험을 진행하였다. 결합재로는 경소 마그네시아를 사용하였고, 경소마그네시아의 경화를 위해 염화마그네슘을 사용하였다. 흡착재로 사용된 안트라사이트의 치환율은 0, 10, 20, 30, 40, 50 (%)로 총 6수준으로 진행하였으며,W/B는 40%로 고정하였다. 시험항목은 휨파괴 하중, 열전도율, 라돈가스 농도를 진행하였으며, 양생조건은 항온항습 양생(습도 $80{\pm}5%$, 온도 $20{\pm}2^{\circ}C$)으로 진행하였다.

K-UHPC 교량의 긴장재 부식에 관한 신뢰성 기반 성능 평가 및 예측 (Reliability-Based Performance Assessment and Prediction of Tendon Corrosion in K-UHPC Bridges)

  • 권기현;박성용;조근희;김성태;박종범;김병석
    • 한국안전학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.75-81
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    • 2016
  • Tendon corrosion reliability in KICT-ultra high performance concrete (K-UHPC) bridges is assessed and predicted considering uncertainties in flexural bending capacity and corrosion occurrence. In post-tensioning bridge systems, corrosion is a one of most critical failure mechanisms due to strength reduction by it. During the entire service life, those bridges may experience lifetime corrosion deterioration initiated and propagated in tendons which are embedded not only in normal concrete but also in K-UHPC. For this reason, the time-variant corrosion performance has to be assessed. In the absence of in-depth researches associated with K-UHPC tendon corrosion, a reliability-based prediction model is developed to evaluate lifetime corrosion performance of tendon in K-UHPC bridges. In 2015, KICT built a K-UHPC pilot bridge at 168/5~168/6 milestone on Yangon-Mandalay Expressway in Myanmar, by using locally produced tendons which post-tensioned in longitudinal and lateral ways of K-UHPC girders. For an illustrative purpose, this K-UHPC bridge is used to identify the time-variant corrosion performance.

최소철근량 이하로 보강된 강섬유보강 보의 휨성능 고찰 (A Study on the Flexural Performance of Steel Fiber-Reinforced Beams lightly Reinforced Below the Minimum Steel Reinforcement)

  • 강덕만;박용걸;문도영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.35-44
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    • 2017
  • 본 연구에서는 국내 콘크리트구조기준(2012)에서 규정하고 있는 최소철근량 이하로 보강된 보에 강섬유를 혼입한 강섬유보강철근콘크리트보의 휨파괴 실험을 수행하였다. 실험변수는 철근비와 강섬유의 혼입량으로 하였다. 철근보강비는 최소철근량의 44%, 66%, 78%와 100%로 하였으며, 강섬유의 혼입량은 0.25%, 0.50%, 0.75% 및 1.00%이다. 실험결과, 강섬유는 균열저항성능을 크게 개선시키는 것으로 확인되었다. 또한, 하중저항성능의 관점에서 강섬유는 항복하중의 증가에 기여하지만 극한하중의 증가에는 거의 기여하지 못하는 것을 확인하였다. 강섬유로 인한 항복하중의 증가량은 철근 감소로 인한 항복하중의 감소량에 비하여 미미한 것으로 나타났다. 최소철근보에서 강섬유의 사용은 오히려 연성을 크게 감소시키는 것으로 확인되었다. 따라서 최소철근 휨부재에 강섬유를 사용하기 위해서는 연성도 확보를 위하여 철근비를 증가시켜야 하는 것으로 확인되었다.

FRP 시스템으로 보강한 철근콘크리트 부재의 휨 해석 (Flexural Analysis of Reinforced Concrete Members Strengthened with FRP Systems Based on Strength Method)

  • 조백순;김성도;정진환
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.175-186
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    • 2006
  • FRP 시스템으로 보강된 철근콘크리트 단면 대부분이 철근콘크리트로 구성되어 있어 휨해석 및 휨설계를 직사각응력블록을 이용한 강도설계법에 의존하는 경향이 있다. 그러나, 보강단면의 인장철근 및 FRP시스템에 의한 인장력이 부족한 단면의 FRP 시스템의 변형률이 인장파단변형률을 초과하면 강도설계법을 적용할 수 없는 해석상 모순에 빠져든다. 인장철근과 탄소섬유시트에 의한 인장력이 낮은 탄소섬유시트 보강보 실험에서 콘크리트 최대압축변형률이 0.003보다 낮은 것으로 측정되었을 뿐 아니라 최대휨모멘트는 강도설계법으로 산정된 공칭휨모멘트보다 작은 것으로 측정되어, FRP 시스템 보강단면의 공칭휨모멘트 산정에 강도설계법의 적용한계가 있는 것으로 나타났다.

거푸집 패널이 부착된 2방향 중공슬래브의 뚫림 전단 안전성 평가 (Evaluation of Punching Shear Safety of a Two-Way Void Plywood Slab System with Form)

  • 허무원;우형식;박정민;강현욱;박태원
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.182-189
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    • 2021
  • VPS는 중공재의 형상을 최적화 하고 중공재의 부상 및 작업하에 의한 이탈을 방지하는 기능을 가진 기존 중공슬래브공법이다. 본 연구에서는 기존연구에서 제안한 거푸집 패널이 부착된 중공슬래브(VPS)를 활용하여 플랫 플레이트의 뚫림전단 안전성을 검토하였다. 실험 결과, 가력점으로 부터 기둥 폭의 2.0배를 넘어 중공재를 배치한 VSPS 실험체는 기준 실험체에 대비 내력이 9.4%감소하였다. KBC2016에서 제시한 설계 값의 약 1.57배 이상의 강도 값을 나타내었다. 중공재를 배치한 VSPS 실험체가 전단파괴가 발생하기 전까지 기준 실험체 대비 강성의 변화는 없는 것으로 나타났다. 이는 휨 철근을 충분하게 배근하여 본 실험이 전단에 의해 파괴되고 있음을 알 수 있다.

파이버 및 전단 스프링요소를 이용한 비보강 조적벽체의 비선형 해석모델 (Nonlinear Analytical Model of Unreinforced Masonry Wall using Fiber and Shear Spring Elements)

  • 홍정모;신동현;김형준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권6호
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    • pp.283-291
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    • 2018
  • 본 연구는 지진에 저항하는 부재인 비보강 조적벽체로 구성된 건물의 내진성능평가에 활용되는 비선형 정적해석을 위한 비보강 조적벽체의 해석모델을 수립하고자 하였다. 본 연구의 해석모델은 비보강 조적벽체의 휨거동을 모사하기 위한 파이버 요소와 비보강 조적벽체의 전단에 대한 응답을 예측하기 위한 전단스프링 요소로 구성된다. 본 논문은 먼저 제안하고 있는 모델의 형상에 대해서 설명하고, 기존에 행해진 조적조 프리즘의 실험결과로부터 얻은 응력-변형률 곡선을 근거로 파이버와 전단스프링 요소의 물성치에 대한 결정 방법을 설명한다. 제시하고 있는 모델은 비선형 정적 해석결과와 다른 연구자들에 의해 수행된 실험결과를 비교하여 타당성을 검증한다. 해당 모델은 최대강도, 초기강성, 그리고 이들로부터 얻어지는 비보강 조적벽체의 하중-변위 곡선을 적절하게 모사하고 있다. 또한, 해석모델이 비보강 조적벽체의 파괴모드를 예측할 수 있는 것으로 나타난다.

라돈 저감형 기능성 보드제작을 위한 흡착재의 라돈 저감 성능 (Radon Reduction Performance of Adsorbent for Making Radon-Reducing Functional Board)

  • 김기훈;편수정;김연호;이상수
    • 한국건축시공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.139-147
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    • 2019
  • 본 연구는 최근 방사능 물질의 위험성에 대한 관심이 커지며 원전사고 등의 대규모 인명 피해와 위험지역 선정 등의 이유로 인체의 방사능 안전성에 대한 관심이 커지면서 요구되는 실내 건축용 마감재에 대한 것이다. 일상에서 방사능에 노출되는 여러 가능성 중 실내 공기 중 라돈가스에 대한 관심이 커지면서 라돈가스 흡착형 경화체에 대한 기초연구 자료를 제시한다. 본 연구에 흡착재로 활용된 재료는 규조토와 실리카겔로, 천연 흡착재인 규조토와 인공 흡착재인 실리카겔의 기초 성능 및 흡착 성능을 평가하였다. 향후 실내 공기 중 라돈가스 농도 저감에 대한 정밀한 추가 실험에 대한 연구결과가 필요할 것으로 예상되고, 실험결과에 따른 인공 흡착재인 실리카겔의 라돈가스 흡착 가능성을 기대한다.