• 제목/요약/키워드: tensile stiffness

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터보 컴프레셔용 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링의 오일 공급 중단 상황에서의 내구성 연구 (Study on the Durability of Composite Tilting Pad Journal Bearing for Turbo Compressor System under Oil-cut Situation)

  • 최강영;정민혜;유준일;송승아;김성수
    • Composites Research
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    • 제29권3호
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    • pp.111-116
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    • 2016
  • 터보/컴프레셔(Turbo compressor)용 틸팅 패드 저널 베어링(Tilting pad journal bearing)은 고속, 고하중의 주축(Rotor)을 지지하는 역할을 하며, 화이트 메탈(White metal)이 대표적인 소재로 널리 사용되어왔다. 그러나 예기치 않은 윤활유 공급 중단 상황(Oil cut situation) 또는 베어링과 주축 사이에 유막(Oil film)이 제대로 형성되지 않을 경우, 기존의 화이트 메탈 베어링은 융착(Seizure) 현상에 의해 바로 정지하게 되고 주축에 심각한 손상을 유발한다. 이러한 융착 문제를 해결하기 위해 기존의 화이트 메탈에 비해 높은 비강성, 비강도 그리고 뛰어난 마찰 특성(Tribological characteristic)을 가지는 탄소섬유 강화 복합재료(Carbon fiber reinforced composite)가 틸팅 패드 저널 베어링에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 고 내열성 탄소섬유/에폭시 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링의 오일공급 중단 상황에서의 내구성에 대한 연구를 진행하였다. 이를 위해 상온 및 오일공급 중단상황의 고온에서 인장, 압축, 전단 등의 기초적인 복합재료 물성 실험을 진행하였고, 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링에 있어 가장 중요한 물성인 층간 계면 강도를 측정하기 위해 Short Beam Shear 실험을 진행 하였다. 오일 공급 중단 상황에서 복합재료 틸팅 패드 저널 베어링의 파손(Failure) 가능성을 알아보기 위해 유한 요소 해석(Finite element analysis)을 진행함으로써 베어링 표면에 가해지는 최대 응력을 도출하였고, 해석 결과와 물성 시험으로부터 측정된 강도 값을 이용하여 Tsai-Wu Failure index를 계산하였다. 해석 결과를 검증하기 위해 산업용 테스트 벤치를 이용하여 탄소섬유/에폭시 복합재료로 제조된 틸팅 패드 저널 베어링의 오일 공급 중단 실험을 진행하였다.

Falling Weight Deflectometer 처짐값을 이욤한 아스팔트 포장체의 구조적 상태 평가기법 개발 (Development of the Structural Condition Evaluation Technique for Asphalt Pavements Using Falling Weight Deflectometer Deflections)

  • 손종철;이석근;안덕순;박희문
    • 한국도로학회논문집
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    • 제8권4호
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    • pp.115-124
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    • 2006
  • 본 논문의 목적은 Falling Weight Deflectometer 처짐값을 이용하여 아스팔트 포장체의 구조적 상태 평가기법을 개발하고, 이를 이용하여 포장체 각 층의 구조적 상태 평가기준을 제시함에 있다. 유한요소해석 아스팔트 포장체 구조해석 프로그램을 이용하여 가상적 데이터베이스를 구축하여 포장체의 표면처짐값과 포장체 내부반응과의 상관관계를 도출하였다. FWD 처짐값과 포장체 두께를 이용하여 직접적으로 포장체 내부반응을 계산할 수 있는 아스팔트 포장체의 내부반응 모델을 통계적 회귀분석을 통하여 개발하였다. 개발된 반응모델을 토대로 아스팔트 포장체 각 층의 구조적 상태를 평가하기 위한 절차를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 평가 절차를 검증하기 위하여 국도 11개와 지방도 8개 노선에서 FWD와 동적관입시험을 수행하였으며, 현장에서 채취한 코어는 아스팔트 시편의 삼축압축반복재하시험을 수행하였다. 연구결과, 아스팔트층의 경우 아스팔트층 하부의 인장변형률값과 회복탄성계수값이 아스팔트 층의 강성 특성을 평가하는 중요한 인자로 판단되었다. 보조기층에서는 BDI값과 보조기층 상부의 압축변형률이 보조기층의 지지력 평가에 적합하였으며, 하부층의 경우 BCI값과 하부층 상부의 압축변형률값이 노상토의 지지력 및 상태를 판단하는데 적절한 인자로 선정되었다. 아스팔트층과 보조기층은 3단계, 하부층은 2단계로 구분하여 아스팔트 포장체의 구조적 상태를 평가 할 수 있는 기준을 제시하였다.

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800MPa급 고성능 강재 적용한 초고층 메가 부재 대안설계 (Alternative Design of Mega Structural Members of a Super-tall Building using 800MPa Grade High-performance Steel Plate)

  • 조소훈;김도환;김진원;이승은;김진호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권4호
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    • pp.299-309
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    • 2014
  • HSA800은 건축구조용 고성능 강재로서 KS규격에 항복강도 650MPa-770MPa, 인장강도 800MPa-950MPa를 가지며 항복비(항복강도/인장강도) 또한 0.85이하로 제한되어있으며 TMCP 기법으로 제조되어 뛰어난 용접성을 나타내는 특징이 있다. 본 연구에서는 국내 최초의 초고층 빌딩인 롯데월드타워의 메가 구조부재를 대상으로 고강도 강재 적용시 구조물 안전성의 변동사항 및 시공성 개선 등을 검토하여 경제적 설계를 위한 대안을 제시하는 것을 목적으로 한다. 대상 부재로는 아웃리거 코어월 매립부 상/하현재, 벨트트러스, 외곽 철골기둥이 선정되었다. 원설계 단면을 등가 도강도 강재 단면으로 환산하여 두께를 결정한 후 중력저항모델, 횡력저항모델, 연쇄붕괴 모델을 구조해 석시뮬레이션을 통하여 성능을 비교 평가하였다. 그 결과 횡강성에 영향을 주지 않는 부재는 고강도 강재 적용이 가능하며 원설계 대비 약 1100톤의 물량 절감 효과가 있었다. 따라서, 고강도 강재를 사용하면 부재 두께를 줄일 수 있으므로 부재 제작성 및 시공성이 향상될 수 있을 것으로 기대된다.

다발형 폴리아미드섬유 보강 콘크리트의 역학적 성능평가 (Evaluation on the Mechanical Performance of Concrete Using Entanglement Polyamide Fiber)

  • 전중규;김규용;전찬기;이수철
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.223-233
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    • 2012
  • 콘크리트의 보강재료로 사용되고 있는 강섬유는 강성이 크고 중량이 무거워 안전관리의 어려움이 있으며, 강섬유의 부식으로 인한 내구성 저하 및 높은 리바운드 손실량이 등이 개선사항으로 요구되고 있다. 이와같이 2009년 개정된 규정에 의해 강섬유 외의 재료보강이 가능해짐에 따라 콘크리트 보강재료로서 강섬유 이외의 다양한 섬유의 적용성 검토가 필요한 실정이다. 강섬유는 기타섬유에 비해 강성이 크고, 섬유의 형상에 따라 부착성능을 개선하였만, 유기섬유의 경우 강섬유에 비해 일반적으로 탄성계수 및 인장강도가 낮고 섬유의 뭉침현상이 발생하여 콘크리트 보강재료로 사용하기 위해서는 적절한 섬유 개질이 필요한 실정이다. 이러한 관점에서, 본 연구에서는 미세섬유를 다발형 단일 개체로서 공기 압출성형을 통해 부착 비표면적을 크게 하여 역학적 성능을 고려하고, 섬유의 표면을 계면 활성제로 개질하여 분산성을 향상시킨 폴리아미드섬유와 강섬유, PP섬유를 혼입한 콘크리트를 비교하여 현장 활용을 위한 기초 자료를 제시하고자 한다.

기선권현 강의 연구- V 날개그물용 재료로서 개발된 그물실의 물리적 특성 (Study on the Anchovy Boat seine- V The Physical Properties of the Improved Netting Twines to be used in the Wing Net)

  • 이병기;서영태;이주목
    • 수산해양기술연구
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    • 제16권1호
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    • pp.17-22
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    • 1980
  • 권현망에 쓰이고 있는 오비기.수비재료를 개량하기 위하여, 속에 PVD를 넣고 밖에 PE를 둘러서 3년으로 꼰 망멱를 개발하여, 재래의 재료와 함께 그 물리적 특성을 측정.비교한 바, 다음과 같은 장점이 있음이 확인되었다. (1) 재래식은 민물에 1주야 침지하면 4~7%의 수축이 일어나는 데 비하여, 신개발재과는 그런 수축이 일어나지 않는다. (2)비중은 재래식이 1주야 침지한 후에야 겨우 1.04~1.025여서 해수보다 무겁게 하고자 하는 목적이 달성되지 않으나, 신개발재과는 침지시키지 않아도 1.06~1.09여서 비중이 크며, 필요에 따라 더 크게 하는 것도 가능하다. (3) 유연성은 재래식과 신개발재과가 비등하다. (4) 파단강도나 탄성회복도가 재래식보다 크다. (5) 6개월간 어구로서 사용한 후에도 망목이 신장되지 않았다.

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초고강도 콘크리트 바닥판과 역T형 강재 합성보의 휨 성능 평가 (An Evaluation of Flexural Performance of Composite Beam with Ultra High Performance Concrete Deck and Inverted T-Shaped Steel Girder)

  • 유성원;조창빈;최광호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.64-71
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    • 2016
  • 본 논문에서는 UHPC 바닥판과 강재 거더를 이용하여 합성보를 구성할 때, UHPC 바닥판의 높은 강도와 강성으로 인하여 합성보 구성 시에 강재 거더의 상부 플랜지를 없앤 역T형 거더를 적용하고자 하였다. 그러나 현재까지 강재 복부에 설치되는 전단연결재에 대한 거동, 역T형 강거더 합성보의 휨거동 특성 등은 실험 및 이론적으로 평가된 적이 거의 없는 실정이다. 이를 위하여 UHPC 압축강도, 전단연결재 간격 및 바닥판 두께 등을 변수로 하는 역T형 거더와 UHPC바닥판 합성보 16개의 휨거동 실험결과를 근간으로 하여 실험결과와 UHPC의 인장연화 거동을 고려한 재료모델 해석결과를 비교하였다. 역해석에 의한 인장연화곡선에서 UHPC의 인장강도는 6.57 MPa(120MPa의 경우) 및 9.57 MPa(150MPa의 경우)를 나타내고 있으며, 전단연결재 간격이 좁을수록 실험결과와 해석결과가 명확하게 근접하는 겻으로 나타났으며, 바닥판 두께가 두꺼우며 UHPC 압축강도가 작을수록 동일한 경향이나, 이 영향은 다소 작은 것으로 나타났다. 따라서 실험결과와 해석결과를 종합적으로 비교하면, UHPC 합성보의 실험결과와 해석결과는 비교적 잘 일치하고 있으므로 재료 실험으로부터 산정된 인장연화곡선은 UHPC의 실제 거동을 합리적으로 반영한다고 판단된다.

굽힌 후 편 철근의 기계적 성질과 응력-변형률 모델 (Mechanical Properties and Stress-Strain Model of Re-Bars Coldly Bent and Straightened)

  • 천성철;탁소영;하태훈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.195-204
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    • 2012
  • 신구 콘크리트 접합부에서는 굽힌 후 편 철근을 이용한 이음이 발생한다. 철근의 굽힘과 펴는 과정에는 필연적으로 소성 변형이 발생하며, 이 과정에서 가공 경화, 바우싱거 효과, 시효 경화 현상이 발생된다. 이 연구에서는 강종, 지름, 굽힘 내면 반지름, 굽힌 후 펴기까지의 존치기간을 변수로 굽힌 후 편 철근의 인장에 대한 기계적 성질을 조사하였다. 연구 결과, 굽힌 후 편 철근은 비례한계점이 낮아지는 비선형성이 직선 철근에 비해 일찍 발생되었으며, 항복마루 없이 바로 변형경화가 발생하였다. 이것은 굽힘 가공에서 압축을 받은 부분의 바우싱거 효과에 의해 항복점이 낮아졌고, 굽힘 가공에서 인장을 받은 부분의 가공 경화에 의해 항복마루가 없어졌기 때문이다. 높은 강종일수록 항복강도의 저하가 크게 발생되었으며, SD400 철근의 항복강도는 설계기준강도보다 낮았다. 철근은 표면부의 강도가 내부보다 높기 때문에, 높은 강종일수록 굽힌 후 펴면 바우싱거 효과가 크게 발생된다. 굽힌 후 펴기까지의 존치기간이 길면 시효 경화에 의해 항복강도의 상승과 연성의 저하가 발생되었다. Ramberg-Osgood 모델을 기본 형태로 실험 자료를 회귀분석하여 항복강도와 존치기간을 고려한 굽힌 후 편 철근의 응력-변형률 관계를 구성하였다. 이 모델은 굽힌 후 편 철근이 사용된 접합부의 강성 평가에 활용될 수 있다.

점용접재(点熔接材)의 피로(疲勞) 특성(特性)에 관한 실험적(實驗的) 연구(硏究) (Experimental Study on Fatigue Characteristics of the Single Spot Welded Joint)

  • 서창민;강성수;황남성;조용익
    • 대한조선학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.214-226
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    • 1992
  • 현재 산업계 각 분야에서 점용접은 사용하지 않는 곳이 거의 없을 정도로 박판구조물의 소재 연결분야에 광범위하게 응용되고 있어 피 공학적 및 공업적 중요성은 증가하고 있지만 이에 대한 피로거동을 연구한 예가 거의 없어 그것에 대한 자료의 축적이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 자동차업계에서 널리 사용되고 있는 복합조직인 고장력강판(High Strength Steel Sheet, HS)과 아연도금강판(Galvanized Steel Sheet, GA)을 선택하여 각 강판간의 점용접(点熔接) 피로특성(疲勞特性)을 규명하였다. 즉 두 종류의 동종(同種) 점용접재(点熔接材)($HS{\times}HS,\;GA{\times}GAB$)와 두 종류의 이종(異種) 점용접재(点熔接材)($HS{\times}GA,\;HS{\times}GAB$)간의 단점(單点) 점용접(点熔接) 시험편(試驗片)을 제작하여 상온하에서 정적 인장시험과 편진(片振) 인장 축하중 피로시험을 실시하여 각 재질간의 정적 인장특성과 피로특성(疲勞特性)을 파괴역학적으로 규명하였다. 위의 실험을 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다. 1. 동일 조건하에서 두 종류의 동종 및 이종 점용접재를 인장시험한 결과 강성의 차이에도 불구하고 비교적 그 차이가 적었다. 2. 저하중 장수명 영역에서는 피로균열이 너깃근처에서 생성되었지만 고하중 단수명 영역에서는 너깃에서 좀 더 멀리 떨어져 균열이 발생하였다. 3. 최대응력확대계수 Kmax와 각 용접재의 피로수명 $N_f$사이에는 거의 선형적인 관계를 나타내었고 log-log 좌표상에서 좁은 밴드내에 모였다. 이 관계는 다음과 같은 식으로 표현되었다. $Kmax=H{\cdot}{N_f}^{P}$ 여기서 H와 P는 재료상수이다.

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재활용 범퍼의 효율적인 적용을 위한 신재의 최적 배합비율에 관한 연구 (Study on a recipe of recycled bumper and pristine materials for application of vehicle parts)

  • 손영곤
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권1호
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    • pp.175-180
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    • 2016
  • 폐 자동차에서 떼어낸 범퍼는 분쇄 및 도장 (paint)제거 공정을 거친 후 신재 (pristine materials)와 일정 비율 혼합하여 자동차 부품을 제조하는 공정에서 재활용된다. 본 연구에서는 신재와 도장이 제거된 범퍼 분쇄품을 일정 비율 혼합하여 혼합비에 따른 기계적인 물성 및 화학적인 성질을 연구하였다. 신재에 범퍼 분쇄 품을 혼합하였을 때 인장강도 및 굴곡탄성율과 같은 강성은 두 물질의 조성 평균으로 나타났지만, 충격강도와 파단 신율과 같은 인성 (toughness)은 조성 평균보다 낮은 negative deviation을 보였다. 이는 두 물질간의 혼화성이 부족하여 발생하는 결과라는 것을 FT-IR 분석을 통하여 알 수 있었다. 범퍼 분쇄품의 혼합 비율이 30% 이상에서 두 물성이 급격히 저하되었다. 이를 활용하면 최적의 배합 비율을 선정할 수 있을 것이다. 또한 이전 연구에서 밝힌 바와 같이 도장 제거율을 80 % 수준까지는 달성하기는 쉽지만 나머지 20%를 제거하기 위하여 많은 노력과 에너지가 소요되는 바, 도장이 제거되지 않은 분쇄품과 도장이 제거된 분쇄품의 혼합 비율에 따른 기계적인 물성에 대하여 실험하였다. 도장이 제거되지 않은 범퍼 분쇄품이 소량만 첨가되어도 기계적인 물성은 급격히 저하가 되어 폐 범퍼를 재활용하기 위해서는 도장 제거 공정이 매우 중요하다는 사실을 알 수 있었다.

한복지의 소비성능에 관한 연구 (A Study on the End-Uses Performance of Fabrics for Korean Folk Clothes)

  • 성수광;권오경;황지영
    • 한국의류학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.199-209
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    • 1991
  • In this paper, the fabrics for Korean folk clothes(KFC) undergoes repeated laundering under given condition. After this cyclic laundering was applied, the mechanical properties of the specimen were measured using KES-F system in order to evaluated the end-use performance of fabrics for KFC. And also, the crease recovery of fabrics for KFC were measured by shirley crease recovery tester. 78 different kinds of commercial silk fabrics and polyester fabrics for KFC were used for this study. The experimental results were analysed statistically to relate the mechanical properties and the crease recovery of fabrics for KFC. Furthermore, these changes in dimensional stability, mechanical properties and handle of fabrics for KFC were discussed in comparison with those values for silk fabrics and polyester fabrics. The results obtained are as follows. 1. Regardless of materials, remarkable increase are observed in shrinkage of the fabrics for KFC about repeated laundering, but dull increase are observed in shrinkage after 10 cycles of the repeated laundering. On the other hand, slack extend are observed in dimensions after 20 cycles of the repeated laundering. The shrinkage of fabrics for KFC after 10 cycles of the lundering showed that the silk fabrics are $1.74{\pm}0.33\%$ (warp direction) and $1.35{\pm}0.23\%$ (weft direction) and the polyester fabrics are $1.45{\pm}0.22\%$ (warp direction) and $1.25{\pm}0.23\%$ (weft direction). 2. Except for tensile property, these changes in mechanical properties of fabrics for KFC by laundering have $\pm$ 16 range of bending, shearing, compression, surface, thickness & weight as compared with before laundering. Particularly, the LT and RT about $1\~3$ cycles of the repeated laundering showed remarkable decrease. And SMD, WC, T & W of fabrics for KFC by the laundering were more increased than one for original fabrics. But B, 2HB, G, 2HG, 2HGS were decreased more than one for original fabrics. 3. 'Stiffness', 'Anti-drape', 'Crispness' and 'Scroop' hand values decrease and'Fullness & softness', 'Flexibility & softness' hand values increase with repeated laundering. 4. Remarkable decrease are observed in crease recoveries about $1\~5$ cycles of the repeated lundering, but slack decrease are observed in crease recoveries after 5 cycles of repeated laundering. The crease recovery of fabrics for KFC have negative(-) correlation with LT, RT, G, RC and MMD, This fact implies that the smaller these values, the larger the crease recovery. The crease recovery of fabrics for KFC has a high degree of correlation with the mechanical properties such as shearing, compression, surface property. And also, the crease recovery are expected by measuring the mechanical properties such as G, 2HG, 2HGS, RC, WC, LC, MIU, MMD and SMD, according to the obtained regression equation.

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