• 제목/요약/키워드: 균열지연효과

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손상감지용 CNT 나노복합재료의 손상 감지능 및 보강효과 연구 (A Study of Damage Sensing and Repairing Effect of CNT Nanocomposites)

  • 권동준;왕작가;최진영;신평수;박종만
    • Composites Research
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    • 제27권6호
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    • pp.219-224
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    • 2014
  • 탄소나노튜브(CNT)의 물성은 고분자재료의 기계적, 전도성, 열적 물성을 향상시켜주기 때문에 많은 분야에서 소재개발을 진행 중이다. 본 연구에서는 사전에 CNT 10 wt% 페이스트를 제조하여 나노입자에 대한 분산도와 나노복합재료 생산성을 높일 수 있는 기초 재료를 제조하였다. 제조된 CNT 10 wt% 페이스트를 이용하여 손상 감지용 CNT 나노복합재료를 제조하여 균열에 대한 손상감지능과 균열 보강효과에 대한 영향을 연구하였다. CNT 10 wt% 페이스트를 이용하여 제조된 CNT 1 wt% 나노복합재는 일반 CNT 파우더를 이용하여 CNT 1 wt% 나노복합재료를 제조하였을 경우보다 인장과 굴곡물성이 높음을 확인하였다. CF30wt%/PP에 인위적인 균열을 제조하고, 균열부위에 CNT 나노복합재료를 보강하여 균열 및 파괴 발생 감지능을 균열크기에 따라 전기저항 측정법과 인장물성평가를 통해 분석하였다. CNT 나노복합재료를 균열 부위에 보강하여 CF30wt%/PP의 인장물성을 분석하였을 경우, 균열보강효과가 있었다. 균열크기가 증가함에 따라 CNT 나노복합재료의 보강효과의 증가되었다. 이는 CNT 나노복합재료와 CF30wt%/PP간의 접착면 증가로 균열전파를 지연하기 때문이다. CNT 나노복합재료의 손상감지능에 대해서는 전기저항 평가법으로 분석하였으며, 접착면에서의 분리로 인해 CNT 나노복합재료에 충격이 가해져 높은 전기저항 증가구간을 확인하였다. 손상감지용 CNT 나노복합재료의 균열방지효과와 손상감지에 대한 전기저항 평가법의 가능성을 확인하였다.

비행하중하에서 2124-T851 알루미늄합금의 피로균열진전 예측 (Prediction of Crack Growth in 2124-7851 Al-Alloy Under Flight-Simulation Loading)

  • 심동석;황돈영;김정규
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제26권8호
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    • pp.1487-1494
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    • 2002
  • In this study, to propose the prediction method of the crack growth under flight-simulation loading, crack growth tests are conducted on 2124-7851 aluminum alloy specimens. The prediction of crack growth under flight-simulation loading is performed by the stochastic crack growth model which was developed in previous study. First of all, to reduce the complex load history into a number of constant amplitude events, rainflow counting is applied to the flight-simulation loading wave. The crack growth, then, is predicted by the stochastic crack growth model that can describe the load interaction effect as well as the variability in crack growth process. The material constants required in this model are obtained from crack growth tests under constant amplitude loading and single tensile overload. The curves predicted by the proposed model well describe the crack growth behavior under flight-simulation loading and agree with experimental data. In addition, this model well predicts the variability of fatigue lives.

덧씌우기 아스팔트 포장체의 전단반사균옅 모사시험을 이용한 줄눈 실링재의 반사균열 지연효과 비교분석 (Evaluation of Sealing Effect on Performance of Overlaid Asphalt Pavement using Accelerated Reflection Cracking Test in Shear Mode)

  • 최동춘;이상범;이영관;김광우
    • 한국도로학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.1-9
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    • 2003
  • 본 논문은 시멘트 콘크리트 포장 위에 덧씌우기한 아스팔트 콘크리트 포장에서 발생하는 반사균열 제어를 위해 줄눈 실링재를 사용한 포장에서의 반사균열을 평가하기 위하여 수행되었다. 사용된 시험방법은 전단반사균열 모사실험 방법으로 실내에서 덧씌우기 아스팔트의 반사균열 저항성 시험을 위해 개발된 시험기법이다. 실험을 통하여 줄눈 실링재는 반사균열 제어에 효과가 있는 것으로 나타났다. 실링재 E를 사용하였을 때 피로수명은 가장 크게 나타났으나 수평변형은 상대적으로 크게 나타났고, B의 경우 수평변형은 가장 적게 나타났고 동적 안정도도 가장 크게 나타났다. 일반적으로 실링재의 인장강도가 높은 것일수록 혼합물의 반사균열저항성이 더 좋았다.

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과대하중이 피로수명에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of Overloading on Fatigue Life)

  • 김경수;신병천;심천식;박진영;조형민
    • 대한조선학회논문집
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    • 제40권3호
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    • pp.45-53
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    • 2003
  • Ships and ocean structures are subjected to random loads caused by irregular waves. The irregularity of amplitude from random loading affects on fatigue crack growth and fatigue life. However the effects of irregularity of loading on fatigue including random loading have not been explained exactly. Therefore in this paper crack growth tests on DENT specimens under constant-amplitude loading including a single tensile overload are conducted to investigate the effect of overload on crack growth rate. The size of plastic zone and crack growth rate before and after a single tensile overloading are measured using ESPI system. Crack growth retardation model that is characterized by crack growth length and the size of plastic zone was proposed and compared with test result. From the research, the validity of proposed model is examined on crack growth retardation, and consequently fatigue life.

단일과대하중이 피로균열성장에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Effect of a Single Overload on Fatigue Crack Retardation)

  • 김경수;김성찬;심천식;박진영;이창환
    • 한국해양공학회:학술대회논문집
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    • 한국해양공학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.73-78
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    • 2002
  • Ships and ocean structures are generally under random loading. Various type of variable-amplitude loading affects fatigue crack growth and fatigue life. However interaction effects due to irregularity of loading including random loading have not explained exactly and it is difficult to examined fatigue crack growth behaviour and fatigue life for this reason. Therefore in this paper crack growth tests with constant-amplitude loading including a single overload were conducted to measure plastic zone size near crack tip of DENT specimen. And the observed plastic zone sized were discussed in terms of crack growth rate. As a result of this the effect the plastic rue size due to the overload is examined on the effect on crack growth rate and, consequently, fatigue life.

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응결시간제어용 배합과 수평분할을 고려한 고강도 매스콘크리트의 적용성 평가 (Applicability of High-strength Mass Concrete through Setting Time and Horizontally-divided Placement)

  • 조승호;백인관;이동하;노영숙
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.103-113
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    • 2017
  • 고강도 콘크리트를 사용한 기초 부재의 수화열 제어를 위하여 지연형과 표준형 콘크리트 배합설계를 제안하고, 합리적인 타설 높이 구현이 가능하도록 유한요소해석을 실시하였다. 또한, 실물 실험을 통하여 해석결과와 비교하여 온도응력 저감 효과를 평가하였다. $6.5m{\times}6.5m{\times}3.5m$ 크기의 대형 부재에 지연형 및 표준형 콘크리트를 수평분할 타설한 결과, 최고온도 $77^{\circ}C$에서 중심부와 표면부의 온도차를 $25^{\circ}C$ 이내로 관리가 가능한 것으로 나타났다. 또한, 유한요소해석에 의한 온도균열지수가 1.49로 나타나 온도균열에 발생하지 않는 것으로 예측되었다. 지연형 및 표준형 콘크리트의 수평분할 타설이 고강도 매스콘크리트의 수화열에 의한 온도 응력 해소에 효과가 있는 것으로 나타났다.

단일과대하중하의 부식피로균열진전거동에 관한 연구 (A Study on Corrosion Fatigye Crack Propagation Behaviors due to a Single Overload)

  • 강동명;이하성;우창기
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.481-485
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    • 1997
  • 6063-T5 alloys are tested in laboratory air, water and 3% NaCl solution to investigate the effects of corrosive environment on the retardation behavior through single overload fatigue test. Also, the fatigue crack propagation and the crack closure behavior are studied. The results obtained in this experimental study are summarized as follows: 1) Behaviors of fatigue crack growth retardation are observed in water and 3% NaCl solution as they do in air. The number of delay cycles and the size of affected region by single overload decrease greatly in water and 3% NaCl compared with those in air. 2) In fractographic results, the overload marking by single overload appear remarkably in air, but indistinctly in water and 3% NaCl solution. 3) The effect of crack closure on crack propagation is most remarkable in the beginning of crack propagation. With crack propagation, the crack closure level and its effect decrease greatly.

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보강덮판으로 인한 균열진전지연 효과에 관한 연구 (A Study on the Effect of Crack Retardation due to Cover Plate)

  • 김상철;박문호;한문식
    • 대한조선학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.26-34
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    • 1988
  • A study of the fatigue fracture accompanied with crack propagation should be investigated systematically by the behavior of the crack propagation. In this study, the effect of crack retardation due to cover plate is investigated by analytical and experimental method. Through the analytical and experimental works, it is confirmed that the retardation of fatigue crack propagation is properly controlled by cove plate and the retardation effects may be estimated exactly by the compliance method.

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알루미늄 합금 판재에서 예비압입에 의한 피로수명의 연장효과 분석 (Analysis of the Extension Effects of Fatigue Life by Pre-Indentation in Aluminum Alloy Plates)

  • 조환기;황정선
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제1권1호
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    • pp.45-52
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    • 2007
  • This paper analyzed the extension effects of fatigue life and the application of pre-indentation in aircraft structural material such as aluminum alloys. The test specimen used the thin sheet of aluminum alloy with a single-edged notch. The experiments were conducted after making the pre-crack under a constant amplitude loading. As the fatigue life extension technique, the pre-indentation making an indent on the predicted path of crack propagation was applied. The work presented here discussed about a proper mathematical relation between crack growth rate and the range of stress intensity factor and about the generalization of crack growth mechanism with large retardation effect. A technique to enhance the applicability of pre-indentation if also mentioned.

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홀 확장 잔류응력하의 피로특성에 관한 연구 (A Study on Fatigue Characteristics under Residual Stress by Cold Expansion)

  • 허성필;김철;정기현;고명훈;양원호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제31권2호
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    • pp.35-40
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    • 2003
  • 홀 확장법은 홀 주위에 압축 잔류응력을 생성시켜 홀에서의 균열발생을 지연시키고 피로수명을 향상시키기 위한 효과적인 방법이다. 여러 연구들이 이러한 이로운 효과에 초점을 맞추어 온 반면, 홀 확장 잔류응력이 존재하는 홀 쪽으로 성장해 가는 균열의 피로균열 성장에 관해서는 연구가 거의 이루어져 있지 않다. 본 논문의 목적은 홀 확장 잔류응력하의 피로특성을 평가하는 것이다. 중앙 홀을 갖는 평판에 대해 홀 확장법을 적용한 후 피로시험을 수행하여 홀 확장 잔류응력이 피로수명에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 CT 시험편에 홀 확장법을 적용하여 잔류응력을 생성시킨 후 피로균열성장 시험을 수행하여, 홀 확장 잔류응력에 의한 피로균열성장 특성의 변화를 고찰하였고, 홀 확장률의 영향을 평가하였다.