본 연구에서는 단조과정을 거친후 노멀라이징(normalizing) 처리된 SF45A강종과 압연후 자연 냉각시킨 SM41B강종의 두 국산 강종에 대해 저사이클 피로시험을 행하여 저사이클 피로특성을 밝히고, 강재의 가공공정과 부하변형율변화에 따른 피로과정중의 연화 및 경화 거동을 관찰하였다. 그리고 저사이클 피로파면의 미시적 고찰을 통해서 부하변형율 크기에 따른 미시적 파면 양상의 변화를 밝혀 파괴 해석의 기초자료로 제공하였다.
Tensile and low cycle fatigue (LCF) tests on prior cold worked 316L stainless steel were carried out at various temperatures from room temperature to 650$^{\circ}C$. At all test temperatures, cold worked material showed the tendency of higher strength and lower ductility compared with those of solution treated material. The embrittlement of material occurred in the temperature region from 300$^{\circ}C$ to 600$^{\circ}C$ due to dynamic strain aging. Following initial cyclic hardening for a few cycles, cycling softening was observed to dominate until failure occurred during LCF deformation, and the cyclic softening behavior strongly depended on temperature and strain amplitude. Non-Masing behavior was observed at all test temperatures and hysteresis energy curve method was employed to describe the stress-strain hysteresis loops at half$.$life. The prediction shows a good agreement with the experimental results.
이 논문에서는 단조증가하중 하에서 철근콘크리트 전단벽의 수치해석을 위해 개발된 재료모델을 반복하중을 포함한 일반적인 하중 하에서의 구조 거동을 효과적으로 모사하기 위한 해석모델로 확장하여 제안하고 있다. 먼저 재료모델을 구성함에 있어 하중이력에 따라 인장과 압축이 교대로 작용하는 콘크리트는 기본적으로 회전균열모델을 따르는 직교이방성 재료로써 가정하였고, 직교하는 축에 대해 인장과 압축을 오가는 이력곡선을 중심으로 등가의 일축응력-변형률 관계를 정의하였다. 나아가 철근은 평균응력-변형률 개념을 통해 단조증가 상태의 응력-변형률 관계를 구성하였고, 역전된 반복하중으로 인해 발생하는 Bausc-hinger 효과를 고려하여 이력곡선을 정의하였으며, 전단 효과를 고려하기 위해 전단지간 비에 따라 기존에 제안된 이력곡선을 수정하였다. 특히 해석과정의 효율성을 도모하고 변형연화 거동특성 등 일반적인 하중-변위 평형경로를 갖는 철근콘크리트 구조물의 비선형 해석을 위해 arc-length 기법을 도입하였다. 또한 제안된 수치해석모델에 대한 효율성을 검증하기 위해 요소단위의 철근콘크리트 판넬 시험체와 대표적인 전단벽 시험체의 반복하중 이력에 따른 하중-변위 관계 등 전단에 의해 지배를 받는 구조체에 대한 해석 결과와의 비교가 이루어졌다.
This study presents cyclic stress-strain and tensile test results at room temperature (RT) and 316℃ using cold-worked TP304 stainless steel base and weld metals. By comparing the cyclic hardening/softening behavior and failure cycle of cold-worked materials with those of irradiated austenitic stainless steels, the feasibility of simulating the irradiation effect on cyclic deformation and failure behaviors of TP304 stainless steel base and weld metals was investigated. It was found that, in the absence of strain-induced martensite trasformation, cold-working could properly simulate the change in cyclic hardening/softening behavior of TP304 stainless steel base and weld metals due to neutron irradiation. It was also recognized that cold-working could adequately simulate the reduction in failure cycles of TP304 stainless steel base and weld metals due to neutron irradition in the low-cycle fatigue region.
영활화혁발전소 보일러헤다 재질인 1Cr0.5Mo강의 파형에 따른 저주기 피로특성을 규명하고자 상온(298K) 및 고온(177K)의 삼각파와 사인파형 저주기 피로시험을 수행하였고 소성에너지법을 이용하여 파형에 따른 소성변형에너지와 피로수명과의 +관계를 분석하였다. 저주기 피로시 재료내부의 소성변형에너지를 히스테리시스루프의 면적으로 계산하여 구하였으며 이를통해 저주기 피로수명을 예측하였고 Coffin-Manson법 및 변형률분할법을 이용한 저주기 피로수명 결과와 서로 잘 일치하였다. 또한 상온 및 고온에서 피로반복수의 증가와 함께 재료가 반봅연화됨을 알 수 있었다.
유한요소법을 바탕으로 한 프리스트레스트 콘크리트 평면 보-기둥 구조의 후좌굴 거동에 대한 수직해석법을 제시하였다. 콘크리트의 균열, 변형연화 및 PS강재의 항복과 같은 재료 비선형성을 고려하였다. 좌굴 거동 연구에 필수적 요소인 기하학적 비선형성을 Updated Lagraugian Formulation에 의하여고려하였다. 현재의 재료성질 및 변형상태에 부합하는 단분형 평형방정식을 수립하고 이것을 불평형 가중보정에 의한 Newton-Raphson 반복법으로 푼다. 좌굴후 발생하는 하중변형 곡선의 하련부는 비선형 평형 방정식의 해법중 일반적으로 많이 사용되는 가중 단분법이 아니라 변위단분법을 사용함으로써 올바르게 추적한다. 요소내의 재료성질변화는 층적분법에 의하여 고려한다. 본 논문에서는 콘크리트 균열에 의한 중립축이동의 영향을 정확히 고려하기 위하여 추가적으로 축방향변위에 대한 내부자유도를 설정하였다. 본 논문에서 제안하는 방법의 정당성과 응용성을 나타내 보일 수 있는 수직해석 예제를 제시하였다.
지진하중을 받는 철근콘크리트 패널의 이력거동을 힘의 평형조건, 변형의 적합조건 및 재료의 구성법칙을 이용한 재료메카니즘을 이용하여 예측하였다. 해석에서는 7단계의 압축응력-변형률곡선과 6단계의 인장응력-변형률곡선으로 구성된 콘크리트의 응력-변형률 모델을 이용하였다. 콘크리트의 응력-변형률 모델에는 균열이 발생한 콘크리트의 연화효과에 의한 압축강도 저감효과가 고려되었다. 해석에 적용된 반복하중을 받는 철근의 평균 응력-변형률관계에는 바우싱거효과 및 철근과 콘크리트의 부착작용을 고려한 인장경화효과가 고려되었다. 해석에 의하여 예측된 패널의 이력거동은 철근비가 다른 3개의 철근콘크리트 패널시험에 의하여 검증되었다. 해석법은 패널의 이력곡선을 추적하여 철근비가 점차 증가하는 시험체의 최대전단응력을 매우 정확히 예측하였다. 또한, 해석에 의하여 예측된 수직 및 수평변형률은 실험에서 관찰된 변형률과 잘 일치하였다.
본(本) 연구(硏究)는 자연성(自然性)을 유지(維持)하고 자연생태계(自然生態系)를 보전(保全)하면서 동시에 산림휴양(山林休養)에 이용(利用)하려는 산림지역(山林地域)에서 이용객(利用客)들의 답압(踏壓)에 의하여 훼손(毁損)된 임상식생(林床植生)을 복원(復元)할 수 있는 방법을 구명(究明)하기 위하여 파종(播種), 시비(施肥) 및 표토처리(表土處理)의 요인실험(要因實驗)을 임간나지(林間裸地)에서 4년 동안 (1987~1990) 실시하였다. 경기도(京畿道) 안양시(安養市) 관악산(冠岳山) 수목원(樹木園)에서 임상식생복원실험(林床植生復元實驗)을 위하여 분할구배치법(分割區配置法)(주구(主區): 시비(施肥), 세구(細區): 표토처리(表土處理)${\times}$파종(播種)), 난괴법(亂塊法)(시비(施肥)${\times}$파종(播種))에 의한 요인실험(要因實驗)을 3반복(反復)으로 실시한 바 다음과 같은 연구결과(硏究結果)를 얻었다. 표토(表土)의 연화(軟化)를 위한 굴혈처리후(堀穴處理後) 70% 피복도(被覆度)를 나타내는 볏짚거적 피복처리(被覆處理)가 임간나지(林間裸地)에서 파종(播種)한 종자(種子)의 발아(發芽), 활착(活着) 및 생장(生長)에 미치는 효과(效果)가 가장 크게 나타났으며, 특히 볏짚거적 피복처리(被覆處理)는 표토침식지(表土浸蝕地)의 표토안정(表土安定) 및 치수활착(稚樹活着)에 미치는 효과가 양호하였고, 삽으로 파서 뒤엎은 완전표토연화처리(完全表土軟化處理)는 식생천이계열상(植生遷移系列上) 후기(後期)에 속하는 수종(樹種)들의 발아(發芽), 활착(活着) 및 초기생장(初期生長)에 특히 효과적(效果的)인 것으로 나타났다. 다년간(多年間) 계속적인 답압(踏壓)으로 임상표토(林床表土)의 토괴경도(土壞硬度)가 높아지고, 또 자생식물(自生植物)들의 종자(種子)가 잔류(殘留)할 수 있는 표토(表土)가 유실(流失)된 임간나지(林間裸地)에서 조기(早期)에 임상식생(林床植生)을 복원(復元)할 때에는 식생천이계열상(植生遷移系列上) 초기(初期)에서 중기계열(中期系列)에 속하는 자생수종(自生樹種)들을 파종(播種)하는 것이 효과적(效果的)인 것으로 나타났다. 자생식물(自生植物)들의 종자(種子)가 잔류(殘留)할 수 있는 표토(表土)가 유실(流失)된 임간나지(林間裸地)에서 임상식생복원(林床植生復元)(착생개체수(着生個體數)와 수관면적(樹冠面積))에는 파종(播種), 표토굴혈연화(表土掘穴軟化) 및 볏짚거적피복처리시(被覆處理時)에 약 3년이 소요되었다. 표사연화처리(表士軟化處理)는 처리 후 약 2년 동안 표토연화효과(表土軟化效果)가 지속되었으며 또 파종(播種) 및 표토처리(表土處理)는 활착개체수(活着個體數) 증대(增大)를 통해 표토연화(表土軟化), 낙엽퇴고정(落葉堆固定) 등 표토환경개선(表土環境改善)에 영향(影響)을 미치었다. 실험지표토(實驗地表土)의 열악(劣惡)한 물리적조건(物理的條件) 즉, 낮은 보수능(保水能)과 과건피해(過乾被害), 표토침식(表土浸蝕)으로 인한 치수(稚樹)들의 뿌리 노출과 고사(枯死) 및 양료유실(養料流失) 등으로 임상시비효과(林床施肥效果)는 대체적으로 나타나지 않았다. 그러나, 질소(窒素)와 인산시비(燐酸施肥)는 식생천이계열(植生遷移系列) 후기수종(後期樹種)들의 치수활착율(稚樹活着率)을 증진(增進)시키는 데는 효과적(效果的)이었다.
쓰가루 사과 과실과 백향 복숭아 과실에서 1-MCP 처리에 대한 반응의 차이를 조사하였다. 쓰가루 사과는 수확 직후 1회의 1 또는 5 ppm의 1-MCP처리에 의하여 2주간의 저장 기간 중 품질의 지표인 과육의 경도와 적정 산도의 저하가 크게 억제되었다. 또한 1-MCP의 처리는 지속적으로 과실의 호흡을 억제하였으며 에틸렌 생성의 개시 시점을 늦추는 효과를 나타내었다. 그러나 백향 복숭아에서는 수확 후 반복적인 1-MCP의 처리에 의해서만 약간의 연화 억제 효과를 관찰할 수 있었으며 호흡 또는 에틸렌 생성 억제 효과는 일시적이었다. 이는 백향 복숭아의 에틸렌에 대한 반응성이 1-MCP처리 후 빠르게 회복되기 때문으로 생각된다. 백향 복숭아에서 1-MCP처리에 의해 과실의 저장성을 향상하려면 반복적인 처리가 요구되며 처리 중에 에틸렌의 축적을 회피하기 위한 방법이 강구되어야 할 것으로 생각된다.
세주응력을 서로 독립적으로 조절할 수 있는 입방체형삼축시험기를 이용하여 모래시료에 대한 일련의 배수삼축시험이 실시되었다. 그리고 Lade에 의해 제안된 등방단일경화구성모델을 사용하여 입방체형삼축시험시와 동일한 응력경로에 대한 응력-변형률 거동을 해석하였다. 등방단일경화구성모델에 의한 거동 예측치는 초기재하단계(primary loading)시 입방체형삼축시험결과와 좋은 일치를 보이고 있는 것으로 나타났다. 그러나 반복재하단계(unloading과 reloading)의 경우 거동예측치는 시험결과와 많은 차이를 보이고 있다. 이것은 등방단일경화구성모델의 소성일경화계수가 시험결과의 경화부분을 근거로 하여 결정되었기 때문에 연화부분에서 많은 오차가 있는 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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