모드 I 응력확대계수를 결정하기 위한 스트레인게이지법이 연구되었다. CT 시험편과 3점 굽힘 시험편이 사용되었다. 시험편의 예리한 노치부는 와이어 방전 가공에 의하여 제작되었다. 균열 선단 영역으로부터 얻은 스트레인게이지 신호는 응력확대계수를 계산하는데 사용되었다. 시험 결과는 ASTM E399에 의하여 얻어진 결과 및 유한요소해석 결과와 비교하였다. 시험 결과들과 유한요소해석 결과는 잘 일치하였다. 이 방법을 적용할 때 스트레인게이지 부착 위치는 신중히 고려되어야 한다.
홀 확장법은 홀 주위에 압축 잔류응력 층을 생성시킴으로서 균열 발생을 지연시키는 방법으로 항공산업 분야에서 널리 사용되고 있다. 홀 확장잔류응력의 분포는 홀 확장률, 맨드럴 삽입방향, 재료 물성치 등 여러 가지 홀 확장 파라미터에 따라 달리진다. 홀 확장 잔류응력 층의 정확한 파악이 항공사업의 실제 설계에 있어서 매우 중요함에도 불구하고 이에 대한 연구는 상대적으로 부족하였다. 본 연구에서는 3차원 유한요소해석을 통하여 알루미늄 평판에 홀 확장법을 적용하는 경우의 잔류응력 분포를 예측하고자 하였다. 유한요소해석의 타당성을 검증하기 위하여 스트레인 게이지를 이용한 홀 확장 잔류변형률을 측정하였으며, 홀 확장률과 2단 홀 확장이 잔류응력 분포에 미치는 영향을 파악하였다. 2단 홀 확장을 적용함으로써 최대 압축 잔류응력의 크기가 약 7% 향상됨을 알 수 있었다.
이 제2차대전시부터 시작되여 금일에 이르기까지 발전과 개발을 거듭하여 응력측정및 공업 계측, 제어분문의 일대혁신을 일으켜 응력해석 뿐만 아니라 오히려 응용면에서는 변환기부문의 비중이 더욱 크게 되고 있다. 변환기의 전망은 고정도에 소형화로 내구도가 강하면서도 특수환경하에서 도 안정성을 유지해야 되는 트랜스주셔개발이 활발하게 진전되고 있는 싯점에 있다. 스트레인 게 이지 자체도 고분자재료의 개발로서 많은 진전을 보이고 있으나 아직 고온용, 저온용게이지에 대 대해서는 연구과제로 봐야 되겠다. 끝으로 우리나라 기계공업의 고등화와 국제경쟁력강화를 위해 서도 새로운 트린스쥬서의 활용은 물론, 국산화 및 개발연구도 아울러 서둘러야 될 것으로 안다.
소성역학에 의해서 소성가공중의 현상을 해석하여 제품의 형상, 강도, 잔유응력, 가공력, 가공한계 및 결함의 발생등을 견적하고 이것에 의해 가공기계의 강도, 강성 및 제어량등이 결정된다. 또 재질에 대한 지침이 얻어진다. 탄성론이나 소성론에서 경계치 문제는 응력젼위방정식, 응력의 경계조건, 변위에 관한 변위 스트레인 관계식과 변위의 경계조건, 그리고 응력과 스트레인을 관계시 키는 구성방정식으로 되어 있는 기초방정식으로 구성된다. 문제의 구성방정식은 재료의 거동이 매우 복잡하기 때문에 실제의 거동을 충실히 표시 할 수 없다. 재료의 이방성, 유한도형, 이방성주축의 회 전, 가공경화, 고온, 고속가공 등에 의해서 재료의 변형거동은 매우 복잡해진다. 이상의 정량적 고찰 과 전위 또는 결정의 슬립모델과 같은 정성적 고찰도 있다.
국내 농업인구 감소 대비 식품소비량이 증가함에 따라 농가의 인력을 대체하고 다양한 작업이 가능하며 가격이 저렴한 국내 기계화 기술이 필요하다. 무동력 디스크해로우 작업기는 경운과 배토가 가능한 복합작업기로서 작업기를 구성하는 주요 구성품들은 필드작업에 의해 발생되는 하중에 구조적 강도와 신뢰성이 충분히 확보되어야 한다. 또한, 실제로 필드 작업 시 작업기에 걸리는 하중은 복합하중 형태로 전달되기 때문에 단순한 형태 하중에 비해 하중계측에 어려운 점이 있으므로 하중계측점의 선정이 매우 중요하다. 본 논문에서는 하중계측점을 선정하기 위하여 복합기의 주요 구성품인 치즐(chisel) 및 디스크해로우암(disk harrow arm)에 대하여 구조해석을 수행하였으며, 3축 방향의 단위하중 응력 계산결과로부터 load reconstruction을 위한 스트레인 게이지 위치를 선정하였다. 또한, 스트레인 게이지의 신호가 하중해석에 적절한 값이 되도록 기존의 형상을 수정하였다.
차량, 항공, 교량 및 기계구조물 등 랜덤한 실동하중을 받는 구조물의 응력 및 변위, 진동등의 피로 Data 또는 TRAFFIC 등에 의한 건축물의 변위 및 응력발생빈도를 집록하기 위한 Histogram Recorder System에 대한 내용과 측정예를 소개하고자 한다. 본 System은 8(4)챈 널의 스트레인 게이지 또는 스트레인 게이지식 각종변환기와 각종 Sensor로부터의 출력전압 등 Analog 입력을 수록하여, Digital 처리하여 micro computer를 사용, 미리 프로그램된 방식에 따라 측정과 동시에 실동시간으로 해석처리하여 빈도수로서 내부에 기억저장 시키는 것이다. 따라서 본 Histogtram Recorder 본체는 소형으로 견고하며 조금도 제어부분을 갖지 않고 소요의 해석방법의 프로그램백만을 셋트한 개별의 제어기만을 통해가지고 프로그램을 기입만 하며는 그다음은 손하나 안대고도, 그리고도 또 측정중에 제3자에 의한 제어조작 잘못이 발생할 위험도 없고 1 년이상에 걸친 장기간의 .+-. 32 Slices의 각 레벨당 각각 40 억을 넘는 대량의 빈도수를 자동적으로 집록 할 수가 있다. 집록된 Data는 제어장치에 의해 정리된 Datam는 제어장치에 의해 정리된 Histogram의 형태로 읽어나갈 수가 있어 관찰이 가능할 뿐만 아니라 프린터기록 또는 기록장치에 이송시켜서 Data 만 따로 가져올 수가 있어 필요에 따라서는 one line으로 Host computer에 접속시킬 수가 있어 더욱 고도의 처리를 할 수가 있다. 빈도해석프로그램으로서는 극대, 극소, 최대, 최소, 진폭, 시간 등을 pack으로서 준비되어 있어 이에 대한 시스템의 고성 동작 및 성능등을 소개하고자 한다.
LNG 저장탱크 내부에 설치되는 멤브레인은 LNG 저장시 발생하는 온도와 압력의 하중변화에 따른 열수축과 팽창을 주름에서 흡수하도록 설계 되어있다 따라서 멤브레인 주름부의 변형률 측정을 통한 성능평가가 중요하며 이를 위해 유한요소해석 및 실험을 수행한다. 스트레인 게이지를 이용한 응력측정 시스템을 구축하여 운전 상태에서 멤브레인 주름 거동을 파악하기 위하여 변형률을 측정하였다. 일부 측정값을 유한요소해석에 의해 구한 결과와 비교하여 KOGAS 멤브레인의 특성을 검토하였다.
전자 부품의 일종인 LSI 패키지의 제조 과정에서 절연 방진 방습 등을 목적으로 수지 몰딩이 널리 사용되고 있는데, 냉각과정에서 금속과 수지의 계면에 접합 잔류열응력이 발생하여 파괴의 원인이 되고 있다. 접합 잔류열응력의 측정에는 X선 회절법등이 사용되지만 측정상의 어려움과 계면단 응력특이성에 대한 해석의 곤란함 때문에 적절한 모델링에 따른 수치해석적 연구가 새로이 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 Al/Epoxy를 몰딩 접합한 세가지의 대표적인 계면 형상을 선정하여 계면에서의 잔류열응력을 경계요소 수치해석 및 스트레인 게이지를 이용한 실험을 통하여 각각 해석하였다. 수치해석과 실험결과는 정성적으로 잘 일치하였으며, 서브 요소를 사용하므로써 계면단 응력 특이성의 해석 정밀도를 향상시킬 수 있었다. 또한 접합 잔류열응력의 해석결과로부터 수직응력에 의한 계면 박리가 예상되고, 피착체의 두께가 증가할수록 응력 특이성이 강하게 나타남을 확인하였다.
본 논문은 장방형 다이아프램 형상과 단일형 피에조저항 전단응력 스트레인 게이지 와의 관계를 해석하여 최적의 전단응력 압력센서를 설계하기 위한 것이다. 다이아프램상의 전단응력을 시뮬레이션 하기 위하여 유한요소법 분석 프로그램 ANSYS 5.1를 사용하였다. 시뮬레이션 결과는 다이아프램 형상비가 3일때 스트레인 게이지의 위치는 중앙에서, 크기는 전체 장방형 다이아프램 크기의 8%를 점유할때 온도에 안정적이고, 최대 감도를 가진다는 것을 조사하였다.
식립 후 힘의 부하가 조기에 이루어지는 마이크로임플란트의 경우 식립 시의 골응력 혹은 스트레인의 관리가 그 안정성에 있어 중요한 요인으로 작용할 수 있다. 이에 본 연구에서는 3D 유한요소법을 사용하여 교정용 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생하는 응력(스트레인)을 해석하였다. 0.9 mm 직경으로 미리 드릴링한 1mm 두께 피질골에 마이크로임플란트(AbsoAnchor SH1312-7, Dentos, Daegu, Korea)가 식립되는 전체 과정(10회전, 식립 깊이 5 mm)의 모사를 위해 총 1,800 step의 유한요소해석을 실시하였다. 식립 진행과 더불어 생기는 나사산 주위 피질골의 기하학적 형상변화를 유한요소해석에 반영하기 위하여 지속적인 remesh를 실행하였으며, 빠른 수렴을 위해 마이크로임플란트는 강체로, 피질골은 강소성체로 모델링하였다. 해석 결과, 마이크로임플란트 식립 시 피질골에 발생되는 스트레인은 임플란트 주위골 전체에서 정상적인 골개형을 위한 한계치로 보고되고 있는 $4,000\;{\mu}$-strain을 상회하였고, 나사산 첨부 인접골에서는 스트레인이 100% 이상에 달하였다. 계산된 피질골 식립토오크는 약 1.2 Ncm 정도로 가토 경골에 동일 모델의 마이크로임플란트을 식립하며 측정한 값에 약간 미달하였으나 근접한 수치를 보였다. 본 연구를 통해, 마이크로임플란트의 식립과정을 3D 유한요소법으로 재현할 수 있음을 확인하였고, 또한 마이크로임플란트 식립에 의해 피질골에 발생하는 스트레인 크기는 생리적인 골개형을 저해할 수 있는 수준임을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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