• Title/Summary/Keyword: 응력제어 조건

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Development of Direct Shear Apparatus with Different Loading Conditions for Rock Joints and Its Application Tests (하중조건별 시험이 가능한 암석 절리편 전단시험의 개발 및 적용시험)

  • 천병식;김대영
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.16 no.6
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    • pp.161-172
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    • 2000
  • 자연암석절리 및 인공 절리에 대하여 일정수직응력제어, 일정 수직하중제어 그리고 무한 강성제어가 가능한 암석 절리면 전단기 시험기를 개발하였다. 이 시험기는 전단변위에 의한 첩촉면적의 변화량을 계산하여 하중변화량을 조절하여 일정수직응력상태를 유지한다. 수직하중에 따른 시험기 강성에 의한 변화향이 제어 프로그램 내에서 제어되어 순수한 시편의 변위량을 출력하도록 하였다. 전단하중에 따른 시험기 강성에 의한 변위량은 상, 하부 전단상자의 상대변위 측정으로 최소화하였다. 전단거동 중의 자유도는 전당방향에 대하여 수평이도, 연직이동, 피칭, 롤링이 가능하도록 하였다. 자연절리면을 모사한 석고시편에 대하여 일정 수직응력 제어, 일정수직하중제어 그리고 무한 강성제어 조건으로 시험하여 제어상태 검증 및 비교를 하였다. 또한 경사각이 16.7˚와 22.6˚인 톱니형 시편에 대하여 시험한 결과 경사각 16.7˚와 22.6˚는 JRC로 10과 15를 나타내었으며, 첨두팽창각이 첨두전단강도에서 발생되며, Barton의 모델과 잘 일치함을 보였다.

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Suggestion on Reasonable Boundary Conditions for Modeling a Tunnel Shield by Displacement Control Method (변위 제어를 통한 터널 쉴드 모델링의 적정 경계조건 제안)

  • Kim, Jeong-Soo;Kim, Moon-Kym
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.512-515
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    • 2011
  • 터널 해석은 주로 지표침하와 터널 라이닝 내 단면력 산정에 초점이 맞춰지며 이는 시공단계를 고려한 3차원 수치해석 모델을 이용해 결정할 수 있다. 수치해석 시 shield는 응력 제어, shell element로 모델링하는 방법 등으로 모사될 수 있다. 한편 변위 제어를 통한 쉴드 모사는 shield를 적절한 경계조건으로 처리함으로서, 다른 shield 모사 방법에 비해 모델링 작업을 간소화하고 해석의 효율성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 변위 제어에 의한 shield 모사를 위한 적정 경계조건을 제안한다. 이를 위해 시공단계가 고려된 유한요소해석을 사용하여, 쉴드 및 굴착면에서의 경계조건 변화와 이에 따른 지표침하 관측 수행하였다. 제안된 shield 변위 제어로부터 얻어진 해석결과를 이론적인 해와 비교함으로서, 제시된 shield 모델링 방법의 적정성과 지반 거동 변화를 평가하고자 한다. 해석 결과는 지반 모델의 지표침하를 기준으로 관찰되었으며, 변위제어에 의한 결과와 요소에 의한 모델링 결과가 유사하게 얻어짐을 보여준다. 또한 변위제어의 쉴드 모사에서 회전 구속보다 변위 구속 조건에 지배적으로 영향을 받음을 확인하였다.

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Evaluation for Weld Residual Stress and Operating Stress around Weld Region of the CRDM Nozzle in Reactor Vessel Upper Head (원자로 압력용기 상부헤드 CRDM 노즐 용접부의 용접잔류응력 및 운전응력 평가)

  • Lee, Kyoung-Soo;Lee, Sung-Ho;Bae, Hong-Yeol
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.36 no.10
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    • pp.1235-1239
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    • 2012
  • Primary water stress corrosion cracking (PWSCC) has been observed around the weld region of control rod drive mechanism (CRDM) nozzles in nuclear power plants overseas. The weld has a J-shaped groove and it connects the CRDM nozzle with the reactor vessel upper head (RVUH). It is a dissimilar metal weld (DMW), because the CRDM is made of alloy 600 and the RVUH is made of carbon steel. In this study, finite element analysis (FEA) was performed to estimate the stress condition around the weld region. Generally, it is known that a high tensile region is more susceptible to PWSCC. FEA was performed as for the condition of welding, hydrostatic test and normal operation successively to observe how the residual stress changes due to plant condition. The FEA results show that a high tensile stress region is formed around the weld starting point on the inner surface and around the weld stop point on the outer surface.

소성가공

  • Baek, Nam-Ju
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.1 no.1
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    • pp.23-29
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    • 1984
  • 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.

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Study on the dynamic deformation characteristics of pulse shapers for controlling the shape of impact waves (충격파형 제어를 위한 펄스쉐이퍼의 동적 변형 특성에 관한 연구)

  • Yang, Jeong-Hun;Jo, Sang-Ho;Kim, Won-Beom;Kim, Seung-Gon;Song, Yeong-Su;Seong, Nak-Hun
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 2009.10a
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    • pp.198-202
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    • 2009
  • Split Hopkinson pressure bar(SHPB) is used to obtain compressive stress-strain data and deformation characteristics of brittle materials such as rock and concrete. SHPB demands both dynamic stress equilibrium condition and nearly constant strain rate before the failure of the specimen. Pulse shape technique, which places a thin metal disk between launched impact bar and incident bar, should be adopted to satisfy both conditions. In this study, metallic disks with various shapes were used to control the incident impact wave. The results show that the peak value of stress and the length of waves increased with decreasing thickness and diameter of the pulse shaper. In order to investigate shape and strain rate-dependency of the pulse shapers, dynamic compressive stress-strain curves were obtained and analyzed.

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Experimental Study on the Shear Strength Characteristics of the Saturated Sand (포화(飽和)모래의 전단강도특성(剪斷强度特性)에 관(關)한 실험적(實驗的) 연구(研究) -대구지역(大邱地域) 낙동강(洛東江) 모래에 대해-)

  • Kim, Young Su;Seo, In Shik;Kim, Byoung Tak
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.14 no.6
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    • pp.1417-1431
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    • 1994
  • In this study, shear strength characteristics of the Nak-Dong river sand in Taegu area are investigated by triaxial compression test, considering shear strain control velocity, relative density, and confining pressure. The results from Lade model and Modified Lade model are compared with the measured value in the laboratory test. The results by the change of shear strain control velocity, relative density, and confining pressure are as follows; 1) The stress limit, which can be Coulomb's law about the Nak-Dong river sand, have ranged 120~200 kpa at 0.08%/min and 120~150 kpa at 0.5%/min. These limits are smaller than that of the calcareous sand and the well-graded, quartz sand. 2) The parameters needed to Lade model and Modified Lade model are much affected by the strain control velocity and the relative density. Consequently, in the field, it is important to use parameters aptly after accurately understanding both the loading condition and subsoil condition. 3) Overall, the principal stress ratio obtained from constitutive model equations is not affected by the control velocity, but both the relative density and confining pressure affect the result of constitutive model equations. Consequently, the study on the various conditions about the relative density and confining pressure is needed to accurately predict the stress-strain behavior on the Nak-Dong river sand. 4) For the range of the used confining pressure in the study, the Lade model shows better agreements with the measured value than the Modified Lade model, comparing the measured value with the principal stress ratio at failure and the internal friction angle of failure envelope obtained from the Lade model and Modified Lade model.

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연속주조과정에서의 열유동 및 열응력 해석 기술 개발

  • 조성수;신돈수;김병조;은일상;하성규
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1999.10a
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    • pp.12-12
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    • 1999
  • 온도에 따라 물성치가 변화하는 재료의 열응력 예측은 연속주조공정에 의한 제품 생산에서 중요하다. 연속주조공정에서 금속이 급속히 냉각됨으로 인하여 응력이 크게 발생될 뿐만 아니라 금속 내부에 크랙이 발생될 수 있으며, 이는 최종제품의 품질에 영향을 미칠 수 있다. 따라서 연속주조공정에서 양호한 주조제품을 얻기 위해서는 냉각조건 등과 같은, 주조시 수반되는 여러가지 주조결함의 원인을 제어해 주어야한다. 주조결함에는 주물 주입에 기인하는 결함과 주입 완료 후 응고과정에서 주물의 수축으로 기인하는 결함이 있다. 공기 및 가스의 포집, 개재물의 혼입 등이 전자에 속하며, 응고층 내부의 온도차, 응고수축(solidification shrinkage), 응력변형 등으로 인한 주물변형 및 표면결함 등이 후자에 속한다. 주물의 응고시에 고상화된 영역에서의 온도구배와 시간에 따른 온도변화는 금속내부에서의 열변형으로 인한 열응력을 발생시키고, 이것은 잔류응력이나 크랙 등과 같은 최종제품의 결함의 원인이 될 수 있다.

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Strength Character of the Condition of Consolidated Constant pressure with Improvement One-Dimension Shearing Test and Simple Shearing Test (정압(CD)조건의 개량형 일면전단시험과 단순전단시험에 있어서 강도특성에 관한 연구)

  • Kim, Jae-Young;Ohshima, Akihiko;Takada, Naotoshi;Kim, Dong-Hyun;So, Choong-Seop
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2006.03a
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    • pp.131-136
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    • 2006
  • 일면전단시험은 전단면의 응력을 직접 측정하므로 평면변형시 강도를 파악할 수 있는 등의 많은 장점을 가지고 있으며, 시험조작이 간편하기 때문에 실용적으로도 우수한 것으로 판단된다. 그러나 사질토의 경우에 의한, Dilatancy에 의한 체적변화과정에서 공시체와 전단상자의 주면마찰력이 전단면의 수직 응력을 증감시키기 때문에 구해지는 강도가 과대 또는 과소하게 나타나는 것으로 알려져 있다. 그러나 반력판측에 장착한 하중계를 통해 전단면의 수직응력을 직접 측정 제어하는 형식으로 개선되어 주면마찰력의 영향을 해소하였다. 따라서 본 연구는 반력판측에 하중계를 장착한 개량형 다단식 단순전단시험기를 개발하여 사질토의 정압(CD)조건 전단시험을 수행하여 강도특성과 전단강도에 미치는 영향을 개량형 일면전단시험의 결과와 비교하였다. 그 결과 정압조건의 일면전단시험과 단순전단시험에 의한 강도정수는 조밀한 모래의 경우는 거의 비슷하게 나타나며, 느슨한 모래의 경우는 일면전단이 다소 크게 나타났다. 그리고 단순전단과 일면전단시험에서의 Dilatancy거동에는 큰 차이가 나타나지 않았다.

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Study on Tensile Fatigue Behavior of Thermal Butt Fusion in Safety Class III High-Density Polyethylene Buried Piping in Nuclear Power Plants (원전 안전 3 등급 고밀도 폴리에틸렌 매설 배관 맞대기 열 융착부의 인장 피로특성 평가)

  • Kim, Jong Sung;Lee, Young Ju;Oh, Young Jin
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.39 no.1
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    • pp.11-17
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    • 2015
  • High-density polyethylene (HDPE) piping, which has recently been applied to safety class III piping in nuclear power plants, can be butt-joined through the thermal fusion process, which heats two fused surfaces and then subject to axial pressure. The thermal fusion process generates bead shapes on the butt fusion. The stress concentrations caused by the bead shapes may reduce the fatigue lifetime. Thus, investigating the effect of the thermal butt fusion beads on fatigue behavior is necessary. This study examined the fatigue behavior of thermal butt fusion via a tensile fatigue test under stress-controlled conditions using finite element elastic stress analysis. Based on the results, the presence of thermal butt fusion beads was confirmed to reduce the fatigue lifetime in the low-cycle fatigue region while having a negligible effect in the medium- and high-cycle fatigue regions.

Critical-speed Increase of Optical Disk by Applying Residual Stresses (잔류응력 부과에 의한 광디스크의 임계속도 증가)

  • Kim, Nam Woong;Na, Sang Sik
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.14 no.5
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    • pp.2092-2099
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    • 2013
  • Through the data transfer race in industry since 1990s, the operational speed of optical disk drive(ODD) becomes commonly over 10,000 rpm. Such high speed operation inevitably causes the vibration, which is also the disturbances in the read-write process of pick-up servo-controller. Generally the vibration disturbance problem can be solved by the vibration isolation using the rubber mount and the increase of robustness of the pick-up servo-controller. Optical disk itself has not been targeted for the vibration reduction, because it is manufactured under the standardized format. In this paper we focused on the increase of critical speed of optical disk, that is, the improvement of dynamic characteristics, with the control of residual stresses which are come from the injection molding process. To do this, first, the residual stresses induced from the injection molding process are calculated using finite element method. The major design parameters of the process conditions are flow rate and melt temperature, which control the residual stresses in optical disk. Second, the critical speed of optical disk is calculated with modal analysis considering residual stress distributions. It was found out that the critical speed can be improved by the control of operational parameters in the injection molding process.