• Title/Summary/Keyword: 인장 변형률

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Effects of Thermal Aging on Properties and Life-time Prediction of NBR and EPDM Vulcanizates (열 노화에 따른 NBR과 EPDM 가황물의 물성변화 및 노화수명 예측)

  • Woo, C.S.;Choi, S.S.
    • Elastomers and Composites
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    • v.40 no.2
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    • pp.119-127
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    • 2005
  • Material characteristics and lifetime evaluation are very important in design procedure to assure the safety and reliability of the rubber components. In this paper, the material test and accelerated heat aging test were carried out to predict the useful life of NBR and EPDM rubber mount for a compression motor which is used in a refrigerator. In order to investigate the effects of heat-aging on the material properties, crosslink density, modulus at 100% strain, stress-strain curves were obtained from uniaxial and equi-biaxial tensile tests. The change of compression set were used for assessment of the useful life and the time to threshold value were plotted against the reciprocal of absolute temperature to give the Arrhenius plot. The useful life at variable temperatures are obtained in the Arrhenius relationship.

유연소재 천 기반의 슈퍼캐패시터 저장체의 전기화학적 성능 향상

  • Yun, Tae-Gwang;O, Min-Seop;Hu, Liangbing;Hyeon, Seung-Min;Han, Seung-Min
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.697-698
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    • 2013
  • 최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.

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Strain-Based Shear Strength Model for Prestressed Beams (프리스트레스트 콘크리트 보를 위한 변형률 기반 전단강도 모델)

  • Kang, Soon-Pil;Choi, Kyoung-Kyu;Park, Hong-Gun
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.21 no.1
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    • pp.75-84
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    • 2009
  • An analytical model for predicting the shear strength of prestressed concrete beams without shear reinforcement was developed, on the basis of the existing strain-based shear strength model. It was assumed that the compression zone of intact concrete in the cross-section primarily resisted the shear forces rather than the tension zone. The shear capacity of concrete was defined based on the material failure criteria of concrete. The shear capacity of the compression zone was evaluated along the inclined failure surface, considering the interaction with the compressive normal stress. Since the distribution of the normal stress varies with the flexural deformation of the beam, the shear capacity was defined as a function of the flexural deformation. The shear strength of a beam was determined at the intersection of the shear capacity curve and the shear demand curve. The result of the comparisons to existing test results showed that the proposed model accurately predicted the shear strength of the test specimens.

Undrained Characteristics of Geogrid-Encased Stone Column under Cyclic Load Using Reduced-Scale Model Tests (축소모형실험에 의한 반복하중 작용시 지오그리드 감쌈 쇄석말뚝의 비배수 거동 특성)

  • Choi, Jin-Wook;Lee, Dae-Young;Yoo, Chung-Sik
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.29 no.1
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    • pp.109-120
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    • 2013
  • This paper presents the results of a laboratory investigation into a study on undrained characteristics of a geogrid-encased stone column (GESC) installed in soft clay under cyclic load. In order to analyze behavior of settlement, pore water pressure, stress concentration ratio and strain of the GESC compared to a stone column, a series of reduced-scale laboratory tests were performed. The model tests show that GESC provides a simple and effective method of deformation resistance and settlement restraint when a short-term cyclic load is applied. The maximum strain of geogrid occurred at 1.2D and 1.5D from the top of the column. This paper highlights the importance of considering overlay effect and replacement ratio on cyclic load supporting GESC.

Strain-Based Shear Strength Model for Prestressed Concrete Beams (프리스트레스트 콘크리트 보를 위한 변형률 기반 전단강도 모델)

  • Kang, Soon-Pil;Park, Hong-Gun
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.04a
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    • pp.197-200
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    • 2008
  • An analytical model for predicting the shear strength of prestressed concrete beams was developed, applying the previously proposed strain-based shear strength model. In flexure-compression member without shear reinforcement, compression zone of intact concrete primarily resist to the shear force rather than tension zone. The shear capacity of concrete at the compression zone was defined based on the material failure criteria. The shear capacity of the compression zone was evaluated along the inclined failure surface considering interaction with the normal stress. Since the distribution of normal stress varies due to the flexural deformation of member, the shear capacity was defined as a function of the flexural deformation. Finally, the shear strength was determined at the intersection of the shear capacity curve and the shear demand curve. As a result of the comparisons to prior test data, the proposed model accurately predicted the shear strength of specimens.

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Analysis on Effective Elastic Modulus and Deformation Behavior of a Stiffness-Gradient Stretchable Electronic Package with the Island-Bridge Structure (Island-Bridge 구조의 강성도 경사형 신축 전자패키지의 유효 탄성계수 및 변형거동 분석)

  • Oh, Tae Sung
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.26 no.4
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    • pp.39-46
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    • 2019
  • A stiffness-gradient soft PDMS/hard PDMS/FPCB stretchable package of the island-bridge structure was processed using the polydimethylsiloxane (PDMS) as the base substrate and the more stiff flexible printed circuit board (FPCB) as the island substrate, and its effective elastic modulus and stretchable deformation characteristics were analyzed. With the elastic moduli of the soft PDMS, hard PDMS, and FPCB to be 0.28 MPa, 1.74 MPa, and 1.85 GPa, respectively, the effective elastic modulus of the soft PDMS/hard PDMS/FPCB package was analyzed as 0.58 MPa. When the soft PDMS of the soft PDMS/hard PDMS/FPCB package was stretched to a tensile strain of 0.3, the strains occurring at hard PDMS and FPCB were found to be 0.1 and 0.003, respectively.

Evaluation on Cement Composites of Dynamic Tensile Fracture Properties by Fiber Type (섬유 종류에 따른 시멘트복합체의 동적 인장파괴특성 평가)

  • Han, Sang-Hyu;Kim, Gyu-Yong;Cheo, Gyeong-Cheol;Kim, Hong-Seop;Kim, Jung-Hyun;Lee, Sang-Gyu
    • Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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    • 2015.11a
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    • pp.118-119
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    • 2015
  • Fracture behavior of concrete subjected to dynamic loading is affected by loading rate and strain rate. In this study, compressive strength properties according to strain rate of fiber reinforced cement composites by rapid loading with 500Ton rapid loading test machine was analyzed.

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Analysis on Torsional Behavior of PSC Box Girder with Corrugated Steel Web Considering Tensile Strength of Slab (슬래브의 인장강도를 고려한 복부 파형강판 PSC 박스거더의 비틀림 거동 분석)

  • Ko, Hee-Jung;Kim, Hyun-Su;Lee, Hak-Eun
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2010.02a
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    • pp.41.1-41.1
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    • 2010
  • 복부 파형강판 PSC 박스거더는 상부와 하부에 콘크리트 슬래브를 갖고 있으며, 복부에만 강판이 사용되는 특수한 형태의 교량이다. 해당 형식의 비틀림 거동을 이해하기 위해서는 상, 하부 콘크리트의 비틀림 거동에 대해 먼저 분석한 후, 비틀림에 의한 전단변형률이 거더 단면의 모든 구간에서 동일하다는 적합조건을 이용하여 복부의 비틀림 거동을 이해해야 한다. 기존의 복부 파형강판을 갖는 PSC 박스거더에 대한 연구는 전단거동(Easley, 1969; Elgaaly et al., 1996; 문지호 외, 2004; 이종원 외, 2005) 및 휨 거동(Elgaaly et al., 1997; Abbas et al., 2006, 2007; 문지호 외 2008)에 대하여 수행되어 왔으며, 이러한 연구들은 파형강판 자체에 국한되는 경향이 있다. 특히나 전체 복합거더의 비틀림 거동에 대한 연구는 크게 부족한 상황이며, 기존의 연구(Mo et al., 2000)는 균열 발생 이후의 비틀림 거동에 대해서만 수행되었고, 슬래브가 갖는 인장 강도를 무시하였다. 본 연구에서는 콘크리트의 비틀림 발생 이전과 이후를 모두 예측할 수 있는 방법을 제안하였고, 이를 토대로 시행오차법이 적용된 해석 알고리즘을 제작하였으며, 유한요소해석을 통하여 검증하였다.

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LTPP-SPS : Evaluation of Structural Capacity on Asphalt Pavement Reinforced with Glass Fiber (LTPP-SPS : 섬유보강 아스팔트 포장의 구조적 성능 평가)

  • Jeon, Sung-Il;Kim, Boo-Il;Kim, Jo-Sun;Lim, Kwang-Soo
    • International Journal of Highway Engineering
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    • v.10 no.4
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    • pp.281-292
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    • 2008
  • In Korea-LTPP(Long Tenn Pavement Performance) project, the full depth asphalt pavement test sections are constructed on the national highway to evaluate the structural capacity of asphalt pavement reinforced with glass fiber. Truck loading test and FWD test were performed to measure the structural capacity of test sections. Test results showed that the reinforcement of glass fiber installed at between surface and intermediate asphalt layer decreased the strain at the bottom of surface layer and moved up the stress neutral axis in asphalt layer. As a result, the tensile stress was developed at the bottom of intermediate asphalt layer of reinforced asphalt pavement, while the compressive stress was developed at the bottom of intermediate asphalt layer of unreinforced asphalt pavement. On the other hand, the tensile strain at the bottom of asphalt base layer didn't show a difference between glass fiber reinforced and unreinforced pavements. From the FWD test, it was shown that the surface deflection of asphalt pavement reinforced with glass fiber decreased 24 percents comparing to that of unreinforced asphalt pavement. This shows that the reinforcement with glass fiber appears to improve the rutting resistance of asphalt pavement.

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Characteristics of Static Loading and Dynamic Loading Tests for Bridge Capability (교량 내하력 평가를 위한 정적재하시험 및 동적재하시험 특성)

  • Lee, Sang Hun
    • Journal of the Society of Disaster Information
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    • v.16 no.4
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    • pp.638-649
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    • 2020
  • Purpose: The objective of this study is to evaluate the load carrying capacity of a target bridge structure based on the simple slab bridge of concrete over 20 years of public service. Method: By performing static loading test and dynamic loading test, the displacement, strain, impact factor, and natural frequency values were measured and evaluated through analysis method. Result: The main results of this study are as follows. First, the maximum displacement and maximum strain of S1 were assessed at 2.917 mm and 44.720 𝜇ε( tensile) and -13.760 𝜇ε(compression), respectively, with S2 maximum displacement and maximum strain being 2.100 mm and 4.870 𝜇ε(tensile), respectively. Second, the maximum measured impact factor was 0.191 in section S1 A-A, and the maximum measured impact factor was 0.155 in section S2 C-C. Third, the natural frequency was assessed at 6.086 Hz, and the measurement was found to be within the range of 6.152 Hz to 6.738 Hz. Conclusion: The tested bridge may be evaluated to show good behavior and characteristics for the design load.