• 제목/요약/키워드: 잔류응력 거동

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비파괴 기법을 이용한 스마트 복합재료의 열충격손상평가 (Evaluation on Thermal Shock Damage of Smart Composite using Nondestructive Technique)

  • 이진경;박영철;이규창;이준현
    • Composites Research
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    • 제20권3호
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    • pp.37-42
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    • 2007
  • 금속복합재료에서는 강화재와 기지재 사이의 열팽창계수 차이에 의해 복합재료 내부에 잔류응력이 남아있어 복합재료 전체의 강도저하를 가져온다. 본 연구에서는 TiNi 형상기억합금을 강화재료로써 이러한 잔류응력 문제를 해결하기 위하여 이용하였다. TiNi 형상기억합금은 형상기억효과를 이용하여 복합재료의 잔류응력문제를 해결할 뿐만 아니라 복합재료의 인장강도를 증가시키는 역할을 한다. 핫프레스 방법에 의해 제작된 형상기억복합재료의 강도증가를 위하여 냉간압연을 실시하여 실험을 실시하였다. 이와 같이 제작된 형상기억복합재료의 저온에서의 미시적 손상거동을 평가하기 위하여 음향방출기법을 이용하였다. 또한 열충격을 받은 시험편의 손상에 대한 연구도 이루어졌다.

균일한 수직하중을 받는 I형강의 비탄성 좌굴거동에 의한 설계 (Inelastic Buckling Behavior of I-Beam Under Uniform Bending)

  • 이동식;오순택
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권1호통권68호
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    • pp.61-72
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    • 2004
  • 우리나라에서는 생산되는 I형강을 대상으로 비탄성 휨-뒤틀림 좌굴에 대하여 연구하였으며 잔류응력은 다항식형과 단순형으로 고려하였다. 또한 웨브의 면의 뒤틀림이 구속된 보의 비탄성 휨-비틀림 좌굴에 대해서도 알아보았다. 해석결과를 강구조편람의 허용 휨응력과 비교하였다. 균일한 휨을 받는 보의 경우는 비탄성 휨-비틀림 좌굴이 중요한 큰 영향을 미치지 않았으나, 중간 브레이싱이 없는 단지간 및 중지간보의 경우 강구조편람에 의한 설계는 과설계가 됨을 알 수 있었다.

무색 투명 폴리이미드 박막의 잔류응력 거동 및 특성분석 (Residual Stress Behavior and Physical Properties of Colorless and Transparent Polyimide Films)

  • 남기호;이완수;서광원;한학수
    • 폴리머
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    • 제38권4호
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    • pp.510-517
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    • 2014
  • 이무수물인 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)-diphthalic anhydride(6FDA)에 bis(3-aminophenyl) sulfone(APS), bis[4-(3-aminophenoxy)-phenyl] sulfone(BAPS), 2,2-bis(4-aminophenyl)-hexafluoropropane(6FPD), 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]hexafluoropropane(6FBAPP), 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine(TFDB) 및 1,4-phenylenediamine(PDA) 등 6종류의 디아민 단량체를 이용하여 폴리이미드(PI) 박막을 제조하였다. 이들 박막의 잔류응력 거동은 thin film stress analyzer(TFSA)를 이용하여 전구체의 열적 이미드화에 따라 in-situ로 측정하였으며, 모폴로지 변화를 통해 해석하였다. 박막의 분자 배향성 및 질서도에 따라 잔류응력은 23.1에서 12.5MPa의 값을 보였으며, 사슬이 강직할수록 감소하였다. 열 특성은 시차 주사 열량계(DSC), 열 중량 분석기(TGA) 및 열 기계 분석기(TMA)를 이용하여 측정하였고, 광학 특성은 자외선/가시광선 분광광도계(UV-vis)와 색차계를 이용하였다. 제조된 박막의 특성변화는 그 화학구조와 밀접한 관련이 있으며, 잔류응력과 광학 특성은 트레이드-오프(trade-off)됨을 확인할 수 있었다.

유한요소해석을 이용한 응력적층 바닥판의 구조성능평가 (Structural Performance Evaluation on Stress-Laminated Timber Bridge Deck Using Finite Element Analysis)

  • 신유경;엄창득;이상준
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제42권1호
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    • pp.20-26
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    • 2014
  • 본 연구에서는 유한요소해석을 이용하여 응력적층 바닥판의 구조성능을 평가하였다. 바닥판의 구조성능은 처짐과 응력, 압체력의 변화로 평가할 수 있다. 하중 재하 후 바닥판의 처짐 형상을 확인한 결과 하나의 판처럼 거동하는 것을 확인하였다. 이는 압체력에 의해 각 부재 사이에 마찰력이 작용했기 때문이다. 또한 초기 압체력과 산출된 압체력을 비교한 결과 바닥판의 처짐과 함께 압체력이 감소했다. 이는 하중에 의해 바닥판의 변형이 발생하면서 작용하는 힘이 줄어듦에 따라 압체력이 감소한 것으로 판단된다. 그러나 재료의 소성 특성이 제대로 반영되지 않았기 때문에 잔류응력과 잔류변형이 고려되지 않았으므로 추후 이에 대한 연구가 필요하다.

열처리 조건에 따른 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)의 열적 특성 및 결정화 거동 (Thermal Properties and Crystallization Behaviors of Poly(ethylene terephthalate) at Various Annealing Conditions)

  • 류민영;배유리
    • 폴리머
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    • 제27권2호
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    • pp.113-119
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    • 2003
  • 폴리(에틸렌 테레프탈레이트) (PET)의 열처리 조건들 즉, 상대 습도, 온도 그리고 시간 등에 따라 나타나는 PET의 열적 특성과 결정화 거동에 대해서 연구하였다. PET샘플에 열처리를 수행한 후 수분 함유량, 유리 전이온도($T_g$), 그리고 결정화 온도($T_{\propto}$) 등의 변화를 조사하였다. 그리고 열처리된 PET시편에 대해서 결정화를 시키고 결정화도에 따른 열변형 온도(HDT)를 측정하였다. 또한 사출 성형으로 제작된 PET샘플의 열처리 후 잔류 응력의 완화를 편광 필름을 통하여 조사하였다. 열처리 시의 상대 습도, 온도, 그리고 시간이 증가함에 따라 PET샘플 내의 수분 함유량은 최대 6000 ppm이상 까지 증가하였다. $T_g$$T_c$는 시편 내에 수분 함유량이 증가할수록 감소하였다. PET샘플의 결정화도는 수분의 함유량이 증가함에 따라 증가되었다. 그러나 같은 양의 수분 함량에서 결정화도는 열처리의 조건에 따라 다르게 나타났다. PET샘플 내의 잔류응력의 완화는 열처리 조건에 따라 다르게 나타났으며, PET샘플 내에 잔류 응력이 감소할수록 최대 결정화도는 증가하였다.

노내 및 국부 후열처리에 의한 잔류응력 완화 거동 평가 (A Study on Weld Residual Stress Relaxation by furnaced and local PWHT Procedures)

  • 이승건;김종성;진태은
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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    • pp.250-255
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    • 2004
  • In this paper, we established baseline information and insight on residual stress relief mechanism associated with furnaced and local PWHT(post weld heat treatment) operation. Based on FEM analysis results, we suggested that furnaced PWHT stress relief mechanism was based on creep relaxation and local PWHT stress relief mechanism involved complicated interactions between plasticity and creep. In case of furnaced PWHT, significant stress relaxation was occurred in the early stage of PWHT. In case of local PWHT, stress relaxation magnitude was increased as PWHT time increased. Finally, We have proposed that detailed furnaced and local PWHT procedure, and qualification criteria to support current codes of practices.

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종첩법에 의한 용접잔류응력장에서의 피로크랙전파거동의 고찰 (The study of fatigue crack propagation behavior in the welding residual stress field by superposition method)

  • 송삼홍;김현;배준수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.47-57
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    • 1994
  • This study investigates the crack propagation behavior to examine the effect of welding residual stress by the superposition method. Especially, as the crack propagation behavior is affected by the applied stress and the stress ratio in compressive residual stress filed, it is studied for three cases as follows; (1) $K_{min}$is smaller than l $K_{r}$l, (2) $K_{min}$ is smaller than l $K_{r}$l in the later stage, (3) $K_{min}$is lager than l $K_{r}$l. The resuslts show that the superposition method is very useful in all the three cases of compressive residual stress field, but is inappropriate in predicting the crack propagation behavior in tensile residual stress field.field.field.

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용접잔류응력장에서의 피로균열 성장거동에 관한 연구(I) (A Study on the Fatigue Crack Growth Behavior in Welding Residual Stress Field(I))

  • 최용식;김영진;우흥식
    • 한국안전학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.19-29
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    • 1990
  • The objective of this paper is to investigate the effect of residual stresses on the $\Delta$K$\sub$th/ and fatigue crack growth behavior of butt weldments. For this purpose, transverse butt sutmerged arc welding was performed on SM50A steel plate and CT(compact tension) specimens which loading direction is perpendicular to weld bead were selected. Welding residual stresses distribution on the specimen was determined by hole drilling method. The case of crack located parallel to weld bead, the states of as weld and PWHT, $\Delta$K$\sub$th/ of specimens(HAZ, weld zone) was higher than that of the base metal probably because of the compressive residual stresses of crack tip. In low $\Delta$K region, it is estimated that the effects of residual stresses for da/dN are great. In region II, the da/dN of weldments in as weld state was lower than that of the base metal. Though da/dN of Weldments in PWHT state was similar to that of the base metal. The constant of power law, m in two states consisted with the base metal. Therefore , it is estimated that the value of m is not affected by residual stresses. Fatigue crack growth behavior of weldments consisted with the base metal considering the effective stress intensity factor range($\Delta$K$\sub$eff/) included the effect of initial residual stress(Kres). Thus, we can predict the fatigue crack growth behavior of weldment by knowing the distribution of initial residual stress at the crack tip.

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잔류응력으로 인한 패키지 기판 굽힘 변형량 예측 (Packaging Substrate Bending Prediction due to Residual Stress)

  • 김철규;최혜선;김민성;김택수
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.21-26
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    • 2013
  • 본 연구는 유한 요소 시뮬레이션을 이용하여 계산한 시편의 곡률과 3D 스캐너로 측정한 곡률을 비교하여 패키지 기판 구조의 휨 거동을 예측하는 새로운 분석 방법을 제안한다. 패키지 기판은 프리프레그 경화나 구리 패턴 도금과 같은 다양한 공정을 거치면서 쉽게 휘게 된다. 기판의 휨이 어떤 공정에서 어느 정도 생기는지를 알아보기 위하여 다양한 종류의 시편을 제작하고 각 시편의 형상을 3D스캐너를 이용하여 측정하였다. 그 후 시편의 형상으로부터 film에 걸리는 잔류 응력을 휨을 이용한 수식으로부터 계산하였다. 패키지 기판에 들어가는 절연체는 수지와 서로 직교 존재하는 섬유의 다발로 구성되어 있는 복합재료로서 이방성을 띄게 되는데 이는 패키지 기판의 독특한 굽힘 거동을 일으킨다. 우리는 유한 요소 법에 의한 휨 변형을 시뮬레이션하고 측정 데이터를 이용하여 시뮬레이션 휨을 비교하였다. 측정된 휨으로부터 계산한 전해 구리 도금 응력은 약 58 MPa이다. 솔더 레지스트와 프리프레그의 경화 응력은 각각 실온에서 13 MPa 및 6.4 MPa 정도이다.

암석파괴역학에 의한 3차원 절리면의 진행성 파괴 모델 (A Three-Dimensional Progressive Failure Model for Joints Considering Fracture Mechanics and Subcritical Crack Growth in Rock)

  • 김치환
    • 터널과지하공간
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    • 제19권2호
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    • pp.86-94
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    • 2009
  • 암석파괴역학과 파괴인성(rock fracture toughness) 이하의 응력확대계수(stress intensity factor)에서 균열이 성장하는 현상을 이용하여 암석 절리면의 비선형 강도특성과, 시간의 경과에 따라 파괴가 진행되는 특성을 고려한 수치해석용 3차원 절리면 요소를 개발하였다. 이 절리면 요소를 사용하여 암석 절리면 전단시험을 수치해석으로 모사한 결과, 전단응력이 증가하고 시간이 경과함에 따라 절리면 사이에 연결된 절리면 내 접점(asperity in joint)에서 암석의 파괴인성보다 응력확대계수가 작음에도 불구하고 균열이 발생하였고 시간이 경과하면서 균열이 성장, 절리면 내 접점이 파괴되었다. 이와 같이 각각의 절리면 내 접점의 파괴에 따라 절리면의 강도는 감소하고, 절리면의 전단응력은 응력경화와 응력연화 후 잔류응력에 도달하는 비선형거동을 보이면서 시간의 경과에 따라 점진적으로 파괴되었다.