구조물의 피로파괴 현상과 이에 대한 제어기술의 현황을 선형파괴역학적 접근방법을 중심으로 간략히 정리하였다. 현재까지의 연구결과들이 결집되므로써 피로파괴 제어기술 분야의 기초기술은 거의 정립된 단계에 이른 것으로 보여진다. 그러나 구조물의 사용환경은 고응력, 고온 또는 초저온 등으로 더욱 가혹해지는 경향이 있고 고장력강과 복합재료 등 신소재의 사용범위 확대에 의한 경량화 구조설계의 실현, 그리고 생산성 향상을 위한 용접구조물의 보편화 등에 따라 파괴역학의 적용분야는 점차 확대되고 있으며 이를 뒷받침하기 위한 기초 및 응용연구의 필요성도 더 커지고 있다.
동적 파괴역학 연구의 필요성과 응용분야를 설명하였다. 다음 2장에 동적 파괴역학 연구의 역 사적인 발전과정을 간단히 살펴보면서 현재 이 분야의 문제점과 논쟁대상이 되고 있는 점들을 지적해 보고자 한다. 3장에는 탄성 동적 파괴역학 문제, 4장에는 탄소성 동적 파괴역학 문제에 대해서 각각 실험적연구, 수치 해석적 연구, 이론적인 연구의 측면으로 나누어서 이 강좌를 전개 할려고 한다. 5장에서는 Crack Arrest에 관한 이론 및 실제응용 예를 간단히 설명하고 6장에서 고찰 및 결론을 맺음으로서 이 강좌를 마무리 지울려고 한다.
항공기 엔진, 발전 설비, 원자로 등과 같이 고온에서 작동하는 구조물 및 부품은 피로 파괴, 크립 파괴 또는 복합된 크립-피로(creep fatigue) 파괴에 대비하여 설계될 것이 요구된다. 관련 소 재를 살펴보면 항공기 엔진에 많이 사용되는 nickel-based superalloy로부터, land-based turbine rotor 등에 사용되는 low alloy ferritic steel 등으로 다양하다. 이외에도 austenitic stainless steel(Type 300 series)이 원자로에 많이 쓰이고 있다. 따라서 이러한 여러 가지 재료에 대한 고온 피로와 복합된 크립 파괴에 대하여 많은 연구가 진행되어 왔고, 앞으로도 보다 안전한 설 계를 위하여 계속될 전망이다.
본 강좌(V)에서는 특히 연성파괴의 개요와 그 기구에 대하여 기술하여 보겠다. 기술하는 내용은 연성파괴의 형식, 연석파괴에 대한 역학적인 금속조직학적 인자와의 관계 및 연성파괴에 대한 이론적인 취급의 일예등이며, 이들에 대한 개요를 가능한 범위내에서 서술식으로 기술하겠다. 본 강좌는 학회지 내용을 보다 쉽게 하자는 편집 방법에 따라 매우 기초적인 것만을 다루었다.
본 고에는 실기기인 초고압 GIS의 최적설계에 기본이 되는 불평등 전계중의 SF$_{6}$가스절연 파괴전압예측 기술에 대한 국내외의 연구결과[8-10]를 정리하여, 첫째 불평등전계중 SF$_{6}$가스절연파괴이론, 둘째 이온밀도와 통계적 시간지연, 셋째 SF$_{6}$중의 방전진전과 절연파괴의 계산 model로 분류하여 기술하였다.
일반적으로 변압기절연에서는 기름 gap이 파괴하면 유침지의 손상이나 절연전체의 내전압저하에 크게 영향을 미치기 때문에 우선 기름 gap 단독의 파괴특성에 대해서 논하기로한다. 다음에 복합절연의 특성으로서 유침지에 의한 분할효과와 barrier효과등에 관해 소개코저 한다. 특히 후자의 경우는 만일 부분파괴가 발생하여도 전로파괴에 이르지 않게 하기위한 신뢰성향상면에서도 대단히 중요하다. 마지막으로 절연유의 열화방책에 대해서도 간략히게 해설하겠다.
'자연과 환경의 적은 인간이다. 자연과 환경을 파괴하는 인간의 횡포는 없어져야 한다. 자연과 환경파괴를 초래하는 과학과 기술은 제한되어야 한다. 과학자나 기술자도 완전 소멸된 자연자원을 다시 만들 수는 없다. 그래서 우리는 이제부터라도 올바른 생각과 태도로 자연과 환경보호에 앞장서야 한다.' 이것은 자연과 환경파괴에 관련하여 오랫동안 생각하고 느꼈던 나의 소신이다.
2002년도 노벨화학상 발표를 보고 놀란적이 있었다. 세사람의 수상자중 두사람은 유명대학의 교수로서 단백질 분석법을 오랫동안 연구한 원로 화학자인 반면에 나머지 한사람은 다나까 고이찌(田中耕一)씨로 일개 민간기업체(島津製作所) 연구소의 젊은 연구원으로 학력은 학사(전기과)출신에 불과하였기 때문이다. 그래서 노벨상도 이제는 학력파괴, 전공파괴, 지위파괴, 대학파괴를 유도할 수 있다고 하여 세상을 놀라게 하였다. (중략)
본 연구에서는 제주도 현무암에 대한 삼축압축시험을 실시하고 암석의 Mohr-Coulomb파괴규준과 Hoek-Brown파괴규준을 적용하여 강도정수를 산정하였다. 그리고 각각의 파괴규준에 의해 산정된 강도정수를 비교검토하여 각각의 파괴규준에 대한 특성을 고찰하였다. 암석의 Mohr-Coulomb파괴규준을 적용한 결과 표선리 현무암의 경우 점착력은 5.35 MPa, 내부마찰각은 $50.25^{\circ}$이고, 조면암질 현무암의 경우 점착력은 16.99 MPa, 내부마찰각은 $60.66^{\circ}$이며, 스코리아의 경우 점착력은 2.33 MPa, 내부마찰각은 $37.05^{\circ}$이다. 암석의 Hoek-Brown의 파괴규준에 대한 회귀분석결과를 토대로 암석의 점착력과 내부마찰각을 선정할 수 있다. 표선리 현무암의 경우 점착력은 4.77 MPa, 내부마찰각은 $52.47^{\circ}$이고, 조면암질 현무암의 경우 점착력은 14.69 MPa, 내부마찰각은 $60.70^{\circ}$이며, 스코리아의 경우 점착력은 2.22 MPa, 내부마찰각은 $47.60^{\circ}$이다. 이상의 결과를 토대로 Mohr-Coulomb의 파괴포락선과 Hoek-Brown의 파괴규준으로부터 추정된 파괴포락선을 비교한 결과 Hoek-Brown의 파괴규준은 Mohr-Coulomb의 파괴규준보다 점착력은 대체로 낮게 평가되는 반면, 내부마찰각은 크게 평가되고 있다.
본 논문에서는 전면부 변형형태에 따른 보강토옹벽의 파괴거동을 탄소봉 모형 실험장치를 이용하여 실험적으로 연구하였다. 실험에서는 모형 보강토 벽체의 전면판 변형 형태를 상부변형, 수평변형, 하부변형 등 3종류로 나누어 실시하였다. 변형된 벽체의 파괴선을 육안으로 확인하기 위하여 사진촬영 기법을 이용하였다. 실험결과 상부변형의 조건일 경우 파괴선은 포물선의 형태를,수평이동의 조건일 경우 파괴선은 매우 큰 원호의 형태를 보였으며, 하부변형의 조건일 경우 파괴선은 직선화된 대수나선형태를 보였다. 현재 설계에 많이 사용되고 있는 복합중력식 설계법의 가상파괴선은 하부변형 조건의 파괴선과 가장 유사한 형태를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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