• 제목/요약/키워드: Creep stress

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디지털 이미지 분석을 통한 지속 하중과 온도의 복합 환경이 CFRP 쉬트와 콘크리트의 부착강도 및 크리프 거동에 미치는 영향 분석 (Combined Effects of Sustained Load and Temperature on Pull-off Strength and Creep Response between CFRP Sheet and Concrete Using Digital Image Processing)

  • 정유석;이재하;김우석
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.535-544
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    • 2016
  • 본 연구에서는 디지털 이미지를 사용하여 DIC(Digital Image Correlation) 기법 및 부착파괴면 분석을 통해 부착파괴에너지와 부착강도의 정량적 분석뿐만 아니라 계면의 부착 면 파괴 양상의 정성적 접근을 통해 지속 하중과 온도의 복합 하중에 대한 FRP 부착 실험체의 거동을 분석하였다. 이를 위해 CFRP 쉬트를 부착한 일면전단실험체를 제작하여 사용하였다. 일면전단실험체의 지속 하중 기간의 거동은 에폭시 크리프의 영향을 상당히 받으며 지속 하중 기간 동안에 에폭시의 점탄성 특징으로 인해 응력완화가 발생하였다. 응력완화는 지속 하중 이후 실시한 계면전단실험에서 사용한 DIC 기법을 통해 관찰 하였으며 지속하중 기간 동안의 응력완화로 인해 지속하중 실험체의 최대부착파괴하중 및 계면파괴에너지가 대조실험체보다 증가하였다. 모든 실험체의 부착 파괴 면을 디지털 이미지화하여 파괴 면의 양상을 정성적/정량적으로 분석 하였다. 디지털 이미지 분석 결과 지속 하중 기간 동안 파괴 형태가 콘크리트면내파괴에서 계면부착파괴 형태로 전이가 발생하였으며 이러한 전이로 인해 지속하중 기간이 증가할수록 지속하중의 최대부착파괴하중에 대한 긍정적인 효과 감소하였다.

실 운전조건을 고려한 가스터빈 블레이드 수명평가 (Life Assessment of Gas Turbine Blade Based on Actual Operation Condition)

  • 최우성;송기욱;장성용;김범수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권10호
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    • pp.1185-1191
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    • 2014
  • 가스터빈 블레이드는 증기터빈 블레이드와 달리 냉각홀 및 냉각유로를 포함한 복잡한 형상으로 되어 있으며 복합화력의 운전특성에 따라 반복적이거나 지속적인 열-기계 하중 조건 하에서 운전된다. 따라서 블레이드는 운전시간에 따라 균일하지 못한 온도 분포나 응력 분포를 보이며, 이는 크리프나 열-기계피로 손상을 유발하며, 결국 가스터빈 블레이드의 수명을 단축시킨다. 결국 다양한 운전 조건에 따라 발생하는 응력을 정확하게 계산하는 것은 설비의 신뢰성을 보장하고 나아가 블레이드와 같은 고온 부품의 정확한 수명을 평가하는데 무엇보다 중요하다. 최근 들어 컴퓨터 기능이 좋아지고 상용 소프트웨어의 성능이 향상되어 실증 시험에 대한 대안으로 유동, 열 및 구조해석을 연결하는 전산해석이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 가스터빈 실 운전조건을 고려하여 유동-열-구조 해석 기법을 연계하는 유체-구조 연성해석을 통해 블레이드 온도 및 응력분포를 계산하였다. 또한 해석 결과를 토대로 대표적인 손상기구인 크리프 및 열-기계 피로 손상 모델을 이용하여 블레이드의 수명을 평가하였다.

고온가열 및 하중재하에 따른 80, 130, 180 MPa 초고강도콘크리트의 역학적특성평가 (Evaluation of Properties of 80, 130, 180 MPa High Strength Concrete at High Temperature with Heating and Loading)

  • 최경철;윤민호;이태규;이승훈;김규용
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.613-620
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    • 2013
  • 콘크리트는 고온에 강한재료로 인식되어 왔으나, 화재 등의 고온에 의해 내부조직의 물리 화학적 변화가 발생해 역학적 특성이 저하하게 된다. 이에, 고온시 콘크리트의 역학적 특성의 저하에 관한 연구보고 및 기준이 제시되고 있다. 그러나 고강도 콘크리트 및 하중을 재하한 상태에 관한 연구데이터는 적다. 따라서 이 연구에서는 고온 및 하중재하에 따른 고강도 콘크리트의 고온특성을 평가하였다. W/B 12.5%, 14.5%, 20%의 고강도 콘크리트를 대상으로 비재하상태 및 $0.25f_{cu}$의 하중조건을 설정하여, 고온시의 응력-변형, 최대하중에서의 변형, 압축강도, 탄성계수, 열팽창변형, 단기 고온크리프을 평가하였다. 실험 결과, 압축강도가 높아질수록 가열에 의한 압축강도의 저하가 크게 나타났고, $500^{\circ}C$이상의 온도에서 고온에 의한 열팽창변형과 하중재하에 의한 수축변형이 상쇄되어 압축강도 및 탄성계수의 잔존율이 높아지는 것을 확인할 수 있었다.

고원변형과 열간노출에 따른 주조용 합금 738LC의 탄화물 분해거동 고찰 (Effects of High Temperature Deformation and Thermal Exposure on Carbide Reaction Cast Alloy 738LC)

  • 주동원;조창용;김두현;서성문;이영찬
    • 한국재료학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.111-116
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    • 2000
  • 니켈기 주조용 합금 738LC를 816$^{\circ}C$와 982$^{\circ}C$에서 크리프 파단 시험과 열간 노출시험을 통해 온도와 응력 변화에 따른 파단양상, 탄화물과 $\sigma$상의 석출 거동에 대해 조사하였다. 816$^{\circ}C$/440MPa에서는 크리프 파단양상이 전단변형에 의한 입내파괴를 나타내었으나, 982$^{\circ}C$/152MPa에서는 표면과 접하는 결정입계에서 입계산화에 의해 표면에너지의 감소로 균열이 나타나 진행되는 입계파괴가 나타났다. M(sub)23C(sub)6 탄화물이 816$^{\circ}C$에서는 주로 결정입계에서와 전단변형에 의한 입내균열을 따라 석출하였으나, 982$^{\circ}C$에서는 결정입계 뿐만 아니라 입내에서는 석출하였으며 석출양은 증가하였다. $\sigma$상은 Cr(sub)23C(sub)6 탄화물에서 핵생성 후 기지로 성장하며, 온도가 높고 응력이 주어지면 Cr(sub)23C(sub)6 탄화물의 양이 증가하여 $\sigma$상의 석출도 많아졌다.

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콘크리트 장기변형의 구속계수와 선압축력의 손실률 (Restraint Coefficient of Long-Term Deformation and loss Rate of Pre-Compression for Concrete)

  • 연정흠;주낙친
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.521-529
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    • 2002
  • 콘크리트의 크리프와 건조수축에 의한 장기변형의 일부가 구속되는 합성단면에 대해 콘크리트에 발생되는 잔류응력과 이로 인한 콘크리트 단면에 선압축력의 손실을 계산하기 위해 콘크리트 장기변형의 구속계수가 유도되었으며, 선압축력의 손실률을 계산하기 위한 식을 제안하였다. 제안된 구속계수는 재령수정 유효탄성계수가 적용된 환산단면특성으로부터 계산되며, 복잡한 형태의 합성단면에 대해서도 쉽게 적용될 수 있다. 기존 설계기준에서 콘크리트의 장기변형과 관련된 조항을 검토하기 위해서 도로설계편람의 일반 합성단면에 대해 이 구속계수와 선압축력의 손실 계산식이 적용되었다. 부정정력과 신축이음량의 계산에 적용되는 건조수축변형률 $150 ~ 200$\times$10^{-6}$ 은 장기변형의 구속정도가 적은 경우에 과소 계산될 수 있으며, 잔류응력의 계산에 는 적용되는 $180$\times$10^{-6}$ 은 비정상적으로 작은 값이다. 이 논문에서 적용된 PSC 합성단면에 대한 도로교 설계기준의 손실률 16.3%는 ACI 209에 대해서는 안전측으로 계산되었으나 Eurocode 2에 대해서는 안전을 보장할 수 없었다. 강합성 단면의 콘크리트 바닥판에 일반 보강철근의 긴장에 의해 선압축력이 도입되면 철근비의 증가로 긴장에 의한 경우보다 상당히 큰 손실이 발생되었으며, 강재거더의 구속에 의해 긴장된 보강재 선인장력의 손실은 감소한 반면에, 콘크리트 선압축력의 손실은 증가하였다.

엽채류(葉菜類)의 조위(凋萎)와 역학물성(力學物性) -1. 조위(凋萎)와 물성변화(物性變化)- (Relation the Role of Wathe in withering and Mechanical Properties of Some Leafy Vegetables -1. Effect of Withering on Viscoelastic Properties of Spinach and Leek-)

  • 공재열
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.286-293
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    • 1986
  • 본 연구에서는 엽채류(葉菜類)의 수송(輸送) 저장(貯藏)을 최적화(最適化)하기 위한 기초자(基礎資料)를 얻고자 엽채류중(葉菜類中)에서 조위현상(凋萎現象)이 쉽게 일어나고 년중(年中) 재배(裁培)가 가능한 시금치와 부추를 공시(供試), 자작(自作)한 Creep-tester를 사용하여 온도(溫度) $3{\sim}37^{\circ}C$ 습도(濕度) $70{\sim}95%$의 범위에서 조위(凋萎) 따른 물성변화(物性變化)를 측정(測定)한 결과 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1) 시료(試料)의 겉보기밀도는 조위도(凋萎度)가 클수록 증가(增加)했으며 특(特)히 시금치와 부추에서는 수분함량(水分舍星)이 각각(各各) 7%, 6.5%로 감소(減少)함에 따라 겉보기밀도가 70%, 53%로 크게 증가(增加)했다. 2. 파단응력(破斷應力)은 양(兩) 시료(試料) 모두 수분(水分)이 감소(減少)함에 따라 증가(增加)하는 경향(傾向)을 보였다. 3. 가학물성(力學物性)인 탄성율(彈性率)과 점성율(粘性率)은 수분함량(水分舍星)과 강한 상관관계(相關關係)를 나타냈다. 그러나 $3^{\circ}C$$37^{\circ}C$의 온도변화(溫度變化)에 따른 이들의 변화(變化)는 거의 나타나지 않았다. 4. 조위(凋萎)의 가역성(可逆性)에 대한 실험(實驗)에서는 양(兩) 시료(試料) 모두 외관(外觀), 수분함량(水分舍星) 및 탄성율(彈性率)은 원상(原狀)으로 복원(復元)되나 점성율(粘性率)은 약간저하(若干低下)했다. 5. 시료(試料)의 온도(溫度)에 따른 신축성(伸縮性情)에 대하여는 동일수분함양(同一水分含量)의 시료(試料)에 있어서 온도상승과정(溫度上昇過程)($3^{\circ}C{\to}37^{\circ}C$)에는 수축(收縮)하고 하강과정(下降過程)($37^{\circ}C{\to}3^{\circ}C$)에는 신장(伸長)하는 경향(傾向)을 나타냈다.

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KBS-3 방식 고준위방폐물 심층처분장 FEP 분석을 통한 국내 사용후핵연료 심층처분시설 방사선학적 안전성 평가용 지권영역 주요 프로세스 항목 및 상대적 중요도 도출 (Draft List and Relative Importance of Principal Processes in the Geosphere to be Considered for the Radiological Safety Assessment of the Domestic Geological Disposal Facility through Analyzing FEPs for KBS-3 Type Disposal Repository of High-level Radioactive Waste(HLW))

  • 김석훈;이동현;박동극
    • 방사선산업학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.33-44
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    • 2023
  • The deep geological repository of high-level radioactive waste shall be designed to meet the safety objective set in the form of radiation dose or corresponding risk to protect human and the environment from radiation exposure. Engineering feasibility and conformity with the safety objective of the facility conceptual design can be demonstrated by comparing the assessment result using the computational model for scenario(s) describing the radionuclide release and transport from repository to biosphere system. In this study, as the preliminary study for developing the high-level radioactive waste disposal facility in Korea, we reviewed and analyzed the entire list of FEPs and how to handle each FEP from a general point of view, which are selected for the geosphere region in the radiological safety assessment performed for the license application of the KBS-3 type deep geological repository in Finland and Sweden. In Finland, five FEPs (i.e., stress redistribution, creep, stress redistribution, erosion and sedimentation in fractures, methane hydrate formation, and salt exclusion) were excluded or ignored in the radionuclide release and transport assessment. And, in Sweden, six FEPs (i.e., creep, surface weathering and erosion, erosion/sedimentation in fractures, methane hydrate formation, radiation effects (rock and grout), and earth current) were not considered for all time frames and earthquake out of a total of 25 FEPs for the geosphere. Based on these results, an FEP list (draft) for the geosphere was derived, and the relative importance of each item was evaluated for conducting the radiological safety assessment of the domestic deep geological disposal facility. Since most of information on the disposal facility in Korea has not been determined as of now, it is judged that all FEP items presented in Table 3 should be considered for the radiological safety assessment, and the relative importance derived from this study can be used in determining whether to apply each item in the future.

비선형 점탄소성 모델을 이용한 2차압밀이 포함된 수정압축지수개발 (Suggestion of Modified Compression Index for secondary consolidation using by Nonlinear Elasto Viscoplastic Models)

  • 최부성;임종철;권정근
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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    • pp.1115-1123
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    • 2008
  • When constructing projects such as road embankments, bridge approaches, dikes or buildings on soft, compressible soils, significant settlements may occur due to the consolidation of these soils under the superimposed loads. The compressibility of the soil skeleton of a soft clay is influenced by such factors as structure and fabric, stress path, temperature and loading rate. Although it is possible to determine appropriate relations and the corresponding material parameters in the laboratory, it is well known that sample disturbance due to stress release, temperature change and moisture content change can have a profound effect on the compressibility of a clay. The early research of Tezaghi and Casagrande has had a lasting influence on our interpretation of consolidation data. The 24 hour, incremental load, oedometer test has become, more or less, the standard procedure for determining the one-dimensional, stress-strain behavior of clays. An important notion relates to the interpretation of the data is the ore-consolidation pressure ${\sigma}_p$, which is located approximately at the break in the slope on the curve. From a practical point of view, this pressure is usually viewed as corresponding to the maximum past effective stress supported by the soil. Researchers have shown, however, that the value of ${\sigma}_p$ depends on the test procedure. furthermore, owing to sampling disturbance, the results of the laboratory consolidation test must be corrected to better capture the in-situ compressibility characteristics. The corrections apply, strictly speaking, to soils where the relation between strain and effective stress is time independent. An important assumption in Terzaghi's one-dimensional theory of consolidation is that the soil skeleton behaves elastically. On the other hand, Buisman recognized that creep deformations in settlement analysis can be important. this has led to extensions to Terzaghi's theory by various investigators, including the applicant and coworkers. The main object of this study is to suggestion the modified compression index value to predict settlements by back calculating the $C_c$ from different numerical models, which are giving best prediction settlements for multi layers including very thick soft clay.

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터널해석에 있어 지하수 거동의 중요성 (Significance of Ground Water Movements in the Numerical Modelling of Tunnelling)

  • 신종호
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.257-264
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    • 2003
  • Tunnelling in water bearing soils influences the ground water regime. It has been indicated in the literature that the existence of ground water above a tunnel influences tunnel stability and the settlement profile. Only limited research, however, has been done on ground water movements around tunnels and their influence on tunnel performance. Time dependent soil behaviour can be caused by the changes of pore water pressure and/or the viscous properties of soil(creep) under the stress change resulting from the advance of the tunnel face. De Moor(1989) demonstrated that the time dependent deformations due to tunnelling are mainly the results of pore pressure dissipation and should be interpreted in terms of effective stress changes. Drainage into tunnels is governed by the permeability of the soil, the length of the drainage path and the hydraulic boundary conditions. The potential effect of lime dependent settlement in a shallow tunnel is likely to occur rapidly due to the short drainage path and possibly high coefficient of consolidation. Existing 2D modelling methods are not applicable to these tunnelling problems, as it is difficult to define empirical parameters. In this paper the time-based 2D modelling method is adopted to account for the three dimensional effect and time dependent behaviour during tunnel construction. The effect of coupling between the unloading procedure and consolidation during excavation is profoundly investigated with the method. It is pointed out that realistic modelling can be achieved by defining a proper permeability at the excavation boundary and prescribing appropriate time for excavation Some guidelines for the numerical modelling of drained and undrained excavation has been suggested using characteristic time factor. It is highlighted that certain range of the factor shows combined effect between the unloading procedure due to excavation and consolidation during construction.

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선미관 밀봉장치 개발에 관한 연구 (I) - 맆 시일을 중심으로- (A Study on the Development of Ship's Stern Tube Sealing System(I) -Based on Lip Seals-)

  • 김영식;전효중;왕지석;정재현
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제15권4호
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    • pp.29-45
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    • 1991
  • Lip type stern tube sealing systems have used in almost all the middle or large ships which are being constructed in these days. It seems that the pressure fluctuation of the seal ring interspace, the cross-section profile and the materials quality of the seal rings have great effects on the sealing fuction of this sealing system. In this paper, the mechanical movement of lip seal ring which plays the most important role in stern tube sealing system and the possibility of leakage caused by pressure fluctuation are studied by theory and experiment. Using the finite element method for the axi-symetric object which receives the torsional load, the displacement and stress analysis of the seal rings, and also the possibility of crack occurance is checked by theoretical analysis. If the force which seal ring lip periphery receives is too small, there will be the possibility of leakage caused by the pressure fluctuation of the seal ring interspace, and if this force is too large, the frictional force between the seal ring and the liner will become problematical. The possibility of leakage caused by hardening of seal ring materials and creep phenomena of tested seal rings are also examined. The trial seal rings were designed and manufactured using the program of displacement and stress analysis developed in this study and the experimental apparatus to test the trial seal rings was also designed and manufactured. This trial seal rings were fitted in the experimental apparatus which was made in the same form as an actual stern tube. The one side of this apparatus was filled with sea water and the other side of it was filled with the lubricating oil. The leakage of oil and sea water was checked and the temperature was measured, rotating the propeller shaft at the constant velocity by D.C. motor. It was proved that the trial seal rings made in Viton rubber functioned excellenty but the trial seal rings made in N.B.R. rubber had problem in its durability.

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