• 제목/요약/키워드: High in-situ stress

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철도차량 복합소재의 인장파괴 특성분석 (Tensile Failure Characterization of Composites for Railway Vehicle)

  • 김정국;권성태;김정석;윤혁진
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1231-1235
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    • 2010
  • The tensile failure behavior of polymer matrix composite materials was investigated with the aid of a nondestructive evaluation (NDE) technique. The materials, E-glass fiber reinforced epoxy matrix composites, which are applicable to carbody materials in railway vehicles to reduce weight, were used for this investigation. In order to explain stress-strain behavior of polymer matrix composite sample, the infrared thermography technique was employed. A high-speed infrared (IR) camera was used for in-situ monitoring of progressive damages of polymer matrix composite samples during tensile testing. In this investigation, the IR thermography technique was used to facilitate a better understanding of damage evolution, fracture mechanism, and failure mode of polymer matrix composite materials during monotonic loadings.

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순차 스퍼터법으로 제작한 BiSrCaCuO 박막의 부착 특성 (Sticking Characteristics in BiSrCaCuO Thin Film Fabricated by Layer-by-Layer Sputtering Method)

  • 천민우;박용필;김정호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2003년도 제5회 학술대회 논문집 일렉트렛트 및 응용기술연구회
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    • pp.45-48
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    • 2003
  • BiSrCaCuO thin films were fabricated by atomic layer-by-layer deposition using an ion beam sputtering method. 10 wt% and 90 wt% ozone mixed with oxygen were used with ultraviolet light irradiation to assist oxidation. At early stages of the atomic layer by layer deposition, two dimensional epitaxial growth which covers the substrate surface would be suppressed by the stress and strain caused by the lattice misfit, then three dimensional growth takes place. Since Cu element is the most difficult to oxidize, only Sr and Bi react with each other predominantly, and forms a buffer layer on the substrate in an amorphous-like structure, which is changed to $SrBi_2O_4$ by in-situ anneal.

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현장인화 $SiC-Si_3N_4$ 복합재료의 절삭성능 평가 (Cutting characteristics of in situ toughened $SiC-Si_3N_4$ composite)

  • 김경재;박준석;권원태;김영욱
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2000년도 추계학술대회논문집 - 한국공작기계학회
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    • pp.386-391
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    • 2000
  • It is known that Si$_3$N$_4$ceramic insert has less hardness than A1$_2$O$_3$ceramic insert. But Si$_3$N$_4$ceramic insert has not only high toughness and strength but also low thermal expansion coefficient, which makes it has longer tool life under thermal stress condition. In this study, commercial Si$_3$N$_4$ ceramic insert and home-made SiC-Si$_3$N$_4$ceramic insert which has different sintering time and chemical composition is tested under various cutting conditions. The experimental result is compared in terms of tool life and cutting force. Generally, As the cutting speed and the feed rate increased, the cutting force and the flank wear increased too. The performance of SiC-Si$_3$N$_4$ceramic insert shows the possibility to be a new ceramic tool.

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Structural analysis of high-rise reinforced concrete building structures during construction

  • Song, Xiaobin;Gu, Xianglin;Zhang, Weiping;Zhao, Tingshen;Jin, Xianyu
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제36권4호
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    • pp.513-527
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    • 2010
  • This paper presents a three-dimensional finite element method based structural analysis model for structural analysis of reinforced concrete high-rise buildings during construction. The model considered the time-dependency of the structural configuration and material properties as well as the effect of the construction rate and shoring stiffness. Uniaxial compression tests of young concrete within 28 days of age were conducted to establish the time-dependent compressive stress-strain relationship of concrete, which was then used as input parameters to the structural analysis model. In-situ tests of a RC high-rise building were conducted, the results of which were used for model verification. Good agreement between the test results and model predictions was achieved. At the end, a parametric study was conducted using the verified model. The results indicated that the floor position and construction rate had significant effect on the shore load, whereas the influence of the shore removal timing and shore stiffness have much smaller. It was also found that the floors are more prone to cracking during construction than is ultimate bending failure.

한반도 신기 지각변형과 현생 응력장 그리고 지구조적 의미: 논평 (Neotectonic Crustal Deformation and Current Stress Field in the Korean Peninsula and Their Tectonic Implications: A Review)

  • 김민철;정수환;윤상원;정래윤;송철우;손문
    • 암석학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.169-193
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    • 2016
  • 한반도 일원의 신기 지각변형과 현생 응력장의 특징을 규명하고 지구조적 형성 배경을 이해하기 위해, 제4기 단층과 발진기구해에 관한 기존 자료와 더불어 최근의 지각천부 시추공 응력자료를 종합하여 재분석하였으며, 마이오세 이후 동아시아 일원의 지구조 환경 변화와 지각변형 특징을 정리하였다. 한반도 남동부의 제4기 단층은 대부분 기존 단층대를 따라 발견된다. 또한 대부분 남-북으로 배열된 상반 서향의 충상단층의 기하와 운동특성을 보이며, 동-서 방향의 순수 압축응력 하에서 적절히 배향된 기존 약대가 재활된 특징을 보인다. 한반도와 인근 해역의 발진기구해 분석 결과, 내륙에서는 주향이동단층 또는 역이동성 운동감각을 포함하는 주향이동단층이 우세한 반면, 동해와 서해 연안의 경우에는 역단층이 우세한 특징을 보인다. 압축 축은 동북동과 서남서를 향해 수평 내지 아수평한 자세로 군집되며, 인장 축은 북북서-남남동 주향을 가지는수직의 대원 상에 배열된다. 시추공 내 응력측정 자료를 취합한 결과, 한반도 지각천부의 평균 최대수평응력은 동북동-서남서 방향으로 나타났다. 따라서 한반도 일원은 현재 광역적인 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축력에 의한 압축구조가 발달중인 것으로 판단된다. 동아시아 일원의 광역적인 현생 응력장 분포와 비교한 결과, 이러한 동북동-서남서 내지 동-서 방향의 압축응력환경은 태평양판의 서향 저각 섭입과 인도-유라시아 충돌로부터 전파된 응력장이 중첩된 결과로 판단되며, 대부분 고각 섭입의 양상을 보이는 필리핀해판은 배호지역 내에서 인장 환경의 특징을 보여주고 있어 한반도에서의 영향은 미미한 것으로 판단된다. 이상과 같은 동아시아 일원의 신기 지구조환경과 지각변형은 약 5~3.2 Ma 경 태평양판의 이동방향과 섭입각도의 변화와 함께 시작된 것으로 해석된다.

Numerical analysis on stability of express railway tunnel portal

  • Zhou, Xiaojun;Hu, Hongyun;Jiang, Bo;Zhou, Yuefeng;Zhu, Yong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제57권1호
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    • pp.1-20
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    • 2016
  • On the basis of the geological conditions of high and steep mountainous slope on which an exit portal of an express railway tunnel with a bridge-tunnel combination is to be built, the composite structure of the exit portal with a bridge abutment of the bridge-tunnel combination is presented and the stability of the slope on which the express railway portal is to be built is analyzed using three dimensional (3D) numerical simulation in the paper. Comparison of the practicability for the reinforcement of slope with in-situ bored piles and diaphragm walls are performed so as to enhance the stability of the high and steep slope. The safety factor of the slope due to rockmass excavation both inside the exit portal and beneath the bridge abutment of the bridge-tunnel combination has been also derived using strength reduction technique. The obtained results show that post tunnel portal is a preferred structure to fit high and steep slope, and the surrounding rock around the exit portal of the tunnel on the high and steep mountainous slope remains stable when rockmass is excavated both from the inside of the exit portal and underneath the bridge abutment after the slope is reinforced with both bored piles and diaphragm walls. The stability of the high and steep slope is principally dominated by the shear stress state of the rockmass at the toe of the slope; the procedure of excavating rockmass in the foundation pit of the bridge abutment does not obviously affect the slope stability. In-situ bored piles are more effective in controlling the deformation of the abutment foundation pit in comparison with diaphragm walls and are used as a preferred retaining structure to uphold the stability of slope in respect of the lesser time, easier procedure and lower cost in the construction of the exit portal with bridge-tunnel combination on the high and steep mountainous slope. The results obtained from the numerical analysis in the paper can be used to guide the structural design and construction of express railway tunnel portal with bridge-tunnel combination on high and abrupt mountainous slope under similar situations.

포화도, 간극비 및 응력에 따른 주문진사의 탄성파 속도 (Elastic Wave Velocity of Jumunjin Sand Influenced by Saturation, Void Ratio and Stress)

  • 이정훈;윤태섭
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.101-106
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    • 2014
  • 관입시험은 한정된 범위에서 1차원적 정보를 얻을 수 있으나, N치는 다양한 지반설계정수와 실험적으로 연관되어 있다. 탄성파를 이용한 비파괴 검사는 역산 과정을 통해 비용 및 시간에 효율적으로 2차원 및 3차원 물성에 대한 지도를 얻을 수 있으며, N치와 탄성파 속도는 간극비, 포화도, 유효응력 등에 의해 좌우된다. 따라서 N치와 탄성파 속도간의 경험적 관계들이 제안되어 왔다. 본 연구는 다양한 간극비와 포화도를 갖는 주문진사에 대해 정지토압조건에서 탄성파를 실험적으로 측정하였다. 그 결과 하중 조건이 간극비 및 포화도에 비하여 가장 영향을 주는 요소로 나타났으며, 간극비와 포화도는 응력-속도 관계의 경향에 영향을 주었다. 각 영향인자간의 관계를 다중회귀분석을 통해 상관식으로 나타내었다.

현장발생토사 재활용 유동성채움재를 이용한 지하매설관의 거동평가 (Performance Evaluation of Underground Pipe with In-Situ Recycled Controlled Low Strength Materials)

  • 이관호;송창섭
    • 한국도로학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.1-12
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    • 2006
  • 기존의 강관이나 주철관 그리고 시멘트 관은 시간의 경과에 따르는 노화현상을 피할 수 없으며, 특히 금속관은 부식으로 인한 수질 악화문제가 크고 누수에 따른 부족한 수자원 보존과 활용에 있어 예기치 않은 문제를 발생시켜 왔다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 방안으로 지하매설용 유리섬유복합관을 사용하는 것이다. 유리섬유복합관은 충격에 대한 저항성이 우수하고 수명이 50년$\sim$100년 정도로 반영구적이다. 특히 뛰어난 내구성과 시공성이 탁월하여 신소재로 각광받고 있다. 그리고 중량이 가벼워서(강관의 1/4, 시멘트 관의 1/10) 운반 및 설치가 용이하고 공기단축 및 인력절감을 기대할 수 있다. 또한 잦은 관로 보수 및 교체공사에 따른 사회적 경제적 손실을 최소화 할 수 있을 것이다. 이에 본 연구에서는 유리섬유복합관을 이용하여 실내모형실험을 수행하여 관의 응력-변형특성을 평가하였다. 실내모형실험의 경우 관경 200mm와 관경 300mm를 사용하여 하중재하 전과 후의 수직 수평변위 수직 수평토압을 6가지 사례에 대해서 측정하였다. 측정결과 실험값과 이론값 모두 비슷하게 측정되었다. 하지만 현장발생토사를 이용한 유동성 뒤채움재를 사용한 경우, 수직 수평변위는 매우 작게 측정되었고, 토압은 거의 0에 가까운 값으로 계측되었다.

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과지압으로 인한 암반의 점진적 취성파괴 과정의 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Progressive Brittle Failure of Rock Mass Due to Overstress)

  • 최영태;이대혁;이희석;김진아;이두화;유광호;박연준
    • 터널과지하공간
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    • 제16권3호
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    • pp.259-276
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    • 2006
  • 큰 초기응력을 받는 암반에서의 파괴 과정은 굴착경계에 평행하게 발생하는 응력 유도 균열에 의해 지배된다. 특히 지압의 절대크기가 암반 강도의 일정 비율 이상이 되면 응력 집중에 의한 암반의 취성 파괴를 유발하고, 이러한 현상은 터널 굴착 시 발생하는 파괴음과, 굴착면에 평행한 형태로 암편이 탈락하는 취성파괴 현상을 동반한다. Mohr-Coulomb과 같은 기존의 구성 모델은 일반적으로 마찰각과 점착력을 일정한 값으로 가정하므로, 점진적인 암반의 취성파괴 현상을 모사하기 어렵다. 본 논문에서는 일반적인 수치해석 코드에서 취성파괴를 잘 모의할 수 있는 것으로 알려진 CW-FS 모델을 사용하여 유류 저장공동 주변 암반에 대한 수치해석을 실시하고, 그 결과를 선형 Mohr-Coulomb 모델의 결과와 비교하였다. 또한 마찰각과 점착력 성분의 전단 소성변형률 한계를 변화시키면서 해석을 실시하여, 유류 저장공동에서 관찰된 취성파괴와 비슷한 양상을 보이는 해석 결과를 찾아보았다. 결과적으로 CW-FS 모델은 견고한 암반에서의 취성파괴를 모의하는데 있어 적절한 해석방법이라는 것을 알 수 있었다.

Magnetoresistance of Bi Nanowires Grown by On-Film Formation of Nanowires for In-situ Self-assembled Interconnection

  • Ham, Jin-Hee;Kang, Joo-Hoon;Noh, Jin-Seo;Lee, Woo-Young
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2010년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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    • pp.79-79
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    • 2010
  • Semimetallic bismuth (Bi) has been extensively investigated over the last decade since it exhibits very intriguing transport properties due to their highly anisotropic Fermi surface, low carrier concentration, long carrier mean free path l, and small effective carrier mass $m^*$. In particular, the great interest in Bi nanowires lies in the development of nanowire fabrication methods and the opportunity for exploring novel low-dimensional phenomena as well as practical application such as thermoelectricity[1]. In this work, we introduce a self-assembled interconnection of nanostructures produced by an on-film formation of nanowires (OFF-ON) method in order to form a highly ohmic Bi nanobridge. A Bi thin film was first deposited on a thermally oxidized Si (100) substrate at a rate of $40\;{\AA}/s$ by radio frequency (RF) sputtering at 300 K. The sputter system was kept in an ultra high vacuum (UHV) of $10^{-6}$ Torr before deposition, and sputtering was performed under an Ar gas pressure of 2m Torr for 180s. For the lateral growth of Bi nanowires, we sputtered a thin Cr (or $SiO_2$) layer on top of the Bi film. The Bi thin films were subsequently put into a custom-made vacuum furnace for thermal annealing to grow Bi nanowires by the OFF-ON method. After thermal annealing, the Bi nanowires cannot be pushed out from the topside of the Bi films due to the Cr (or $SiO_2$) layer. Instead, Bi nanowires grow laterally as a mean s of releasing the compressive stress. We fabricated a self-assembled Bi nanobridge (d=192 nm) device in-situ using OFF-ON through annealing at $250^{\circ}C$ for 10hours. From I-V measurements taken on the Bi nanobridge device, contacts to the nanobridge were found highly ohmic. The quality of the Bi nanobridge was also proved by the high MR of 123% obtained from transverse MR measurements. These results manifest the possibility of self-assembled nanowire interconnection between various nanostructures for a variety of applications and provide a simple device fabrication method to investigate transport properties on nanowires without complex patterning and etching processes.

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