• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권5호
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• pp.146-152
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• 2018

본 연구에서는 국내에서 주로 발생하는 소성변형에 대한 아스팔트 혼합물의 성능개선을 위해 분말형 및 액상형 재료를 혼합한 복합 개질제를 이용하였다. 주요 구성 물질은 분말형인 규조토, 운모 및 카본블랙, 액상형 고형분 70% SBR(Styrene-Butanaiene Rubber) 라텍스 등을 이용하였다. 시험에 사용된 2종류의 표층용 혼합물에 대한 인장강도비는 국토교통부(2017) 아스팔트 혼합물 생산 및 시공지침 기준인 0.80 이상을 만족하였다. 복합개질제를 첨가한 경우 건조상태에서의 인장강도 증가효과가 약 14% 이상 나타났다. 휠트레킹 시험 하중에 의한 분당변형속도는 0.07-0.14 정도로 복합 개질제 사용 시 분당 변형속도가 개선되었고, 동적안정도의 경우 295에서 590으로 거의 100% 정도 향상되었다. 또한, 최종 침하량은 11.38mm에서 9.57mm로 저감되었다. 동삼축압축시험을 이용한 소성변형 시험결과, 2단계 구간이 끝나고 3단계 소성변형파괴구간에 진입하는 변형량의 크기는 평균 1.50mm에서 1.76mm,나타났다. 또한, 2단계 구간의 시간당 변형 기울기는 기존 아스팔트 혼합물은 0.007 mm/sec 이고, 복합 개질제를 혼합한 아스팔트 혼합물의 평균기울기는 0.005 mm/sec 정도로 도로포장체가 안정적인 공용성능을 발휘하는 구간에서 교통하중에 의한 소성변형 속도가 상대적으로 작음을 알 수 있다.

• Journal of Magnetics
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• 제15권1호
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• pp.32-35
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• 2010

The effects of Cu-addition and die-upset temperature on the texture in the die-upset Nd-lean $Nd_xFe_{93.5-(x+y)}-Cu_yGa_{0.5}B_6$ (x = 9-12, y = 0-2) alloys were investigated. The die-upset Cu-containing Nd-lean $Nd_{12}Fe_{81.5-y}-Cu_yGa_{0.5}B_6$ (y = 1, 2) alloys showed a considerable texture. Texture in the Nd-lean alloys developed through basal plane slip deformation. The Cu-addition reduced the melting point of grain boundary phase facilitating grain gliding during the die-upsetting, and providing a greater chance for the $Nd_2Fe_{14}B$ grains to meet the deformation conditions. Die-upsetting at higher temperature facilitated grain gliding and plastic deformation, thus enhancing texture.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.257-262
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• 2008

반복하중을 받는 도로 노반체의 경우 회복탄성계수를 이용한 해석 및 설계 방법이 이루어지고 있는데 유사한 형태의 하중조건인 철도 노반체의 경우에도 그 거동은 크게 다르지 않을 것으로 판단된다. 이러한 현상적인 특성을 감안하여 본 논문에서는 회복탄성계수를 기반으로 하는 구성방정식을 상용 유한요소 해석 프로그램에 적용하였다. 일반적으로 K-${\theta}$ 혹은 Uzan 모델을 기반으로 수치해석 프로그램과의 접목이 이루어져 왔다. 이러한 모델의 기본 가정은 반복하중으로 인하여 재료의 상태는 비선형탄성 상태까지 도달한 조건으로 보고 있으므로 추가적인 반복하중으로 인한 재료의 거동은 탄성구간 내에서만 발생하는 것으로 가정하고 있다. 그러나 점성토에 대한 회복탄성실험 결과를 보면 하중의 재하 횟수 증가에 따라 영구변형이 발생하는 상황이므로 기존의 모델을 사용한다면 발생하는 영구변형을 충분히 모델링 할 수 없게 된다. 따라서 본 논문에서는 실험결과로부터 도출된 소성특성과 간단한 파괴기준을 적용하여 영구변형이 발생하는 조건에서 구성모델을 개발하였으며 개발된 모델의 적용결과는 실험 결과값과 잘 일치하는 것으로 확인되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권4호
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• pp.497-507
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• 2017

During recent earthquakes, a significant number of concrete structures suffered extensive damage. Conventional reinforced concrete structures are designed for life-time safety that may see permanent inelastic deformation after severe earthquakes. Hence, there is a need to utilize adequate materials that have the ability to tolerate large deformation and get back to their original shape. Super-elastic shape memory alloy (SMA) is a smart material with unique properties, such as the ability to regain undeformed shape by unloading or heating. In this research, four different stories (three, five, seven and nine) of reinforced concrete (RC) buildings have been studied and subjected to near-field ground motions. For each building, two different types of reinforcement detailing are considered, including (1) conventional steel reinforcement (RC frame) and (2) steel-SMA reinforcement (SMA RC frame), with SMA bars being used at plastic zones of beams and steel bars in other regions. Nonlinear time history analyses have been performed by "SeismoStruct" finite element software. The results indicate that the application of SMA materials in plastic hinge regions of the beams lead to reduction of the residual displacement and consequently post-earthquake repairs. In general, it can be said that shape memory alloy materials reduce structural damage and retrofit costs.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.318-321
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• 2009

Transformation plasticity is that when a phase transformation of ferrous or non-ferrous alloys progresses even under an extremely small applied stress compared with a yield stress of the material, a permanent deformation occurs. One of widely accepted description for the transformation was proposed by Greenwood and Johnson [1]. Their description is based on an assumption that a weaker phase of an ideal plastic material could deform plastically to accommodate the externally applied stress and the internal stress caused by the volumetric change accompanying the phase transformation. In this study, an implicit finite element model was developed to simulate the deformation behavior of a low carbon steel during phase transformation. The finite element model was coupled with a phase field model, which could simulate the kinetics for ferrite to austenite transformation of the steel. The thermo-elasto-plastic constitutive equation for each phase was adopted to confirm the weaker phase yielding, which was proposed by Greenwood and Johnson [1]. From the simulation, the origin of the transformation plasticity was quantitatively discussed comparing with the other descriptions of it.

• Advances in materials Research
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• 제8권2호
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• pp.75-81
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• 2019

Through experimental and numerical studies of metal forming processes by plastic deformation, this paper represents a numerical simulation by finite element of the mechanical behavior of the material during a permanent deformation phenomenon. The main interest of this study is to optimize the shaping processes such as folding. In this context the elastic return for the folding process has been further reduced by using the design of experiments approach. In this analysis, it is proposed to consider the following factors: bending radius, metal-sheet thickness, gap and length of the fold.

• 동력기계공학회지
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• 제15권5호
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• pp.22-29
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• 2011

In this study, the damage mechanism of large scale steam turbine due to water induction was analyzed and recovery characteristics were reviewed. A turbine consists of the rotating rotor and the stationary casing, and the clearance between them is very small for the efficiency enhancement. If water induction, while relatively cold steam or water is introduced into turbine, occurs, the considerable humping is caused at the casing near the initial water induction point and that induces the rubbing between rotor and casing. Finally, it leads to the catastrophic failure. Bowed rotor has the different characteristics in the recovery depending on damage degree. The elastic deformation due to light rubbing is recovered by turning the rotor with 3 rpm under normal operation condition, but most plastic deformation due to rubbing deforms the local microstructure and that results in permanent deformation which could not be recovered under normal operation condition. Bowed rotor has diverse characteristics depending on the recovery method, and the method is empirical and needs the cutting edge technology. Careful recovery treatment of the rotor will eliminate the risks and secure the high quality rotor similar to new rotor. If any critical error is made during the recovery, the rotor would not be recovered permanently and it should be scrapped.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회A
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• pp.1788-1793
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• 2008

Classical molecular dynamics simulations (MDS) were conducted to simulate nano-sized cluster collisions with a weakly attractive static surface. Energy exchanges associated with the cluster collision and the adhesion probability are discussed. Routes of the energy exchanges and the kinetic energy loss are vastly altered in their mode according to the cluster incident velocity. In the elastic collision regime ($V_0$<0.1), most incident kinetic energy is recovered into the rebounding kinetic energy, but a little loss in the incident kinetic energy causes the cluster adhesion. Dissipated kinetic energy is converted into the rotational energy. In the weakly plastic collision regime (0.1<$V_0$<0.3), the transition from elastic to plastic collision occurs, and a large part of the released potential energy is converted into rebounding translational energy. For strongly plastic collisions ($V_0$>0.3), permanent cluster deformation occurs with extensive collapse of the lattice structure inducing a solid-to-solid phase transition; moreover, most of the cluster kinetic energy is converted into cluster potential and thermal energy.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.51-61
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• 2002

본 연구에서는 액상화-종방향 영구지반변형에 대한 지중매설관로의 거동특성을 해석하기 위하여 수치해석 알고리즘을 개발하였다. 기존의 연구결과가 간략한 해석식의 제안을 중심으로 진행되어 왔으며 영구지반변형의 형상과 폭에 따라 해석방법이 달라지는 단점을 가지고 있었던 것을 고려한다면, 개발된 수치해석 기법은 다양한 영구지반변형의 형상과 폭을 단일한 알고리즘 내에서 처리할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 연속관 형태의 지중매설관로와 주변지반을 보요소와 등가지반강성으로 표현되는 탄-소성 지반 스프링을 이용하여 모형화하였으며, 지진발생시 실측된 지반변형에 기초하여 영구지반변형의 형상을 5가지의 대표적인 형태로 이상화하여 고려하였다. 국내 계기지진피해사례의 부족으로 인하여 영구지반변형의 크기와 지반변형의 폭은 기존의 연구결과를 참조하여 설정하였으며, 국내에서 사용되는 일반적인 강관을 대상으로 지반변형의 형상과 크기 및 폭, 매설관로의 관경, 관두께 등을 변화시켜 가면서 다양한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과, 종방향 영구지반변형에 대한 매설관로의 거동에 미치는 주요 인자들의 영향정도를 평가할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제12권5호
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• pp.1-11
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• 1999

본 연구는 단섬유보강 금속복합재료의 피로 및 주기적 거동에 관한 연구로서, 가압용침법을 이용하여 제조된 Al6061과 이를 기지금속으로 사용한 단섬유보강 Al/$Al_2O_3$-15% 복합재료의 주기적변형(cyclic deformation)과 피로거동(fatigue behavior)에 대해서 실험적으로 고찰하였다. Al/$Al_2O_3$ 복합재로의 피로강도는 210MPa로 나타났고 기지금속은 170MPa로 나타났다. 영구소성변형에 의한 합변위는 피로수명 초기 5%이내에서 대부분 발생하며 파단시의 합변위는 복합재료와 기지금속 모두 축적된 소성변형으로 인하여 인장시험에서의 연신율에 비해 작은 값을 가진다. 금속복합재료의 주기적 변위는 보강재가 전위 전파의 저지역할을 함으로써 기지금속에 비하여 다소 감소하는 것으로 나타났다. 파면관찰결과 기지금속의 경우 금속복합재료에 비해 전체 시험편 단면에서 넓은 영역에서 균열전파 형태를 관찰할 수 있었으며, 또한 금속복합재료의 파면에서는 연속적인 피로하중에 의한 기지금속과 보강재간의 분리(debonding)등의 결과로 보강재가 뽑혀나간 흔적이 관찰되고 있다.