When carbon-filled rubber specimens are subjected to cyclic loading, they do not return to their initial state after loading and subsequent unloading, but exhibit a residual strain or permanent deformation. We propose a specific form of the pseudo-elastic energy function to represent cyclic loading for incompressible, isotropic materials with stress softening and residual strain. The essence of the pseudo-elasticity theory is that material behaviour in the primary loading path is described by a common elastic strain energy function, and in unloading, reloading or secondary unloading paths by a different strain energy function. The switch between strain energy functions is controlled by the incorporation of a damage variable into the strain energy function. An extra term is added to describe the permanent deformation. The finite element implementation of the proposed model is presented in this paper. All parameters in the proposed model and elastic law can be easily estimated based on experimental data. The numerical analyses show that the results are in good agreement with experimental data.
차량에서 스트러트 인슐레이터는 도로노면으로부터 발생하는 소음과 진동을 방지하는 역할을 한다. 대부분의 점탄성 마운트들은 고무로 되어있으며 천연고무가 주성분이다. 이러한 고무 부품들은 초기에는 제 역할을 하지만 오랜 시간 고온과 반복하중에 노출되면 성능저하가 일어난다. 고무성능 변화는 NVH를 떨어뜨리고 승차감을 저하시킨다. 본 연구에서는 차량실험을 통해 스프링 변위를 측정하였고, 재현실험에서 가속도 센서를 이용하여 운행거리와 차량연식에 따른 인슐레이터 고무성능을 가속도 값, 고무 영구 변형량, 경도를 나타내었다.
The present study was performed to evaluate the relaxation patterns of rubber elastics, elastomeric modules and chains stored in the water bath. Initial loading profiles were established for extension of $100\%,\;200\%$ of their original length for elastomeric chains and of 21, 28, 35, 42, 49mm for rubber elastics and elastomeric modules. The tests were performed on materials stored in distilled water at $37^{\circ}C$ and extraoral elastics stored in dry state at room temperature, at 0 hour, 1 hour, 6 hours, 1 day, 1 week, 2 weeks, 3 weeks, and 4 weeks, respectively. The following results were drawn: 1. The relaxation of rubber elastics manifested no correlation with increments of the extension distances, but showed correlation with time lapse. Remaining forces of rubber elastics carne out $84.6-98.52\%$ after 1 day, $70.92-89.31\%$ after 3 weeks of period. 2. The relaxation of elastomers manifested no correlation with increments of the extension distances, however represented considerable relaxation with time lapse as rapid relaxation after 1 hour and then gradual relaxations with time lapse. Modules relaxed much more than chains. $60.58-67.05\%$ of remaining forces for chains and $37.77-65.17\%$ for modules after 1 hour were turned out, and $51.48-62.22\%$ for chains and $8.04-25.15\%$ for modules after 3 weeks as well. 3. Permanent deformation rates of rubber elastics could not be measured with present investigation, but elastomers underwent severe deformations. 4. $3-9\%$ of permanent deformations for chains, $3-10\%$ for modules at 0 hour were turned out, and $25-30\%$ for chains, $96-145\%$ for modules after 3 weeks as well.
CIIR에 BR, SBR 및 NBR을 다양한 조성으로 혼합하여 블렌드물의 마찰계수와 내마모특성 및 물리적 특성 변화 등을 검토하였다. 영구압축줄음율 측정에서 블렌드비율 25%에서 가장 높은 값을 나타내어 변형에 대한 저항 특성이 가장 낮은 것으로 나타났다. SBR, NBR, BR이 CIIR에 블렌딩됨에 따라 블렌드물의 마찰계수는 산술평균적으로 저하하는 경향을 나타내었다. 마찰력 향상을 위하여 BR에 CIIR을 블렌딩하는 경우 마찰계수 증가에 의한 접지력 향상보다는 내마모 성능 저하에 의한 마이너스효과가 더욱 큰 것으로 나타났다.
Buried pipeline is a indispensable factor of leading smoothly a society as a primary role. Recently, as a matter of convenience of construction and the economical purpose, the use of Precast Concrete products quickly increased. But there was various damage forms in a part of joint of Precast Concrete buried pipeline. The purpose of this study is to propose the new type of the flexible rubber packing material (EF) which could resist a permanent deformation of the ground or an earthquake and to investigate its safety together with effectiveness as conducting experiment and analysis.
In the case of high-voltage connectors applied to automobiles, waterproofing has become an important issue for the safety of automobiles. In this study, structural analysis is performed on silicone rubber-type waterproof seals used in the voltage connector. For the structural analysis, the tensile properties of the actual rubber seal are evaluated using a miniaturized tensile testing machine. The Mooney-Rivlin material constants of the rubber seal are determined as follows; $D_1=0$, $C_{01}=0.241$, $C_{10}=0.0142$. The analysis shows that the contact pressure at the top of the seal where the seal and male connector are in contact is approximately three times higher than that at the bottom of the seal where the seal and female connector are in contact. It is confirmed that the waterproofing performance of the rubber seal depends on the contact pressure of the seal bottom where the seal and female connector are in contact. The contact pressure for waterproofing is found to be 4.7 bar. The strain concentration of the curved part is attributed to excessive initial tension. Therefore, a redesign is recommended for uniform stress or strain distribution in the curved section of the seal in response to the stress relaxation problem due to permanent deformation.
본 연구는 폐타이어 고무분말을 이용한 아스팔트 콘크리트 혼합물의 성질에 대한 실험적 연구결과를 나타내고 있다. 기존의 재래식 아스팔트 혼합물과 폐타이어 고무분말 첨가 아스팔트 혼합물의 성상을 비교하기 위하여 다양한 물성 시험을 실시하였다. 고온에서 아스팔트 혼합물의 소성변형에 대한 저항성 평가인 휠트랙킹 시험결과 고무분말을 함유한 아스팔트 혼합물이 기존의 재래식 아스팔트 혼합물보다 약 50% 정도 상회하는 결과를 보였다. 또한, 표층용 아스팔트 혼합물을 유사한 기상조건과 하중을 가하여 아스팔트 혼합물의 내구성을 측정하는 라벨링 시험을 실시하였다. 시험결과 고무분말을 함유한 아스팔트 공시체가 재래식에 비하여 약 15%정도 우수하였다. 따라서, 향후 폐타이어의 적극적인 도로용 재료로서의 활용은 공학적인 측면에서 뿐만 아니라 폐자원의 리싸이클링 측면에서 고려될 때 향후 커다란 이득이 될 수 있을 것으로 예상된다.
본 연구는 산업부산물인 폐타이어인 #30 체를 거의 다 통과한 CRM 입자를 아스팔트 콘크리트 혼합물의 개질재로서 8%, 10%, 12%를 각각 습식 및 건식방법의 CRM 개질아스팔트 혼합물에 대하여 동결융해에 의한 수분취약성 시험을 통하여 동결융해저항성을 평가하였다. 건식 및 습식방법에 의한 CRM 개질아스팔트 혼합물의 배합설계를 통하여 최적아스팔트 함량을 결정하였고. OAC로 제조한 CRM 개질 혼합물은 반복주행시험과 수분취약성시험을 수행하였다. 그 결과, CRM 개질아스팔트 혼합물의 소성변형 저항성은 일반 AP-5 혼합물보다 우수하게 나타났다. 그러나 수분취약성시험에 의한 동결융해 저항성이 상당히 낮게 나타나 동결융해에 의한 수분취약성에 아주 민감한 것으로 나타났다. 반면에, CRM 개질아스팔트 혼합물에 박리저감제의 첨가는 동결융해에 의한 수분취약성에 대한 저항성을 상당히 향상시키는 것으로 나타났다. 따라서 국내에서 CRM 개질아스팔트 혼합물을 사용할 때에는 반드시 수분취약성에 대한 동결융해저항성에 대한 예방책이 제시된 혼합물을 사용될 것이 권장된다.
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.
스포츠화 중창용으로 사용되는 세가지 종류의 발포체인 PU, IP 및 PH의 경도가 피로특성에 미치는 영향을 검토하였다. 세 가지 종류의 발포체를 50 rpm으로 50,000번 반복 압축하였으며, 발포체의 셀은 반복압축에 따라 형태가 변형되었다. 셀 변형의 정도는 IP의 경우가 PH나 PU 보다 큰 것으로 나타났다. 반복압축에 의해 발포체에서 영구변형이 나타났으며, IP가 PH나 PU 보다 크게 나타났다. 반복압축에 따라 세 가지 종류의 발포체의 최대압축력은 감소하는 경향을 나타내었으며, IP의 경우 가장 현저한 감소를 나타내었다. 세 가지 종류의 발포체는 경도가 증가함에 따라 최대압축력의 저하가 더욱 큰 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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