• 한국철도학회논문집
• /
• 제17권4호
• /
• pp.270-280
• /
• 2014

이 연구에서는 연속철근 콘크리트궤도에서의 균열의 원인과 균열 발생에 미치는 주요 영향인자를 파악해 보고자 경부고속철도 콘크리트궤도 구간에서 균열 발생 현황과 발생 패턴을 조사하고, 연속철근 콘크리트궤도의 구조를 감안한 2차원 비선형 유한요소해석모델을 이용하여 슬래브 상부와 기층 하부의 온도차와 콘크리트 수축에 의한 연속철근 콘크리트궤도(CRCT)에서의 균열 발생 패턴을 예측하였다. 연구 결과에 따르면 온도차와 콘크리트 건조수축에 의해 침목과 슬래브(TCL) 경계부 및 침목하부에서 균열이 발달할 것으로 예상되고, 이는 현장 조사에서 발생한 균열의 발생 위치와 일치한다. 또한 온도차에 대해서는 열팽창계수가, 콘크리트 수축에 대해서는 건조수축 변형율이 상대적으로 큰 영향을 미치는 것으로 나타났고, 침목이 TCL에 매립되어 있어서 균열 간격이 반드시 철근비에 비례하지 않을 수 있으므로 이러한 CRCT의 구조적 특성을 감안하여 철근비를 정할 필요가 있다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.229-238
• /
• 2009

본 연구에서는 콘크리트지하차도 시공 시 수화열에 의한 열응력 분포 특성을 분석하여 시공 재료와 시공 과정에 따른 균열 발생 여부를 분석하여 설계 시에 균열을 억제할 수 있는 재료 특성과 시공 단계를 제시하는 방법에 대하여 연구하였다. 이러한 분석을 위해 열전달 이론을 도입하여 지하차도의 3차원 유한요소해석 모델을 개발하여 구조해석을 수행하였다. 1회 타설하는 콘크리트 부재의 부피가 지나치게 크면 매스콘크리트가 되기 때문에 수화열에 의한 균열이 발생하기 쉬우며 이러한 균열을 억제할 수 있는 방법으로는 크게 시공 단계를 적절하게 배치하는 것과 또는 이러한 균열을 방지 할 수 있도록 재료 특성을 바꾸어 시공하는 것으로 구분할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 이를 위해 콘크리트 재료 성질의 시간에 따른 변화 특성 시멘트 종류 및 첨가제 유무에 따른 수화열 발생 특성, 시공 단계에 따른 구조물의 크기, 외부 환경조건 등을 고려하여 분석을 수행하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제6권1호
• /
• pp.53-62
• /
• 2001

표면결함이 고밀도 폴리에틸렌 지오멤브레인의 열적 안정성과 응력균열저항성에 미치는 영향을 온도와 표면 결함 부여조건을 달리한 환경조건에서 역학적 특성, 화학저항성 및 피로시간을 측정하여, 조사하였다. 특별 고안된 장치를 사용하여 인위적으로 지오멤브레인 표면에 결함을 부여하였다. 표면결함은 표면결함 유도매체의 전단속도 100mm/min에서 표면결함 유도매체의 크기가 작을수록, 표면결함 부여횟수가 커질수록 증가하였다. 또한 이 조건에서 인장강도는 감소하였지만 인장신도는 증가하였다. 표면결함 부여조건이 같을 경우 고온으로 갈수록 그리고 침지시간이 길어질수록 인장강도는 감소되고 인장신도는 증가하여 표면결함이 부여된 지오멤브레인의 화학저항성은 저하되었다. 끝으로 응력균열저항성 시험 결과 온도가 높아질수록 표면결함이 부여된 지오멤브레인의 피로시간은 단시간 영역으로 이동되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권10호
• /
• pp.1241-1248
• /
• 2012

본 연구의 목적은 CW 레이저 조사에 의한 실리콘 웨이퍼의 손상을 평가하는 것이다. 먼저, 레이저 조사에 의한 온도 및 응력 변화를 3 차원 유한요소해석 모델을 이용하여 예측하였다. 해석 결과, 93 $W/cm^2$의 레이저 빔이 조사되었을 때, 실리콘 웨이퍼의 표면의 응력은 약 140 MPa 까지 증가하였으며 균열이 발생할 것으로 예측되었다. 레이저 강도가 더욱 증가하여 186 $W/cm^2$ 일 때에는 실리콘 웨이퍼의 표면의 온도는 $1432^{\circ}C$까지 증가하였으며 표면부가 용융될 것으로 예상되었다. 실험 결과, 102 $W/cm^2$ 의 레이저 빔이 실리콘 웨이퍼 표면에 조사되었을 때 표면부에 균열이 발생하였고, 레이저 빔의 강도가 더욱 증가하여 140 $W/cm^2$ 일때 표면부에서 용융이 발생하였다. 용융이 발생하는 레이저 빔의 강도는 유한요소해석 결과보다 낮은 값이었으며 이는 표면부에서 생성된 균열에 의해 레이저 빔의 다중반사와 다중흡수가 일어나 레이저 빔의 흡수량이 증가하였기 때문이다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제35권3호
• /
• pp.439-447
• /
• 2020

This paper presents two sets of full three-dimensional thermoelastic finite element analyses of superimposed thermo-mechanically loaded Spar Wingskin Joints made with laminated Graphite Fiber Reinforced Plastic composites. The study emphasizes the influence of residual thermal stresses and material anisotropy on the inter-laminar delamination behavior of the joint structure. The delamination has been pre-embedded at the most likely location, i.e., in resin layer between the top and next ply of the fiber reinforced plastic laminated wingskin and near the spar overlap end. Multi-Point Constraint finite elements have been made use of at the vicinity of the delamination fronts. This helps in simulating the growth of the embedded delamination at both ends. The inter-laminar thermoelastic peel and shear stresses responsible for causing delamination damage due to a combined thermal and a static loading have been evaluated. Strain energy release rate components corresponding to the Mode I (opening), Mode II (sliding) and Mode III (tearing) of delamination are determined using the principle of Virtual Crack Closure Technique. These are seen to be different and non-self-similar at the two fronts of the embedded delamination. Residual stresses developed due to the thermoelastic anisotropy of the laminae are found to strongly influence the delamination onset and propagation characteristics, which have been reflected by the asymmetries in the nature of energy release rate plots and their significant variation along the delamination front.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제25권4호
• /
• pp.48-55
• /
• 2011

차동식 스포트형 공기 팽창식 열감지기를 인공 가속열화 시켰을 때 발생하는 고장 원인에 대하여 분석하였다. 감지기에 고장이 발생하는 원인은 감열실 금속을 고정하는 접합재(binder)가 플라스틱 몰딩(moulding)에서 분리되어 발생하는 고장과, 감열실 금속과 다이어프램 금속을 고정하는 플라스틱 몰딩에 균열이 발생되는 고장으로 확인되었다. 고장이 발생하지 않은 감지기는 감열실 금속 및 다이어프램 금속이 플라스틱 몰딩에 접합재로 완전히 부착되어 있었다. 또한 2010G 감지기는 접합재의 기계적 강도를 향상시키기 위하여 접합재에 유리강화섬유가 추가되었음이 확인되었다. 감지기 종류별에 따른 플라스틱과 접합재의 밀도에는 큰 차이가 없었다. 그러나 감지기의 플라스틱에 대한 열중량분석(TGA) 결과, 제작년도는 같지만 제조회사가 다른 2005A와 2005B의 플라스틱 열적특성이 동일하지 않은 것으로 확인되었다.

• 한국주조공학회지
• /
• 제38권2호
• /
• pp.48-54
• /
• 2018

To improve the durability of the turbocharger, it is important to suppress cracking of the turbine housing; therefore, we investigated the initiation and growth of these cracks. First, we initiated a crack in the turbine housing using endurance experiments. After the endurance test, cracks mainly occurred in the valve seat, the nozzle area, and the scroll part of the turbine housing. The results of a fracture analysis of the cracks showed that cracks in the valve seat were initiated by fatigue fracture. This seems to be caused by the accumulation of mechanical and thermal stresses due to vibration of the turbine wheel and high-temperature exhaust gas. Also, cracks in nozzle and scroll area were initiated by intergranular corrosion due to the exhaust gas. Thus, although there are differences in the cause of initiation according to the site, a concentric waveform was observed in all fracture planes. This phenomenon indicates that cracks gradually grow due to repeated stress changes, and the main causes are the temperature difference of the exhaust gas and the vibration caused by the turbine shaft.

• 설비공학논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.169-174
• /
• 2007

In process of reinforced concrete (RC) box structure, the heat of hydration may cause serious thermal cracking. This paper reports results of hydration heat control in mass concrete using the oscillating heat pipe. There were three RC box molds ($1.2m{\times}1.8m{\times}2.4m$) which were different from each other. One was not equipped with pulsating heat pipe. The others were equipped with pulsating heat pipe. All of them were cooled with natural air convection. The pulsating heat pipe was composed of 10 turns of serpentine type copper pipe whose outer and inner diameters were 4 and 2.8 mm respectively. The working fluid was R-22 and charging ratio was 40% by volume. The temperature of the concrete core was approximately $55^{\circ}C$ in the winter without pulsating heat pipe. For a concrete with pulsating heat pipe, however, the temperature difference with the outdoor one reduced up to $12^{\circ}C$. The index figure of crack was varied from 0.75 to 1.38.

• Composites Research
• /
• 제27권2호
• /
• pp.52-58
• /
• 2014

사출 성형을 통해 제조된 단섬유 강화 복합재는 사출 성형 중 발생하는 수지 유동으로 인해 동일 시편 내에서도 다양한 섬유 배향을 갖는다. 이러한 섬유의 배향은 최종 복합재의 기계적, 열적 특성에 많은 영향을 주므로, 본 연구에서는 사출 성형된 탄소단섬유 강화 PA6/PPO 복합재의 섬유 배향을 광학 현미경 분석을 통하여 측정하고 섬유의 배향이 복합재의 충격강도 및 열팽창 계수에 미치는 영향을 분석하였다. 충격강도의 경우에 섬유의 배향이 크랙이 전파되는 방향에 수직으로 배향되어 있을수록 더 높은 충격강도를 보였으며, 이는 섬유의 배향에 따른 충격내성 강화 메커니즘과 밀접한 연관성을 보여주었다. 열팽창 계수의 경우에는 섬유가 열팽창률을 측정하는 방향과 동일한 방향으로 배향되어 있을수록 더 낮은 열팽창계수를 보였으며, 이 결과 역시 섬유의 배향이 열팽창 특성에 미치는 메커니즘과 밀접한 연관성을 보였다.

• 한국압력기기공학회 논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.74-83
• /
• 2020

A number of so-called 'Type IV' cracking was reported to occur at the welded joints of the P91 steel or P92 steel reheat steam piping systems in Korean supercritical thermal power plants. The reheat steam piping systems are subjected to severe thermal and pressure loading conditions of coolant higher than 570℃ and 4MPa, respectively. In this study, piping analyses and design evaluations were conducted for the piping system of a specific thermal plant in Korea and suggestions were made how structural integrity could be improved so that type IV cracks at the welded joints could be prevented. Integrity evaluations were conducted as per ASME B31.1 code with implicit consideration of creep effects which was used in original design of the piping system and as per nuclear-grade RCC-MRx code with explicit consideration of creep effects. Comparisons were made between the evaluation results from the two design rules. Another approach with modification or reduction of the redundant supports in the piping systems was investigated as a tool to mitigate thermal stresses which should essentially contribute to prevention of Type IV cracking without major modification of the existing piping systems. In addition, a post weld heat treatment method and repair weld method which could improve integrity of the welded joint of P91 steel were investigated.