연구지역인 경상북도 경주시 봉길리 지역은 백악기 퇴적암을 기반암으로 제3기의 화성암과 암맥들이 관입하여 분포한다. 이 지역에 대한 단열의 발달 특성을 이해하기 위하여 비교적 균질하고 신선한 제3기 화강암에 대한 격자분석을 통하여 단열발달사와 단열밀도 분포에 대한 연구를 실시하였다. 단열군들은 북서-남동방향의 연성 전단띠 (set a) ${\to}$ 북북서-남남동 방향의 인장단열 (set d) ${\to}$ 서북서-동남동 방향의 인장 또는 정단층성 단열 (set b) ${\to}$ 북동-남서 방향의 우수향 주향이동성 단열 (set c) ${\to}$ 서북서-동남동 방향의 정단층이 재활성된 역단층성 단열 (set e)의 순서로 발달되었음이 인지되었으며, 북서-남동방향의 연성 전단띠 (set a)는 이후에 좌수향으로 취성의 재활성 운동을 겪었음을 보여 준다. 서로 다른 암상에 대한 단열 밀도분석 결과는 단열의 밀도가 암석의 생성시기보다는 암석의 물성에 더 강하게 영향을 받는 것으로 나타났으며, 같은 암상에서의 단열밀도는 단층손상대에서 급격하게 증가함을 보여주었다. 또한 이러한 단열밀도의 변화는 암상의 차이와 관입접촉부를 따른 단층운동뿐만 아니라 암맥의 관입시의 냉각에 의한 절리의 형성에도 일부 원인이 있을 것으로 해석된다. 그러나 그 원인에 상관없이 이러한 단열의 증가는 유체의 유동에 좋은 통로의 역할을 하게 되어 이를 따른 유체의 유동뿐만 아니라 이에 포함된 원소의 이동에도 매우 중요한 기여를 할 것으로 생각된다.
투과성이 낮은 셰일층에서의 다단계 수압파쇄 시, 파쇄단계 간의 서로 근접한 균열로 인해 지층 간 응력간섭이 발생하는 '응력그림자효과'가 나타날 수 있다. 이로 인해 균열의 전파 방향성이 변화하거나 비정형적인 형태의 균열이 발생하게 된다. 본 연구에서는 응력그림자효과의 영향에 따른 수압파쇄 균열형태와 생산성을 분석하고자 상용 수압파쇄 시뮬레이터 full-3D모델인 'GOHFER'를 사용하였다. 균질한 저류층 모델에서 응력그림자효과 고려 유무에 따른 분석을 수행하였다. 또한 지력학적 물성이 다른 두 셰일층에서 수압파쇄 모델링을 수행하여 영률과 포아송비에 따른 응력그림자효과를 분석하였다. 선행 파쇄단계의 균열로 인한 응력변화는 최대/최소 주응력을 역전시켜 T-방향보다는 생산성이 미비한 L-방향 균열이 주로 형성되었다. 또한 Marcellus 셰일의 경우 연성 특성을 갖는 Eagle Ford 셰일에 비해 높은 취성으로 인해 균열의 폭이 더 두껍게 형성되어 균열 체적이 더욱 크게 산출되었다. Marcellus 셰일지층의 영률이 Eagle Ford 셰일에 비해 크게 낮기 때문에 stage 2에서 응력그림자효과의 영향을 적게 받는 것을 확인할 수 있었다. 이처럼 응력그림자효과는 균열 간의 간격 뿐만 아니라 지력학적 물성에 따라서도 크게 달라진다. 그러므로 좀 더 정확한 균열 형태와 현실성 있는 생산성 예측하기 위해 응력그림자효과는 고려되어야 한다.
본 연구는 콘크리트 보강근으로 사용된 단일 FRP 또는 하이브리드 FRP(전기적 특성을 가지고 있는)의 전기저항 변화를 모니터링 함으로써, 콘크리트의 파괴에 대한 자가진단 적용 특성을 검토하기 위해 수행되었다. CFRP(단일형), CRGFRP와 CFAFRP(하이브리드형)의 3종류로 보강된 콘크리트에 휨 하중 재하 단계별로 하중을 가하여 균열 또는 파괴가 발생하기 전후의 탄소섬유의 전기저항 변화를 조사하여, 각 인자의 관계특성(각 하중단계별 전기저항, 변형률, 처짐 등의 변화)을 분석하였다. 그 결과, 콘크리트 인장측 파괴 시 탄소섬유단이 파괴될 때 전기저항은 크게 증가하지만, 그 후 하이브리드 FRP 재료 중 탄소섬유를 보강하고 있던 유리섬유나 아라미드섬유가 나머지 추가 재하 하중에 저항할 수 있어 콘크리트 시험체의 전 파괴단계에까지는 이르지 않았다. 따라서 탄소섬유가 포함된 하이브리트 FRP 보강근은 콘크리트 시험체의 파괴를 사전에 감지할 수 있는 자가진단 재료로서의 적용 및 사용이 가능함을 알 수 있다.
In the manufacture of ceramo-metal crown, difference of fracture strength according to the metal depth has been known to be an important influence on enough intensity and internal stress to endure an occlusion-pressure as well as aesthetics of rehabilitating similar colour such as natural teeth. Depth of ceramic material could be determined by that of metal in three groups: first case of thin depth, second case of thick depth, and third case of constant depth. For the enhancement of the fracture strength between metal and ceramic materials and aesthetic satisfaction, a study on the bonding force, fracture strength, and aesthetics have been required more. In this study, therefore metal coping were made in three groups of A, B and C by using both ceramic powder of Norithe and metal of Columbium, which have been used primarily in the market. A group was made in $0.2mm\times10mm\times10mm$, B group was made in $0.4mm\times10mm\times10mm$, and, C group was made in $0.8mm\times10mm\times10mm$, respectively. The number of metal coping in each group was 10, and total sample numbers used in this study were 30 metal copings. After these metal coping tissue were in the process of build-up in 1.5mm constant depth of porcelain, firing, and glazing, the fracture strength about each metal coping tissue was investigated using oil press. It was found that the average values of durable occlusion pressure for separation of ceramic material in the porcelain fused to metal crown (PFM) in the each group showed the increasing order of A group (30 bar), B group (42 bar), and C group (44 bar), respectively. Proper depth of metal coping in the PFM was considered to be 0.4mm in the B group because this metal size showed higher durable property to the occlusion pressure and better coupling strength in the ceramo-metal crown.
Various test specimens were prepared by austempering low alloyed Mo-Ni-Cu ductile iron blocks of high graphite nodule count at 270, 320 or $370^{\circ}C$ for 0.5, 1, 3 or 9hrs. Tensile test, CVN impact test and plane-strain fracture toughness test(compact tension specimen of 50mm W) were done for each heat treatment condition at room temperature. X-ray diffractometer and optical microscope were used to investigate the change of microstructure and relationships between microstructure and test results. The highest retained austenite volume percent at each austempering temperature was corresponded to the highest mechanical property. The highest elongation value of 17%, U.T.S. value of 1,600 MPa or $K_{IC}$ value of 90MPa${\surd}$m were reached at each optimum condition. The best heat treatment condition for fracture toughness were 3hrs' holding time combined with the austempering temperature of 270 and $320^{\circ}C$, and 1hr's of $370^{\circ}C$.
Charpy V-Notch test is commonly used to evaluate fracture toughness. However, since the region to be evaluated is limited to bulk material due to the specimen size required, individual evaluation of micro-structures on weldment is very difficult. In this study, ASP(Advanced Small Punch) test was carried out to evaluate material degradation and fracture toughness on the B.M, W.M and each micro-structures of HAZ for X20CrMoV121 and 2.25Cr1Mo steels with artificial aging time. In addition, to evaluate fracture toughness and material degradation of B.M and W.M of X20CrMoV121 steels with aging times, CVN (Charpy V-notch) test was performed. And then the correlation between ASP and CVN test on X20CrMoV121 steels was obtained. Furthermore, through this correlation, material degradation property of each micro-region of the HAZ in weldment, which was impossible to be evaluated by the CVN test, can be estimated and determined.
The use of carbon nanotubes (CNTs) as a reinforcing material in a polymer matrix has increased in various industries. In this study, the flexural behavior of CNT-modified epoxy/basalt (CNT/epoxy/basalt) composites is investigated. The effects of CNT modification with silane on the flexural properties of CNT/epoxy/basalt composites were also examined. Flexural tests were performed using epoxy/basalt, oxidized CNT/epoxy/basalt, and silanized CNT/epoxy/basalt multi-scale composites. After the flexural tests, the fracture surfaces of the specimens were examined via scanning electron microscopy (SEM) to investigate the fracture mechanisms of the CNT/epoxy/basalt multi-scale composites with respect to the CNT modification process. The flexural properties of the epoxy/basalt composites were improved by the addition of CNTs. The flexural modulus and strength of the silane-treated CNT/epoxy/basalt multi-scale composites increased by approximately 54% and 34%, respectively, compared to those of epoxy/basalt composites. A SEM examination of the fracture surfaces revealed that the improvement in the flexural properties of the silane-treated CNT/epoxy/basalt multi-scale composites could be attributed to the improved dispersion of the CNTs in the epoxy.
The plasma sprayed $Cr_3C_2$-NiCr coatings are widely used as wear-resistant and corrosion-resistant materials. The mechanical and wear properties of the plasma sprayed $Cr_3C_2$-NiCr coating on steel plate were examined in this study. The pore in the coatings could be classified into two types, the one is the intrinsic pore originated from the spraying powder, the other is the extrinsic pore formed during spraying. During the tensile adhesion test, the fracture occured at the interface of top coating and bond coating. It is though that the compressive residual stress increases with the increase of the top coating thickness. From the wear test, it was found that the wear rate increased with the increase of the sliding velocity regardless of the temperature. It is thought that the fracture toughness reduces with the increase of the sliding velocity at $30^{\circ}C$ and that the adhesion amount increases with the increase of the sliding velocity at $400^{\circ}C$ It is concluded that the wear mechanism at $30^{\circ}C$ is the fracture and pull-out of the carbide particles due to the fatigue on sliding surface, while the wear mechanism at $400^{\circ}C$ is the adhesion of the smeared layer formed during wear process.
본 논문에서는 알루미늄 폼 복합재료로 된 DCB(이중외팔보) 시험편의 파괴 거동을 시뮬레이션 해석하였다. 시뮬레이션 해석에 사용된 모델은 영국 공업규격과 ISO국제규격에 의거한 3D 형태로 하였다. 모델의 두께가 두꺼울수록 발생한 크랙의 길이가 길게 나타났고, 높은 하중이 발생하였다. 본 연구에서 얻어진 해석 결과를 알루미늄 폼재질로 접합된 실제 복합재 구조물에 적용시켜 파괴거동을 분석하고 그 기계적인 특성을 파악할 수 있다.
Pb(Zr0.53Ti0.47)O3 (PZT) ceramics having different microstructures were fabricated at low temperatures using calcined PZT powders with addition of excess PbO powder and/or ball milling. The effects of excess PbO and ball milling time on the microstructure, the sintering characteristic, and the mechanical properties of these ceramics were studied. Fine powders with average particle size of 0.38㎛ could be obtained by ball milling with 2.5 mm Ф zirconia balls for 120 hours. By the addition of 2mol% of excess PbO to these powders, it was possible to obtain well-densitified PZT ceramics at low sintering temperature of 980℃. Densification behavior of PZT was affected by the addition of excess PbO powder, while, grain growth was hardly affected by PbO addition. It was observed that Vicker's hardness decreased and fracture toughness increased with the increasing amount of PbO. At 1mol% excess PbO, it was shown that the minimum values of hardness and maximum fracture toughness were achieved. In addition, with increasing sintering time, the fracture toughness decreased and the hardness increased.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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