• 제목/요약/키워드: 강-소성 모델

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계면균열을 가진 연성접합재의 소성영역 크기 - 이종 모재의 경우 - (Plastic Zone Size in a Ductile Layer with an Interface Crack - Case Study for Dissimilar Substrates -)

  • 김동학;강기주
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제27권6호
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    • pp.898-904
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    • 2003
  • Using the modified Irwin model and the modified Dugdale model, the plastic zone size near the interface crack tip in a ductile layer bonding two dissimilar elastic substrates is predicted. Validity of the models is examined by finite element method. The effects of several factors such as the mode mixity, T-stress and material properties are explored. The plastic zone size significantly decreases with the Poisson's ratio of the ductile layer.

동적재료모델 및 연화모델을 응용한 SAF 2507 강의 열간단조 유한요소해석 (Application of Dynamic Materials and Softening Models to the FEM Analysis of Hot Forging in SAF2507 Steel)

  • 방원규;정재영;장영원
    • 소성∙가공
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    • 제12권4호
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    • pp.308-313
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    • 2003
  • High temperature deformation and softening behavior of SAF 2507 super duplex stainless steel (SDSS) has been investigated in connection with an FEM analysis of hot forging process. Flow curves at various strain rates and temperatures were determined first from compression tests, and the kinetics of dynamic recrystallization were also formulated through the analysis of load relaxation test results. Using the dynamic materials theory proposed by Prasad, the deformation behavior was effectively determined for various conditions. Constitutive relations and recrystallization kinetics formulated from the test results were then implemented in a commercial FEM code. The forming load as well as the distribution of recrystallized volume fraction after forging was successfully predicted by means of the flow stress compensation formulated upon the volume fraction of recrystallization and adiabatic heating.

재료 물성 모델러와 Abaqus를 활용한 핫 프레스 포밍 후의 보론 강판내 잔류음력의 예측 (Prediction of Residual Stresses in the Boron Steel Sheet after Hot Press Forming using Material Properties Modeler and Abaqus)

  • 지민욱;서영성;김영석
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.493-496
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    • 2008
  • The residual stress generated in the boron steel blank formed via hot press forming process was predicted by JMatPro, a material property modeler, and Abaqus. The numerical predictions were compared by the experimental measurements obtained by the instrumented indentation. Both the predicted and measured principal stresses monitored at the outer surface of central bending position were qualitatively in good agreement. It was concluded that the residual stresses generated from hot forming process is not negligible as it has been generally assumed, although the spring back deformation is quite small. This should be specially considered from the part design stage since the tensile nature of the residual stress exhibited on the surface may lead to the stress corrosion cracking.

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점진적 소성화를 고려한 공간 강뼈대구조의 극한강도해석 (Ultimate Strength Analysis of Space Steel Frames Considering Spread of Plasticity)

  • 김성보;한재영;박순철;김문영
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제15권3호
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    • pp.299-311
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    • 2003
  • 점진적 소성화를 고려한 공간뼈대구조의 극한강도를 평가하기 위한 비선형 유한요소 해석법을 제시한다. 유한한 회전각의 2차항 까지 고려된 개선된 변위장을 도입하여 결과적으로 축력뿐만 아니라 휨모멘트 그리고 비틂모멘트에 의한 비선형 효과를 모두 고려한다. 탄-소성 해석을 위하여 소성힌지 개념을 도입하고 비선형 해석방법으로 하중 및 변위증분법을 이용한다. 잔류응력 분포에 의거한 초기항복함수를 정의하고 축력뿐만 아니라 모멘트의 함수로 표현되는 소성영역함수를 사용하여 flow rule과 normality condition을 적용하여 탄-소성 강도매트릭스를 도출한다. 계산시간이 빠른 기존의 소성힌지 해석기법을 사용하는 동시에 소성영역의 진전효과를 효율적으로 나타내었다. 요소의 소성화 진행정도를 나타내는 파라미터를 도입하고 여러 가지 강도감소모델을 사용하여 극한해석을 수행하여 그 결과를 소성영역해석, 쉘요소를 이용한 정밀해석 그리고 실험결과와 비교하였다.

탄-소성 손상모델을 활용한 고망간강의 인장거동 모사에 관한 연구 (Non-linear tensile behavior of high manganese steel based on elasto-plastic damage model)

  • 김종환;이정호;김슬기;전민성;이제명
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제41권3호
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    • pp.222-229
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    • 2017
  • 고망간강은 저온환경에서 강도 및 내구성 측면에서 우수한 기계적 성질을 가지고 있다. 최근 고망간강은 우수한 강도와 내구성을 바탕으로 LNG 화물창내에서 사용되는 SUS강, 니켈강의 대체재로 고려되고 있다. 이러한 연구의 일환으로, 본 연구에서는 고망간강의 기계적 물성치와 비선형 거동을 조사하기 위해 상온/극저온(-110K)에서 인장시험을 수행하였다. 또한 재료의 거동을 모사하기 위해 수정된 탄-소성 손상모델을 ABAQUS가 제공하는 사용자지정 재료 서브루틴(UMAT)에 유한요소 정식화과정을 거쳐 탑재하였다. 마지막으로 UMAT을 적용한 유한요소해석을 수행하였고 제안된 UMAT의 유효성 검증을 위해 해석결과를 인장시험 결과와 비교하였다. 그 결과, 제안된 UMAT은 고망간강의 비선형 거동을 효과적으로 모사함을 확인하였다.

스트립 모델을 이용한 강판 전단패널의 소성 해석 (Plastic Analysis of Steel Plate Shear Panels using Strip Model)

  • 이명호;문태섭
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.71-80
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    • 2006
  • 강판 전단패널의 거동이 일반연강 (S400) 을 이용한 실험 및 해석으로 고찰되었다. 강판 전단패널은 작은 하중에서 좌굴을 하지만, 패널의 전단극한강도는 인장력 작용에 의한 강판 전단패널의 좌굴후 강도에 의해 좌우된다. 그러나, 설계상에서 강판 전단패널의 성능은 강판 전단패널의 탄성좌굴강도에 국한된다. 캐나다 극한강도 설계 규준 (CAN/CSA-S16.1-94)은 스트립 모델을 이용한 박강판 전단패널의 해석을 위한 절차를 규정하고 있다. 본 논문에서는 실험결과와 스트립모델 해석 결과를 이용하여 강판 전단패널의 구조성능을 평가하였다.

휨인성을 고려한 강섬유보강 숏크리트 거동의 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Behavior of Steel Fiber Reinforced Shotcrete in Consideration of Flexural Toughness)

  • 조병욱;유광호;김수만;임두철;이상돈;박연준
    • 터널과지하공간
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    • 제17권5호
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    • pp.411-427
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    • 2007
  • 타당성 있는 터널의 설계 및 경제적 시공을 위해서는 터널해석의 신뢰성이 확보되어야 한다. 이를 위해서는 암반과 지보재의 상호 작용을 포함하여 시공 전반에 걸친 깊은 이해가 필요하다. 본 논문에서는 파괴 이후에도 지보력을 상실하지 않는 강섬유보강 숏크리트의 거동을 적절히 모델링하는 기법을 소개하였다. 강지보재의 지보 효과를 알아보기 위해 3차원 해석을 수행하였으며, 이를 통하여 새로운 하중분담율이 산정되었다. 소성모멘트한계만을 사용한 경우(PML 모델) 숏크리트에 비정상적으로 발생하던 높은 인장응력을 없앨 수 있었고, 파괴 후의 연성 거동을 모사할 수 있었으나 축력의 영향이 고려되지 못하여 실제 거동과의 괴리를 메우기에는 다소 미흡하였다. 따라서 축력과 모멘트 한계를 동시에 고려할 수 있는 방법이 필요하였는데, FLAC의 내장 모델인 liner 모델을 통하여 이러한 거동이 모사될 수 있었다. Liner 모델에서는 강섬유 보강 숏크리트의 일축압축 강도와 더불어 최대 및 잔류 인장강도도 지정이 가능하다. 이 두 가지 모델을 이용하여 4등급 및 5등급 암반에 굴착되는 2차로 터널에 대하여 해석을 수행하였다. 또한 종래에 사용되던 탄성 beam 모델을 이용한 해석도 병행하여 그 결과를 비교하였다. 탄성 beam 모델을 제외한 두 가지 모델은 탄성 beam 모델에서는 반영될 수 없었던 휨인성을 고려할 수 있었다.

사용자지정 재료 서브루틴을 활용한 LNG선박 단열시스템 멤브레인의 수치해석 (Numerical Simulation of Membrane of LNG Insulation System using User Defined Material Subroutine)

  • 김정현;김슬기;김명수;이제명
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권4호
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    • pp.265-271
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    • 2014
  • 304L 스테인리스강판은 멤브레인타입 LNG선 단열시스템의 1차 방벽으로 이용된다. 304L 스테인리스강은 변태유기소성(TRIP)강으로 복잡한 재료거동을 보이는데, 이는 소성변형이 발생하는 동안 상변태를 경험하기 때문이다. 본 연구에서는 304L 스테인리스 강의 비선형 기계적 거동분석을 위한 온도의존 일축인장시험을 수행하였으며 재료의 파단이나 비선형 거동을 예측하기 위한 점소성모델을 제안하였다. 수치해석의 결과와 시험 결과를 비교 분석하여 유효성을 검증하였으며 LNG 멤브레인에 대한 적용성을 검토하기 멤브레인 구조시편을 제작하여 구조해석 및 유한요소해석을 수행하였다. 재료모델은 개발 서브루틴을 이용하였으며 ABAQUS 사용자지정 재료 서브루틴을 탑재한 유한요소해석 결과와 극저온 구조인장시험을 수행한 결과를 비교하여 구조적용성을 검증하였다.

개선소성힌지해석과 SUMT를 이용한 평면 강골조의 연속최적설계 (Optimum Design of Plane Steel Frame Structures Using Refined Plastic Hinge Analysis and SUMT)

  • 윤영묵;강문명;이말숙
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권1호통권68호
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    • pp.21-32
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    • 2004
  • 본 연구에서는 다제약 설계변수를 갖는 비선형 문제를 무제약 최소화 문제로 전환하는 축차무제약 최소화기법(SUMT)과 효과적인 강골조의 2차비탄성해석 방법 중의 하나인 개선소성힌지해석 방법을 접목시킨 평면 강골조의 연속최적설계 모델 및 프로그램을 개발하였다. 최적설계를 위한 목적함수로는 강골조물을 구성하는 모든 부재의 중량 합을, 제약조건으로는 AISC-LRFD의 휨강도, 전단강도, 압축 및 인장강도, 국부좌굴 및 부재좌굴, 그리고 단면형상 등에 관한 설계기준을 사용하였다. 본 연구에서 개발한 연속최적설계 모델을 이용하여 여러 평면 강골조의 최적설계를 수행하였으며, 최적설계 견과로부터 개발한 연속최적설계 모델의 사용성, 타당성, 효율성 및 경제성 등을 검토하였다.

철근 콘크리트 프레임 요소의 수리적(數理的)인 이역(履歷)모델 (Mathematical Hysteretic Model of RC Frame Elements)

  • 정영수;김세열
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.19-27
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    • 1992
  • 비선형(非線形) 동적하중하(動的荷重下)에서 철근 콘크리트 부재의 이역학동(履歷學動) 응답(應答)을 재생(再生)키 위하여 Roufaiel and Meyer의 이역거동(履歷擧動)모델을 수정 향상시키었다. 본(本) 수정된 모델은 비탄성구간(非彈性區間) 즉, 강복강도(降伏强度)를 넘는 부재에서 발생하는 소성영역(塑性領域)을 고려하였으며 비탄성동적하중하(非彈性動的荷重下)에서의 강성(剛性) 및 강도(强度)저하 현상, 전단력 및 축방향하중의 영향(影響) 등을 모의 모형화하였다. 특히 강도(强度)감소 현상의 모델링 방법은 본(本) 연구(硏究)에서 특기할 사항이다. 제시된 모델의 정확성(正確性)은 많은 실험적인 하중(荷重)-변형(變形)곡선을 수리적(數理的)으로 재생(再生)하여 비교분석(比較分析)함으로써 입증(立證)하였다.

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