• Title/Summary/Keyword: 국부응력

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Buckling and Limit Width-Thickness Ratios of Steel Columns under Compression at Elevated Temperatures (온도 상승에 따른 압축강재의 좌굴 및 한계 판폭두께비)

  • Kang, Seong-Deok;Kim, Jae-Uk;Choi, Hyun-Sik
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.12 no.3
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    • pp.55-62
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    • 2012
  • 본 연구는 온도 증가에 따른 압축을 받는 H형 강재의 플랜지와 웨브의 국부 및 전체좌굴응력 내화해석 프로그램 개발과 플랜지와 웨브가 항복파괴전에 국부좌굴이 일어나지 않을 한계 판폭두께비의 상관값을 구하는 프로그램을 개발하는 것이다. 고온에서의 강재의 응력-변형도 관계식은 EC3:Part 1.2를 근거로 하였으며, 비교, 검토를 위하여 영국 BS5950의 강재를 대상으로 온도 증가에 따른 압축을 받는 강재의 플랜지와 웨브의 파괴온도와 하중을 본 연구의 내화해석 프로그램으로 예측하였다. 본 연구는 좌굴 및 항복에 대한 내화해석 프로그램을 개발하는 것을 목적으로 하고 적용 예를 통하여 좌굴 및 한계 판폭두께비를 분석하고 개발 프로그램의 타당성을 검토하였다.

Local Deformation Based Design Concept for Multi-layered Pipeline (국부 변형을 고려한 다중관 설계 기법)

  • Won, Jong-Hwa;Kim, Moon-Kyum;Kim, Kyu-Won
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.570-573
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    • 2011
  • 본 논문에서는 배관의 국부변형을 고려하여 각 배관의 특성으로 인하여 발생하게 되는 최대 응력 발생지점에 대한 평가 및 설계기법을 제안한다. 다중관은 일반적으로 배관의 매설 조건이 불안정한 곳이나 배관의 내부 유체의 유출 모니터링 및 난방관 등의 보온을 목적으로 사용되나, 다중관의 거동에 대한 거동 및 설계에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서 제안한 기법은 탄성범위에서 거동하는 연성관을 대상으로 하며 외관의 형상 및 외부 하중에 의하여 예상되는 국부 변형을 설계 인자로 고려하는 방법이다. 일반적인 원형관의 경우 관의 하단부에서 가장 큰 국부 변형 반경을 나타나며, 국내외에서 사용하고 있는 정사각 콘크리트 보호공의 경우 관의 상측, 하측부($45+90n^{\circ}$)에서 가장 큰 반경을 관찰할 수 있다. 이는 내압이 작용하는 구조물에 대하여 낮은 압력에도 항복에 이르는 환경을 제공하기 때문에 설계 시 반영되어야 할 중요한 요소이다.

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A New Global-Local Analysis Using MLS(Moving Least Square Variable-Node Finite Elements (이동최소제곱 다절점 유한요소를 이용한 새로운 전역-국부해석)

  • Lim, Jae-Hyuk;Im, Se-Young
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.3
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    • pp.293-301
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    • 2007
  • We present a new global-local analysis with the aid of MLS(Moving Least Square) variable-node finite elements which can possess an arbitrary number of nodes on element master domain. It enables us to connect one finite element with a few finite elements without complex remeshing. Compared to other type global-local analysis, it does not require any superimposed mesh or need not solve the equilibrium equation twice. To demonstrate the performance of the proposed scheme, we will show several examples in relation to capturing highly local stress field using global-local analysis.

Analysis of Bed Shear Stress Distributions in Compound Open Channels Using Large Eddy Simulation. (LES를 이용한 복단면 개수로의 바닥전단응력 분포특성 분석)

  • Lee, Du Han
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • v.5 no.4
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    • pp.199-209
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    • 2018
  • In river design, consideration of bed shear stresses is necessary to secure stability of levee and floodplain. In this study distributions of bed shear stresses in compound open channels are analyzed through numerical simulation for various width and depth. LES solver in OpenFOAM is applied to 12 cases of compound channel shapes considering secondary flow which effects distributions of bed shear stresses. By the results time averaged velocity distributions, secondary currents, and distributions of bed shear stresses are analyzed. Overall distributions of bed shears in floodplain show that higher shear stresses are seen in left of floodplain and the shears decrease toward right of floodplain. However, high local variations in shear stresses are shown due to the secondary flow effects. In shallow floodplain, bed shear stresses show low value below 0.8 times of averaged bed shear. In deep floodplain, bed shear stresses show high value over 1.2 - 1.4 times of averaged bed shear.

Estimation of Local Stress Change of Wall-Thinned Pipes due to Fluid Flow (유체유동에 의한 감육배관의 국부응력변화 평가)

  • Kim Young-Jin;Song Ki-Hun;Lee Sang-Min;Chang Yoon-Suk;Choi Jae-Boong
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.10 no.3 s.32
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    • pp.7-12
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    • 2006
  • In this paper, a new evaluation scheme is suggested to estimate load-carrying capacities of wall thinned pipes. At first, computational fluid dynamics analyses employing steady-state and incompressible flow are carried out to determine pressure distributions in accordance with conveying fluid. Then, the variational pressures are applied as input condition of structural finite element analyses to calculate local stresses at the deepest point. The efficiency of proposed scheme was proven from comparison to conventional analyses results and it is recommended to consider the fluid structure interaction effect for exact integrity evaluation.

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국부적 강성 증가를 고려한 지오그리드-보강기층 모델링

  • 변용훈
    • Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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    • v.66 no.1
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    • pp.35-41
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    • 2024
  • 측면구속은 지오그리드에서 골재 입자의 상호결합과 관련된 주요 보강 메커니즘으로 알려져 있다. 본 연구에서는 실내실험을 통해 얻은 지오그리드-골재 상호결합에 의한 국부적 강성증가에 대한 결과를 토대로, 지오그리드로 보강된 기층을 포함한 포장구조체의 탄성 반응 특성을 파악하고자 하였다. 기존의 실험적 연구에서는 지오그리드 배치된 시편 중간 높이로부터 거리가 멀어질수록 전단파 측정에서 추정된 전단탄성계수가 감소한다는 것을 보여주었다. 또한, 삼각형 지오그리드 근처의 강성 증가가 사각형 지오그리드 근처보다 크게 나타났다. 이러한 전단탄성계수 주상도를 기반으로, 수치해석적 연구에서는 기층의 4 개 하부층에 대한 탄성계수 값을 다르게 할당되었다. 층상 탄성해석 프로그램을 사용한 수치해석적 연구는 아스팔트층 하단에서 두 지오그리드 보강 포장시나리오의 수평방향 인장 응력과 변형이 미보강된 시나리오에 비해 감소했음을 보여주었다. 기층 중간깊이에서는 지오그리드 보강 포장시나리오의 압축응력이 미보강된 시나리오에 비해 보다 크게 나타났으며, 지오그리드 보강구간의 인장변형은 미보강된 구간보다 작게 나타났다. 삼각형 및 사각형 지오그리드의 사용은 기층 중간깊이에서 미보강된 시나리오에 비해 수직압축응력을 증가시키고 수직압축변형을 감소시켰다. 노상 상단에서는 지오그리드 보강 포장 구간의 수직 응력과 변형이 미보강된 구간보다 작았는데, 이는 노상의 침하 가능성이 낮다는 것을 보여주었다. 따라서, 지오그리드와 골재 간 미세역학적 상호결합을 기반으로 한 거시적 모델링 방법은 지오그리드로 보강된 아스팔트포장시스템의 역학적 분석에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Stress-strain Model of Laterally Confined High-strength Concrete with the Compressive Fracture Energy (압축파괴에너지를 도입한 횡구속 고강도 콘크리트의 응력-변형률 모델)

  • Hong, Ki-Nam;Shim, Won-Bo
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.23 no.1
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    • pp.54-62
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    • 2019
  • In this paper, a stress-strain model for high-strength confined concrete is proposed using compressive fracture energy. In the compression test performed by author in Reference [6], an acrylic bar with strain gauges was embedded in the center of the specimen to measure the local strain distribution. It was found from the test that the local strain measurement by this acrylic rod is very effective. The local fracture zone length was defined based on the local strain distribution measured by the acrylic rod. Specifically, it was defined as the length where the local strain increases more than twice of the strain corresponding to maximum stress. In addition, the stress-strain relationship of confined concrete with compressive fracture energy is proposed on the assumption that the amount of energy absorbed by the compressive members subjected to the given lateral confining pressure is constant regardless of the aspect ratio and size. The proposed model predicts even results from other researchers accurately.

An Experimental Assessment of the Effects of Residual Stresses on Fracture Behavior of the Plate (압축잔류응력이 판의 파괴 특성에 미치는 영향에 관한 실험적 평가)

  • Jang, Chang-Doo;Park, Yong-Kwan;Song, Ha-Cheol;Kim, Byung-Il
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.26 no.4
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    • pp.435-440
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    • 2002
  • The quantitative assessment of the effect of the residual stress on fracture behavior was executed by some experiment and numerical analysis. First of all, artificial residual stresses were imposed on CT(Compact Tension) specimens by local heating using gas torch, and an appropriate distribution of residual stresses was obtained by thermal elastic-plastic FE analysis. To certify the result of the FE analysis, an experimental measurement was performed in accordance with ASTM standard. Fracture toughness test was executed on the several types of specimens. The first type was the specimen without residual stresses, and the others had different peak value of compressive residual stress at crack front via controlling the heat flux. All the test results were presented on th J resistance(JR) curves and discussed to verify the effect of compressive residual stresses on fracture behavior.