• 제목/요약/키워드: 대변형률

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미소변형률 및 대변형률 조건의 거동에 대한 비등방경화 탄소성 구성모델 (An Anisotropic Hardening Elasto-Plastic Constitutive Model for the Behavior at Small-to-Large Strain Conditions)

  • 오세붕;권기철;정순용;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.65-73
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    • 2000
  • 본 연구에서는 미소변형률에서 대변형률까지의 거동을 모델할 수 있는 탄소성 구성모델을 개발하였다. 제안된 구성모델은 일반 등방경화규칙에 근거한 비등방 경화규칙과 전응력 개념을 토대로 개발하였다. 그리고 제안된 구성관계가 기존의 대표적 구성모델을 포함하고 있음을 수학적으로 입증하였다. 국내 화강풍화토에 대한 공진주시험, 비틂전단시험, 삼축시험 등 일련의 실내시험 결과를 이용하여 검증한 결과, 쌍곡선 모델 및 Ramberg-Osgood모델과 비교하여 제안된 모델은 미소변형률에서 대변형률까지의 거동을 더욱 일관되고 정확하게 모델할 수 있다. 또한 비틂전단시험 결과와의 비교에서는, 미소변형률 조건에서 나타나는 비선형성을 적합하게 예측할 수 있었다.

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점성토의 점소성 효과를 고려한 다층지반의 액상화 해석 (Liquefaction Analysis at Multi-Layered Ground Considering Viscoplastic Effect of Clay)

  • 윤용선;이재득;김용성
    • 한국농공학회논문집
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    • 제55권5호
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    • pp.59-69
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    • 2013
  • 본 연구에서는 동적 점탄-점소성 구성식에 기초한 다층지반의 1차원 액상화 해석을 수행하였다. 일본 고베 포트아일랜드에서 발생한 1995 Hyogoken Nanbu 지진에 대하여 지반 모델링을 하였으며, 사질토 지반에는 탄소성 모델을, 점성토 지반에는 점탄-점소성 모델 및 탄-점소성 모델을 각각 적용하였다. 본 연구 결과, 모델 지반의 경우 지표 10 m 아래를 전후하여 액상화가 발생하였으며 액상화가 발생한 지반을 통과하는 지진파는 감쇠특성을 나타내고 이 때 전단변형률을 크게 증가시켰다. 또한, 대변형률 영역에서의 점성토의 동적거동 해석에서는 점소성 거동특성이 지배적이므로 점소성 모델의 적용이 중요함을 알 수 있었다. 한편 동적 점탄-점소성 구성모델은 대변형률 영역에서 점성토의 소성변형을 유발하는 대형 지진 발생시 점성토의 증폭 및 감쇠특성 분석에 적용 가능한 모델임을 확인하였다.

탄성중합체와 박리 후 파쇄된 흑연입자 복합재를 이용한 대변형률 연성 센서 (Large-strain Soft Sensors Using Elastomers Blended with Exfoliated/Fragmented Graphite Particles)

  • 박성민;남경목;김종훈;윤상희
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권9호
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    • pp.815-820
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    • 2016
  • 탄성중합체와 흑연입자의 복합재는 전기 전도성 유연 소재로써, 대변형률 측정센서의 감지소자 제작에 적합하다. 본 연구에서는 기계적 연성이 우수한 탄성중합체인 polydimethylsiloxane(PDMS)와 전기 전도도가 높은 박리 후 파쇄된 흑연(expoliated and fragmented graphite, EFG)을 혼합하여 새로운 전기 전도성 유연 소재를 합성한 후 이를 이용하여 측정대상물의 변형률을 50% 이상까지 측정할 수 있는 고감도 연성 센서를 개발한다. 먼저, 천연 흑연가루를 전자레인지로 팽창시킨 후 초음파분쇄로 파쇄시켜 EFG를 준비한 후 PDMS와 혼합하여 전기 전도성 유연 소재를 준비한다. 1, 2 및 3축 대변형률 연성 센서는 상기 복합재로 만들어진 감지소자층과 순수 PDMS로 만들어진 절연층으로 구성되며, 각층은 저압스프레이 기반의 스텐실 기법을 통해 복합재 혹은 순수 PDMS 용액을 반복적으로 적층함으로써 제작된다. 본 논문에서는 PDMS와 EFG의 혼합비가 전기 전도성 유연 복합재의 기계적 연성과 전기 전도성에 미치는 효과에 대해 집중적으로 살펴본다.

고변형률 변형하에서 재료 내부의 온도상승 계산을 위한 재료 모델링 (Material modeling of the temperature rise at high-strain-rate deformation)

  • 최덕기;유한규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권7호
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    • pp.60-68
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    • 2004
  • 고속으로 비행하는 물체가 다른 물체와 충돌하는 경우에는 극히 짧은 시간에 커다란 변형이 일어나게 된다. 고변형률 변형 (high-strain-rate deformation) 에서는 소성변형이 일어나면서 상당한 열을 발생시키고 재료의 온도를 상승시킨다. 온도의 상승은 재료의 동적인 물성에 많은 영향을 미치게 되므로, 변형 시의 온도상승을 예측하는 것은 매우 중요하다. 변형시의 온도상승은 주로 전위(dislocation)의 움직임과 공공(vacancy)으로 인한 재료내의 저장에너지와 밀접한 관계를 갖게되므로, 저장 에너지의 양을 파악하는 것은 매우 중요하다. 고변형률 변형시 전위가 빠르게 움직이면서 평형상태에서의 경우보다 많은 파공공 (excess vacancies) 을 발생시키게 된다. 본 논문에서는 과공공을 포함하는 미시적 재료 모텔을 구성하고 분자동역학 (molecular dynamics, MD) 기법을 사용하여 면십입방격자 (fcc) 구조를 가지는 재료 (구리)에 대한 저장 에너지를 계산하였다.

미소변형률 및 대변형률 조건에서 불교란 풍화토의 구성거동에 관한 연구 (A Study on the Constitutive Behavior of Undisturbed Weathered Soils at Small-to-Large Strain Conditions)

  • 오세붕;이영휘;안영대
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.139-146
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    • 2001
  • Undrained triaxial tests were peformed for a weathered soil, which includes local measurement using LVDT The behavior from small In large strain conditions could be evaluated consistently through a triaxial test, The stress-strain relationship of undisturbed samples were compared with the disturbed and the shear moduli in the small strain level had the almost same values. Especially the shear moduli were mostly affected by the initial condition of water contents. An anisotropic hardening model based on the total stress concept could predict the stress-strain relationship accurately, which makes it possible to analyze the geotechnical problem reasonably for the weathered soil.

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풍화토의 비배수 삼축압축시험시 전체 변형률 영역의 거동에 관한 연구 (The Behavior of Overall Strain Range in Undrained Triaxial Compression Tests for a Weathered Soil)

  • 안영대;오세붕;고동희;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권1호
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    • pp.29-39
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    • 2002
  • 본 연구에서는 미소변형률에서 파괴규준을 포함하는 대변형률에 이르는 전체 변형률 영 역의 거동을 획득하기 위하여, LVDT를 장착하여 국부변위를 측정한 삼축압축시험을 수행하였다. 이러한 결과 미소변형률(0.001% 수준)에서 대변형를까지(10%)의 거동을 합리적으로 구할 수 있었으며, 불교란 및 교란 풍화토 시료에서의 변형계수가 미소변형률 영역에서 유사하게 나타났다. 그리고 공진주(RC)시험과 비배수 삼축압축시험에서 구한 정규화 전단변형계수$(G/G_{max})$ 곡선이 일치한 반면 최대전단변형계수$(G/G_{max})$는 포화도에 따라 상이하게 나타났다. 또한 비등방경화 구성모델의 계수 연구를 통하여 전체 변형률 영역 거동을 합리적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

대형지진시 다층지반의 지진응답해석 (Seismic Response Analysis at Multi-layered Ground During Large Earthquake)

  • 김용성
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.55-64
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    • 2002
  • 본 논문에서는 점탄-점소성 구성모델을 다층지반에서의 대형지진 발생시의 조건에 적용하기 위해 일본 고베 포트아일랜드에서 발생한 1995 Hyogoken Nanbu 지진에 대한 지진응답 해석을 수행하였다. 지진응답해석 결과 점성토의탄-점소성 모델과 점탄-점소성 모델로 계산된 가속도 기록은 포트아일랜드에서 계측된 가속도 기록과 거의 일치함을 알 수 있었으며, 점성토 지반 부근에서 점탄-점소성 모델과 탄-점소성 모델은 미세하게 다른 거동 특성을 나타내어 점소성 모델의 타당성을 확인하였다. 따라서 동적 점탄-점소성 구성모델은 대변형률 영역에서 점성토의 소성변형을 유발하는 대형 지진 등의 발생시 점성토의 증폭 및 감쇠특성의 파악을 위해 적용가능한 모델임이 입증되었다.

대변형률이 발생한 콘크리트 재료의 다수준 해석 (Multi-level Analysis of Prefinitely Strainely concrete materials)

  • 최재혁;송하원;김장호;박상순;변근주
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.405-410
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    • 2000
  • Multi-level (macro-level, meso-level, and micro-level) mechanism of prefinitely strained concrete materials os studied The multi-level analysis explains the additional quasibrittle concrete material ductility that comes from lateral confinement and their multi-level interaction mechanisms. The so-called "upgraded tube-squash test" is used to achieve 50% axial strain and over 70 degree of deviatoric strain of quasibrittle concrete materials under extremely high pressure without producing visible cracks. In the micro-level analysis, the variations of hydration rte, micropores, and hydrate phased are analyzed. In the meso-level analysis, mesocracks (the initial invisible cracks) at the interfaces between aggregates and cement paste matrices are studied. The high confining effect in the specimen on the meso-level cracks is also studied. In the macro-level analysis, the physical behavior of prefinitely strained concrete materials is studied. The co-relationships of the results from the three distinct levels of analyses based in various prestraining (0%, 15%, 35%, and 50%) are studied. For the extremely deformed or strained concrete problems, multi-level analysis will be used to explain the unclear and unstudied mechanism of concrete materials, The multi-level analysis can provide us with valuable insights that can explain the additional ductility and confining effect in concrete. concrete.

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점성토의 진동삼축시험시 대변형률영역에서의 주파수 의존성 (Frequency Dependence in Large Strain Range During Cyclic Triaxial Tests of Clay)

  • 김용성
    • 한국농공학회논문집
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    • 제48권5호
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    • pp.63-71
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    • 2006
  • In the present study, the dynamic deformation characteristics of clay, including the effect of loading rate in large strain ranges, were examined by performing undrained cyclic triaxial test. The test results showed that the loading rate to failure decreased with increasing loading amplitude and decreasing loading frequency. While the stress-strain relationships was not affected by loading frequency, excess pore pressure was affected significantly with the change in loading frequency. The change for 0.1 Hz was larger for than that of 0.01 Hz, resulting in inclined effective stress paths. Furthermore, the lower the frequency was, the higher the excess pore pressure was in the first loading.