• 제목/요약/키워드: 변형경화

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사질토의 $K_0$ 조건하 거동에 대한 구성모델 및 유전자 알고리즘을 적용한 계수의 최적화 산정기법 (A Constitutive Model on the Behavior Under $K_0$ Condition for Cohesionless Soils and Optimization Method of Parameter Evaluation Based on Genetic Algorithm)

  • 오세붕;박현일
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.37-48
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    • 2004
  • 본 연구에서는 사질토의 취성적 응력-변형률 관계와 전단시 체적팽창을 고려할 수 있는 구성모델에 대한 연구를 수행하였다. 제안된 모델은 일반등방경화규칙에 의거한 비등방 경화규칙을 적용하였으며, 미소변형에서 대변형에 이르는 전체변형률 영역의 거동을 모델할 수 있도록 적합한 경화함수를 이용하였다. 항복면의 형태는 응력공간에서 원통형으로 나타나는 단순한 형태로 실용적으로 적용하기 편리하도록 하였다. 또한 유동규칙을 단순화하여 소성 체적 변형률을 팽창률을 이용하여 정의하였다. 이로 인하여 사질토에서 나타나는 전단시 팽창을 모델하는 것이 가능하였다. 또한 가상적인 첨두응력비를 정의하여 취성적 응력-변형률 관계를 모델하는 것이 가능하였다. 이 때 제안된 모델의 계수를 체계적으로 결정하기 위하여 실수형 유전자 알고리즘이 적용된 최적화 기법이 적용되었다. 이를 통하여 구성 모델에 필요한 계수를 결정할 수 있었다. 제안된 모델을 검증하기 위하여 풍화토시료에 대한 $K_0$ 압밀 삼축시험을 수행하였다. 이러한 시험결과를 제안된 모델과 비교한 결과 $K_0$ 압밀 시험에서 나타나는 취성적 응력-변형률 관계 및 체적의 팽창과 같은 실제 유효응력 거동을 합리적으로 모델하는 것이 가능하였다.

재료 특성에 기반한 철근콘크리트 휨부재의 소성회전능력 산정 (Evaluation of Plastic Rotational Capacity Based on Material Characteristics in Reinforced Concrete Flexural Members)

  • 최승원;김우
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권6호
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    • pp.825-832
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    • 2010
  • 철근콘크리트 구조물은 위험 단면이 휨강도에 도달하더라도 이 단면에서 소성힌지가 형성되어 휨모멘트가 재분배되어 곧바로 파괴에 도달하지 않는다. 이러한 소성힌지 영역에서 발생하는 비탄성 변형에 의해 소성 회전이 발생한다. 소성힌지길이는 주로 재료 특성에 영향을 받는다. 이 연구에서는 유로코드2에서 제시하고 있는 재료 모델로부터 산정된 휨곡률 분포로부터 소성힌지길이와 소성회전각을 일관되게 산정하였다. 재료 모델의 한계값 즉, 콘크리트 극한변형률, 철근 극한변형률 및 철근의 경화비(k)가 소성회전능력에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과 콘크리트 극한변형률 및 철근 극한변형률이 증가함에 따라 소성회전능력이 증가하였고 특히, 철근의 경화비(k)가 증가함에 따라 소성 회전각은 크게 증가되는 것으로 나타났다. 따라서 각 재료 모델의 한계값 결정에 세심한 주의가 필요할 것으로 나타났다.

보강상세에 따른 프리캐스트 변형경화형 시멘트 복합체 끼움벽의 내진성능 (Effect of Reinforcement details on the Seismic Performance of Precast Strain-Hardening Cementitious Composite(SHCC) Infill Walls)

  • 김선우;윤현도;송선화;윤여진
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제13권3호통권55호
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    • pp.209-216
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    • 2009
  • 비내진상세 골조는 낮은 횡저항성을 가지고 있어 큰 변형을 경험하게 되는 반면, 벽체는 높은 강성으로 인해 낮은 변형에서도 전단에 의해 파괴된다. 따라서 이러한 골조와 벽체가 동시에 거동할 경우 발생하는 거동 특성은 개개 부재에서의 거동특성과 매우 다르게 된다. 본 연구에서는 끼움벽에 노치를 둘 경우 내진거동특성을 평가하고자 배근상세를 변수로 하였다. 이 때 노치로 인해 벽체 중앙부에 손상이 집중되는 것을 방지하기 위하여 변형경화형 시멘트 복합체(SHCC)를 사용하였다. 실험결과, SHCC 끼움벽은 다수의 미세균열을 형성하였으나, 대각보강근을 갖는 PIW-ND 실험체가 PIW-NC 실험체에 비해 낮은 변형능력, 강성 및 에너지소산능력을 보였다.

UP-MMA 폴리머 콘크리트의 경화수축, 열팽창계수 및 탄성계수 (Setting Shrinkage, Coefficient of Thermal Expansion, and Elastic Modulus of UP-MMA Based Polymer Concrete)

  • 연규석;연정흠
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권4호
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    • pp.491-498
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    • 2012
  • 이 연구는 시멘트 콘크리트 포장의 보수나 프리캐스트 제품용으로 사용되는 UP-MMA 폴리머 콘크리트의 경화수축, 열팽창계수 및 탄성계수에 대한 연구이다. 이를 위해 UP-MMA비, SRA 첨가량, 시험온도 등을 변수로 하여 경화수축 시험과 UP-MMA비에 따른 열팽창과 압축응력-변형률에 대하여 시험을 실시하였다. 그 결과 경화수축은 29.2~$82.6{\times}10^{-4}$으로 UP 비율과 시험온도에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 열팽창계수는 21.6~$31.2{\times}10^{-6}/^{\circ}C$, 탄성계수는 2.8~$3.3{\times}10^4MPa$, 극한변형률은 0.00381~0.00418이었으며, 이는 UP-MMA비에 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 UP-MMA 폴리머 콘크리트의 적용을 위한 설계에 중요한 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.

유한차분법을 이용한 전단변형형 강가새 구조물의 탄소성 거동에 관한 연구 (Elasto-Plastic Behavior of Shear-Deformed Steel Braced Frame Using Finite Difference Method)

  • 박일민
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.445-454
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    • 2001
  • 본 연구는 전단변형형 강가새 골조의 탄소성 거동에 관한 연구로서 강가새 골조의 종류로는 X형 및 K형이며, 각 종류별 주 변수는 세장비로 되어있다. 재료의 응력도-변형도 관계는 변형경화현상을 고려한 Tri-linear형 모델을 사용하였다. 또한, 하중-변위 관계는 유한차분법을 이용하여 해석하였다. 하중-변위관계에 관하여 탄성구배 및 최대하중에 관하여 해석결과치와 실험결과치를 비교하였고, 그 비는 약 10%내외의 오차를 보임에 따라 본 논문에서 제안한 해석법은 합리적임을 나타내었다.

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반복재하 평판재하시험의 유한요소해석을 이용한 변형계수의 추정기법 (An Evaluation Method of Deformation Moduli using Finite Element Analysis of Cyclic Plate Load Tests)

  • 오세붕;서원석;권오균
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제8권6호
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    • pp.61-68
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    • 2007
  • 본 연구에서는 비등방경화 구성모델을 이용하여 반복재하 평판재하시험에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 이 때 구성모델은 ABAQUS 코드에서 제공하는 사용자 서브루틴에 적용하였다. 평판재하시험의 해석결과를 이용하여 영계수와 변형률을 역계산 하였으며 입력된 변형계수와 비교한 결과 적절하게 계산할 수 있는 것으로 판단되었다. 이러한 기법을 토대로 평판재하시험 사례에 대한 적용을 수행하였다. 이로부터 변형률에 따른 변형계수의 변화를 반복재하 평판재하시험 결과로부터 실용적으로 획득하는 것이 가능하였다.

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내열합금 구조품에서의 국부적 소성변형과 이중후방응력 경화 모델 (Localized Plastic Deformation in Heat-Resistant Alloy and Combined Two-Back Stress Hardening Model)

  • 윤수진;이상연;박동창;윤현걸
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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    • pp.272-278
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    • 2011
  • 본 논문에서는 유한요소해석을 통해 연소시험 과정 중 발생한 내열 구조품의 파단현상이 분석되었다. 구조 불안정성은 소성변형으로 인한 것으로 이는 급격한 열하중의 변화에서 비롯된 것이다. 한편 소성변형 국부화 현상을 이해하기 위해 Armstrong-Frederick과 Phillips 경화식을 이용, 이중후방응력 구성방정식이 제안되었으며, 또한 본 모델은 연속체 파손역학과 조합되었으며 광범위한 소성변형거동을 보일 수 있다. 수치해석을 통해 소성변형 집중 현상은 지배적인 후방응력의 전개에 의존하는 것으로 나타났다. 또한 물체 내에서의 파손 현상은 소성변형 집중을 가속화하는 것으로 밝혀졌다.

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치과용 석고의 사용에 따른 물성 변화

  • 차성수
    • 대한치과기공학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.149-153
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    • 2008
  • 1. 석고를 보관할 때는 건조한 곳에 밀봉하여 보관해야 한다. 따라서 용기 포장을 일단 개봉하면 밀봉용기에 담아 보관하는 것이 바람직하다. 2. 혼수비는 석고의 기계적 성질에 영향을 주기 때문에 정상적인 혼수비를 지켜야 하며, 모형은 경화된 후에도 물과 닿지 않도록 주의한다. 3. rubber인상재의 경우 비눗물을 붓이나 스프레이타입으로 뿌려준 후 흐르는 물에 씻고, 물기를 제거한 후 석고를 주입하면 기포 발생을 줄일 수 있다. 4. 석고를 인상체내에 너무 높이 올려쌓아도 무게로 인해 변형 된다. 5. 석고가 tray밖으로 흘러나가도 변형된다. (공기와 접촉되어 경화된 석고가 아직 경화되지 않은 석고를 잡아당김.) 6. 인상체에서 분리한 모형은 요오드 스프레이를 제조자 설명서에 따라 뿌려 소독한다. 7. 교합기에 모형 부착 시 base끼리 bar나 성냥개비등 다른 고정장치로 고정 시켜야하고, 교합기를 위에서 눌러주어야 한다. 그렇지 않을시 교합관계가 높아질 수 있다. 8. 재료를 구입시 물리적 특성이 많이 기재되어 있는 제품을 선택한다.

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탄소성 파괴역학 모델에 근거한 초고강도 섬유보강 콘크리트 I 형보의 비선형 유한요소해석 (Nonlinear Finite Element Analysis of UHPFRC I-Beam on the Basis of an Elastic-Plastic Fracture Model)

  • 한상묵;궈이홍
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.199-209
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    • 2009
  • 본 논문은 단조하중을 받는 초고강도 섬유보강 콘크리트 I형보의 파괴거동에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 보통 또는 고강도 콘크리트의 구성방정식과 달리 초고강도 섬유보강 콘크리트의 재료적 특성을 나타내기 위해 인장변형률 경화관계를 고려한 탄소성 파괴역학 모델을 제안하였다. 인장영역에서는 인장경화 변형률을 고려한 다차원적 균열기준을 정의하였고, 압축영역에서는 associated flow rule을 고려한 Drucker-Prager기준을 채택하여 해석을 수행하였다. UHPFRCI형보의 지간, 프리스트레스 하중 및 단면의 영향에 관한 수치해석 결과를 실험 거동와 비교한 결과 정확한 해석 결과를 보여주었다.

엑스플리시트 시간 적분 유한 요소법을 이용한 고속 성형 해석(II) - 고속 압연 해석 (An Analysis of High Speed Forming Using the Explicit Time Integration Finite Element Method(II) - Application to High Speed Rolling -)

  • 유요한;정동택
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권5호
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    • pp.1551-1562
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    • 1991
  • 최근까지 발표된 유한 요소법을 이용한 압연 해석 관련 주요 논문들을 정리해 보면 다음과 같다. Li와 Kobayashil는 강소성 유한 요소법(rigidplastic finite element method)을 여러가지 마찰조건에 대하여 해석하였다. 이때 압연롤은 강체 (rigid body)로 시편은 가공경화(workhardening)를 동반한 강소성체로 모델링하였다. Hwang과 Kobayashi는 강소성 유한 요소법을 이용한 평면 변형 압연에서 재료 손실을 최소화하는 예비 성형체(preform)의 설계에 대한 연구를 수행하였다. 이 경우에도 역시 압연롤은 강체로 시편은 가공 경화를 동반한 강소성체와 완전 소성체로 모델링 되었으나, 고착(sticking) 마찰 조건에 대해서만 해석을 수행하였다. Mori와 Osak- ada 그리고 Oda는 약간 압축성이 있는 재료의 평면 변형 압연에 대하여 연구하였다. 이때 압연롤은 강체로 시편은 가공 경화를 동반한 강소성체로 모델링 되었으며 경계 면에서는 Coulomb 마찰을 고려하였다. 이밖에도 오일러(Eulerian) 수식화를 이용한 Dawson과 Thompson, Berman의 해석 결과가 있으며, 또 폭 방향의 변형까지를 고려한 Li와 Kobayashi, Mori와 Osakada의 3차원 해석 결과가 있다.