• 제목/요약/키워드: 압축소성변형

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Hybrid Reinforcement System을 이용한 콘크리트 교량상판 슬래브의 거동 (Behavior of Concrete Bridge Deck Using Hybrid Reinforcement System)

  • 박상렬;조근희
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.451-458
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    • 2004
  • 본 연구는 재래 철근과 Fiber Reinforced Polymer 보강재를 사용한 Hybrid Reinforcement System의 기본 개념과 적용성에 대해 기술하고 있다. 콘크리트 교량상관은 보로서 지지되고 상하 두층의 보강재로 인장보강되어 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판에서는 보 지지점 부근의 부모멘트에 대한 상부 인장력은 FRP 봉으로 저항하고 보 지지점 중앙부근의 하부인장력은 재래의 철근으로 저항한다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 FRP 봉은 비 부식성이고, 부식되기 쉬운 철근은 교량상판 위로부터 가급적 멀리하여 부식물질의 침투를 막을 수 있는 장점이 있다. HRS를 이용한 콘크리트 교량상판은 또한 극한상태에서 충분한 연성을 가지고 있다. 그 이유는 1) FRP봉은 철근보다 탄성계수가 낮고 파단시의 최대 변형률이 크며, 2) 충분한 FRP 보강량을 사용하면 극한변형률을 낮출 수 있으며, 3) 부모멘트 구간의 일부를 비부착시켜 극한 변형률을 낮출 수 있다. 실험 연구 결과 보통의 FRP보강비의 범위에서는 FRP 및 HRS 콘크리트 슬래브는 FRP봉의 파단이 아니라 콘크리트의 압축에 의해 파피됨을 보여주고 있다. 그러므로 HRS를 이용한 연속 콘크리트 교량상관에서는 정모멘트부의 하부철근이 먼저 항복하여 소성힌지를 형성하고 나중에 부보멘트나 정모멘트부의 콘크리트가 압축파괴되어 FRP 콘크리트 슬래브에 비하여 상당한 소성에너지를 소모한다.

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.

한계상태 간격비를 이용한 구성모델 (A Constitutive Model Using the Spacing Ratio of Critical State)

  • 이승래;오세붕;관기철
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제8권2호
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    • pp.45-58
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    • 1992
  • 지반재료의 탄소성 구성 모델은 유연성과 안정성을 동시에 만족하여야 공학적으로 의미를 가지며 실용적으로 사용될 수 있다. 본 연구에서는 안정성이 있는 계수를 사용하는 수정 Cam-clay 모델을 근간으로, 한계상태 간격비를 계수로 도입하여 더욱 유연성이 있는 모델을 제안하였다. 한계상태 간격비는 추가적인 실험없이 간편하게 구할 수 있으며 특히 비배수 전단거동에 대하여 실용적으로 사용될 수 있다. 제안된 모델은 비 배수전단 삼축압축시험에 대하여 응력경로 및 응 력-변형률관계를 수정 Cam-clay 모델에 비하여 매우 정확하게 예측할 수 있었다. 뿐만 아니라 전단변형률 속도, 크리프 및 응력이완의 영향을 고려할 수 있었다. 특히 실제의 상태경계면을 표현 탄성 -완전소성모델, 사용해야 삼축압축시험중 비 배수시험이 W W 삼축압축시험시 전단시험을 논문에서 해석한 점토질 지반의 거동에 대하여 관련유동칙을 따른다는 가정이 잘 적용되기 때문이라고 판단된다.

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재성형된 낙동강 모래질 실트의 전단거동 특성 (Characteristics of Shear Behavior of Remolded Nak-dong River Sandy Silt)

  • 김영수;틴킨스웨;김대만
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제23권3호
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    • pp.41-50
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    • 2007
  • 본 논문에서는 실트 함유율이 높은 모래에 대한 정규압밀 등방배수 및 비배수 삼축압축시험(NCIU 및 NCID) 결과를 나타내었다. 유효구속응력 $100\sim400kpa$하에서 실트 함유율이 63%인 낙동강 모래 시료를 사용하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 모래질 실트는 초기에는 압축이 되지만 전체적인 응력-변형률 곡선에서 최종적으로 체적팽창반응을 보였다. 모래질 실트의 거동은 낮은 소성 특성으로 인하여 점토와 모래보다 비하여 그 특성을 묘사하기가 어려웠다. 특히, 시료는 파괴 후 전단과정에서 팽창현상을 보였다. 모래질 실트의 전단거동과 전단강도정수는 응력-변형률 거동과 Mohr-Coulomb 파괴규준에 의하여 결정되는데, 전단거동은 파괴 후 변형률 연화 경향과 같이 체적변화가 증가하는 것으로 관찰되었다. 본 논문에서 모래질 실트의 전단과정 동안에 발생되는 팽창거동은 모래 함유율 뿐만 아니라 저점착력을 가진 세립자의 함유율에 의해서도 달라졌다.

압축플랜지 비탄성 국부좌굴을 고려한 HSB 플레이트거더의 휨강도 (Flexural Strength of HSB I-Girder Considering Inelastic Flange Local Buckling)

  • 조은영;신동구
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.81-92
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    • 2013
  • HSB를 적용한 플레이트거더의 압축플랜지 국부좌굴을 고려한 극한휨강도를 비선형 유한요소해석으로 분석하였다. 압축플랜지의 비탄성 국부좌굴 또는 소성항복이 휨강도를 지배하는 압축플랜지 세장비를 갖도록 해석대상 강거더를 선정하였다. HSB600 및 HSB800 강재로 제작된 균질단면 강거더와 HSB800 강재와 SM570-TMC 강재를 함께 적용한 하이브리드 단면을 고려하였으며, 일반강재와의 비교를 위하여 SM490-TMC 강거더에 대한 해석도 수행하였다. 비선형 유한요소해석 시에는 플랜지와 복부판을 쉘요소로 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였으며, 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하였다. 비선형 유한요소해석 결과와 기존 문헌의 실험결과를 비교하여 유한요소 해석결과를 검증하였으며, 초기변형과 잔류응력이 극한휨강도에 미치는 영향을 분석하였다. 총 60개 해석대상 강거더의 휨극한강도를 유한요소해석으로 구하고, 도로교설계기준, AASHTO LRFD와 Eurocode 3의 설계규정으로 구한 휨강도와 비교하여 이들 규정의 HSB 강거더에 대한 적용성을 검토하였다.

BMG/결정질 복합재의 과냉각 액상구역에서 압축 변형 거동 (Plastic deformation behavior of BMG/crystalline composites in the supercooled liquid region during compression)

  • 박은수;이주호;김상현;허무영;김휘준;배정찬
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.118-121
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    • 2007
  • Bulk metallic glass (BMG)/crystalline composites comprising a copper based BMG alloy and crystalline nickel were produced by means of eloctroless plating of nickel on $Cu_{54}Zr_{22}Ti_{18}Ni_6$ BMG powder and subsequent consolidation using spark plasma sintering. The plastic deformation behavior of BMG/crystalline composites was examined by uniaxial compression test at various temperatures in the supercooled liquid region (SLR) of the BMG alloy. The evolution of strain states during uniaxial compression was tackled by microstructure observations. Deformation temperature played an important role in the deformation behavior of BMG/crystalline composites, which was attributed to a strong temperature dependence of the flow stress of the BMG alloy in the SLR. BMG/crystalline composites deformed homogenously in the temperature range where the flow stress of the BMG alloy was close to that of crystalline nickel. In contrast, inhomogeneous deformation was observed in the temperature range where the flow stress of the BMG alloy largely differs from that of crystalline nickel.

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레오로지 소재의 압축변형시 고상입자 거동의 동역학 해석 (Dynamics Simulation of Solid Particles in Compression Deformation of Rheology Material)

  • 이창수;강충길
    • 소성∙가공
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    • 제15권5호
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    • pp.395-401
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    • 2006
  • It is reported that semi-solid forming process takes many advantages over the conventional forming process, such as a long die life, good mechanical properties and energy saves. It is important to predict the deformation behavior for optimization of the forging process with semi-solid materials and to control liquid segregation for mechanical properties of materials. But rheology material has thixotropic, pseudo-plastic and shear-thinning characteristics. So, it is difficult for a numerical simulation of the rheology process to be performed because complicated processes such as the filling to include the state of the free surface and solidification in the phase transformation must be considered. General plastic or fluid dynamic analysis is not suitable for the analysis of the rheology material behavior. Recently, molecular dynamics is used for the behavior analysis of the rheology material and turned out to be suitable among several methods. In this study, molecular dynamics simulation was performed for the control of liquid segregation, forming velocity, and viscosity in compression experiment as a part of study on the analysis of rheology forming process.

벌크 비정질 Zr-Ti-Cu-Ni-Be 합금의 고온 압축 변형 특성 (High Temperature Compressive Deformation Behavior of the Bulk Metallic Glass Zr-Ti-Cu-Ni-Be Alloy)

  • 이광석;하태권;안상호;장영원
    • 소성∙가공
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    • 제10권7호
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    • pp.565-572
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    • 2001
  • It is well known that a multicomponent $Zr_{4l.2}Ti_{13.8}Cu_{12.5}Ni_{10}Be_{22.5}$ bulk metallic glass alloy shows good bulk glass forming ability due to its high resistance to crystallization in the undercooled liquid state. DSC and XRD have been performed to confirm the amorphous structure of the master alloy. To investigate the mechanical properties and deformation behavior of the bulk metallic $Zr_{4l.2}Ti_{13.8}Cu_{12.5}Ni_{10}Be_{22.5}$ alloy, a series of compression tests has been carried out at the temperatures ranging from $351^{\circ}C$ to $461^{\circ}C$at the various initial strain rates from $2{\times}10^4s^1$ to $2{\times}10^2s^1$. Three types of nominal stress-strain curves have been identified such as linear stress-strain relationship meaning fracture at maximum stress, plastic deformation including stress overshoot and steady-state flow, plastic deformation without stress overshoot depending on the strain rate and test temperature. Also DSC analysis for the compressed specimens was carried out to investigate the change of structure, thermal stability and crystallization behavior for the various test conditions.

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2중 원형동관의 2축압축 변형특성에 관한 연구 (Biaxial Compressive Deformation Characteristics of Double Round Copper Pipes)

  • 유종근;원시태
    • 소성∙가공
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    • 제23권1호
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    • pp.35-40
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    • 2014
  • The deformation characteristics of a double round copper pipe and a single round copper pipe under biaxial compression were studied using a horizontal compression die. The change in punch load and in deformation behavior was measured during the experiments using various compressive deformation rates in the range of 10mm/min. ~ 450mm/min. The maximum punch load for both the double round copper pipe and the single round copper pipe decreased with increasing compressive deformation rate. The maximum punch load for the single round copper pipe was twice that of the double round copper pipe. After a 4.0mm stroke, the deformed shape of the single round copper pipe remained rectangular. However the outer tube of double round copper pipe remained rectangular while the inner tube was clover shaped. The stress and strain distributions in the double round copper pipe and the single round copper pipe show clear differences. The results of numerical simulations using Deform-2D are in good agreement with experimental results.

고속철도에서의 소성침하를 고려한 강화노반 설계기법 개발 (Development of Design Method for Reinforced Roadbed Considering Plastic Settlement for High-speed Railway)

  • 최찬용;최원일;한상재;정재현
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권9호
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    • pp.55-69
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    • 2013
  • 본 설계법은 기존 탄성이론에 근거한 강화노반 설계방법의 대안으로 노반의 소성침하와 열차 반복하중에 따른 응력-변형 특성을 고려한 노반 설계 방법이다. 특징은 설계자가 요구하는 허용설계기준에 따라 교통하중과 열차 년간 통과톤수에 따라 노반의 탄성변위 뿐만 아니라 소성침하량을 평가할 수 있다. 본 설계법을 이용하여 허용 탄성 및 소성 침하량, 열차 속도 및 총통과톤수등의 설계조건을 고려하여 호남고속철도 표준노반단면에 적용하였다. 그 결과 노반의 회복탄성계수 모델인자($A_E$), 일축압축강도, 흙 재료 종류 등의 요구수준 등을 평가할 수 있다.