• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.297-304
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• 2012

블레이드의 성능 평가를 위하여 실제 사용 환경과 근접한 하중 모사에 따른 이축 하중의 필요성이 제기되고 있으며, 본 본문에서는 이러한 이축 하중에 따른 블레이드의 거동을 해석하였다. 100kW급 풍력 블레이드를 대상으로 하였으며, ANSYS를 사용하여 정적거동을 분석하였다. 정적거동은 파손해석과 좌굴거동으로 분석하였으며, 파손 평가는 Puck이 제안한 파손 방정식을 이용하여 섬유 파손과 섬유간 파손 기준을 검토하였다. 이축하중의 하중비가 증가함에 따라 루트부 단면이 변하는 후연부와 루트에서 Z+ 3300~3600인 지점에서 응력이 상대적으로 크게 나타났다. 또한 이축 하중비가 증가함에 따라 블레이드 좌굴 지점이 루트부 쪽으로 이동되고 있음을 확인하였다. 따라서 블레이드의 사용 신뢰성을 검증하기 위해서는 이축 하중에 의한 시험이 요구되고 있음을 본 해석을 통해서 확인하였다.

• Composites Research
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• 제12권2호
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• pp.53-61
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• 1999

복합재료의 파단식은 강도계수의 산정이 쉽고, 형상이 유연하며, 논리적인 단순성을 유지하기 위하여 각 파단모드와 하중조건을 고려하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 인장 및 비틀림의 이축하중에 대한 등가강도를 도입함으로써 새로운 파단식을 유도하였다. 이축 실험 결과는 등가이축강도가 cos($tan^{-1}R_b$)의 지수함수로 표현됨을 보였다. 이축하중의 파단강도는 일방향 인장강도 및 비틀림강도와 이축비의 함수로 예측할 수 있다. 실험 데이터의 산포성은 Weibull 분포함수와 등가이축강도 개념을 이용하여 분석하였다. 또한, 일방향 인장 및 비틀림 S-N 선도로부터 복합하중하의 S-N 선도를 구할 수 있는 피로해석법을 평면 응력 모델을 기반으로 개발하였다. 예측결과는 적층복합재료의 이축강도와 피로수명의 실험 데이터와 잘 일치하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제9권1호통권41호
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• pp.17-24
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• 2005

기존의 RC 교각에 대한 내진성능 연구는 실험여건상 일방향 반복하중을 받는 단주교각에 집중되어 있었다. 그러나 고속도로상의 교각은 대다수가 다주교각으로 이루어져 있으므로, 본 연구에서는 국내고속도로에서 많이 사용되고 있는 2주형 교각에 대한 이축지진하중에서의 지진응답을 실험적으로 조사하였다. 실험체는 지름 400mm, 높이 2,000mm인 2주형 원형 교각 4기를 제작하였으며, $0.1f_{ck}A_g$크기의 축방향 하중작용하에서 횡방향 하중을 이축으로 교번반복 재하하였다. 실험변수는 횡구속 철근비와 주철근 겹침이음으로서 기존 단주에 대한 연구결과와 유사하게 이들 실험변수들은 교각의 내진성능에 상당한 영향을 미치고 있었다. 또한 동일하게 설계된 일축하중을 받는 단주와 이축하중을 받는 다주의 내진성능을 비교한 결과 단주의 경우 손상이 하부 소성힌지 한 곳에 집중된 반면 다주의 경우 교축직각방향 하중으로 인하여 손상이 상ㆍ하부 두 곳으로 분산되어 나타났다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.206-211
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• 2000

Fatigue test was conducted on a S45C steel using hour-glass shaped smooth tubular specimen under biaxial loading in order to investigate the crack formation and growth at room temperature. Three types of loading system, i.e fully reserved cyclic torsion without a superimposed static tension or compression, fully reserved cyclic torsion with a superimposed static tension and fully reserved cyclic torsion with a superimposed static compression were employed. The test results show that a superimposed static tensile mean stress reduced fatigue lifetime. however a superimposed static compressive mean stress increased fatigue lifetime. Experimental results indicated that cracks were initiated on planes of maximum shear strain with either a superimposed mean stresses or not. A biaxial mean stress had an effect on the direction which cracks nucleated and propagated at stage I (mode II).

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권6호
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• pp.1446-1455
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• 2000

Fatigue crack initiation and propagation behavior under cyclic biaxial loading has been investigated using thin-walled tubular specimen with a hole. Two types of biaxial loading system, i.e. cyclic tensile loading with super-imposed static torsional load and cyclic torsional loading with superimposed static tensile load, with various values of the biaxial loading ratio, $\tau$ s/ $\sigma$ max (or $\tau$ max/ $\sigma$s) were employed. Fatigue tests show that fatigue crack near the hole initiates and propagates at 900 and 450 direction to the longitudinal direction of the specimen under cyclic tensile and torsion loading with static biaxial stress, respectively, and the static biaxial stress doesn't have any great influence on fatigue crack initiation and growth direction. Stress analysis near the hole of the specimen shows that the crack around the hole initiates along the plane of maximum tangential stress range. Fatigue crack growth rates were evaluated as functions of equivalent stress intensity factor range, strain energy density factor range and crack tip opening displacement vector, respectively. It is shown that the biaxial mode fatigue crack growth rates can be relatively consistently predicted with these cyclic parameters.

• 한국해양공학회지
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• 제18권6호
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• pp.84-90
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• 2004

Fatigue tests were conducted on SM45C steel using hour-glass shaped smooth tubular specimen under biaxial loading in order to investigate the crack formation and growth at room temperature. Three types of loading systems, were employed fully-reserved cyclic torsion without a superimposed static tension or compression fully-reserved cyclic torsion with a superimposed static tension and fully-reserved cyclic torsion with a superimposed static compression. The test results showed that a superimposed static tensile mean stress reduced fatigue life however a superimposed static compressive mean stress increased fatigue life. Experimental results indicated that cracks were initiated on planes of maximum shear strain whether or not the mean stresses were superimposed. A biaxial mean stress had an effect on the direction that the cracks nucleated and propagated at stage 1 (mode II).

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권1호
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• pp.104-111
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• 1997

Accounting for the additional damages come out from non-proportional loading path effect, material damage according to crystal structure dependence was studied. Microscopic observations of damaged material by SEM(Scanning Electron Microscope) showed crystal structure dependence. Biaxial in-phase loaded specimens showed the slips of same direction, which pararell each other, but biaxial 90.deg. out-of-phase loaded specimens showed multiply crossed slips. S. H. Doong and D. F. Socie reported that wavy/planar or planar slip material showed the increase in the cyclic hardening level during non-proportional cycling. From these results, the additional hardening and non-proportional loading effects were related with slip mechanism, and the slip mechanism was related with crystal structure. In the present study, a damage mechanism which accounts for the non-proportional loading effect from crystal structure dependence was considered and applied to A17075-T651.

• Composites Research
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• 제17권1호
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• pp.38-46
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• 2004

본 논문의 목적은 탄소섬유 건직물의 토우 구조의 미소 거동과 변형 중의 평면 하중과의 관계를 규명하는 것이다. 평면 하중은 변형 중에 토우들을 재배치하며, 결국에는 잠김 현상을 유발하게 된다. 본 논문에서는 토우 간격, 주름각등의 미소 변형 변수들을 관찰하기 위해 일방향 편향 인장실험과 이축 인장실험을 겪은 시편들을 전단각에 따라 분류하여 현미경을 이용하여 변형 경향을 관찰하였다. 전단각에 따른 변형된 토우 구조의 변화를 간단한 설계 변수 모델을 이용하여 근사하였다.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제12권1호
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• pp.62-69
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• 2016

Current guidance considers that uniaxially loaded specimen with a deep crack is used for the determination of the ductile-to-brittle transition temperature. However, reactor pressure vessel is under biaxial loading in real and the existence of deep crack is not probable through periodic in-service-inspection. The elastic stress intensity factor and the elastic-plastic J-integral which were used for crack-tip stress field and fracture mechanics assessment parameters. The difference of the loading condition and crack geometry can significantly influence on these parameters. Thus, a constraint effect caused by differences between standard specimens and a real structure can over/underestimate the fracture toughness, and it affects the results of the structural integrity assessment, consequentially. The present paper investigates the constraint effects by evaluating the master curve $T_0$ reference temperature of PCVN (Pre-cracked Charpy V-Notch) and small scale cruciform specimens which was designed to simulate biaxial loading condition with shallow crack through the fracture toughness tests and 3-dimensional elastic-plastic finite element analyses. Based on the finite element analysis results, the fracture toughness values of a small scale cruciform specimen were estimated, and the geometry-dependent factors of the cruciform specimen considered in the present study were determined. Finally, the transferability of the test results of these specimens was discussed.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.293-308
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• 1999

이 논문에서는 패널, 깊은 보 그리고 전단벽과 같이 평면응력상태하에 있는 철근콘크리트 구조물의 비선형 유한요소해석에 있어서의 직교이방성 콘크리트 구성 모델의 적용성을 보여준다. 등가의 일축 변형을 개념을 토대로 콘크리트의 구성 관계가 주변형률 축과 일치하고 하중이력에 따라 회전하는 직교하는 축에 대해 제시된다. 제안된 모델은 이축 압축응력상태와 인장-압축 응력상태에서 각각 압축강도의 증가와 인장 저항력의 감소효과를 보여주는 이축 파괴영역의 정의를 포함한다. 인장균열이 발생한 후, 콘크리트의 압축강도의 감소효과가 제시되고, 인장강화효과로 알려진 철근에 의해 지지되는 콘크리트의 인장응력이 고려된다. 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 힘의 평형, 적합조건 그리고 철근과 철근을 둘러싼 콘크리트 사이의 부착응력-슬림 관계를 토대로 인장강화효과를 모사하기 위한 모델이 제안된다. 유한요소 모델에 의한 예측은 유용한 실험자료와의 비교에 의해 입증된다. 이 논문에서는 해석결과와 이상화한 전단 패널실험으로부터 얻어진 실험값의 비교연구가 수행되고, 제안된 모델의 타당성을 보여주기 위해 서로 다른 응력상태하의 전단 패널 보와 벽체의 힘-변위 관계를 평가하였다.