• Title/Summary/Keyword: 집중응력

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Centrifugal Model Test on the Behaviors of Composite Ground Improved with Sand Compaction Piles - Focused on Stress Concentration of SCPs - (모래다짐말뚝으로 개량된 복합지반의 거동에 관한 원심모형실험 - 응력집중을 중심으로 -)

  • Bae, Woo Seok;Oh, Se Wook;Shin, Bang Woong
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.1C
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    • pp.19-24
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    • 2006
  • In this study, centrifugal model tests were performed to evaluate the stress sharing between SCP and surrounding clayey soil at composite ground improved by sand compaction pile with the low area replacement ratio. The SCPs were formed by the "frozen pile" method and pressure cells were installed on pile and surrounding clayey soil to observe stress sharing characteristics. As a result of centrifugal tests, it is shown that the value of stress concentration ratio is mainly affected by area replacement ratio, loading condition and elapsed time.

A Numerical Analysis for Stress Concentration of Openings in Offshore Tubular Steel Tower under Design Loading Condition (설계하중조건에 따른 해상풍력 강재타워 출입구에 발생되는 응력집중에 대한 해석적 연구)

  • Reyno, Hannah;Park, Jong-Sup;Kang, Sung-Yong;Kang, Young-Jong
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.2
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    • pp.1516-1523
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    • 2015
  • This study investigates the stress concentration factor of a door opening of an offshore tubular steel tower. The tubular steel tower is subjected to eight (8) different load combinations which are deemed to be normal and abnormal operating cases for the ultimate limit state and serviceability limit state. Analytical method using parametric equations and numerical method of finite element are used to analyze the stress components as well as any translations or rotations where the flow of stress is interfered with. A finite element program, ABAQUS, is used for the numerical method analysis. Trends of the stress concentration in the localized area near the opening are studied, and points of interest are defined for comparison among three different cases of tubular steel tower: without door and without reinforcement; without door opening and with reinforcement; and with door opening and with reinforcement. Findings are tabulated and shown in illustrative charts, and conclusions are made.

A Numerical Analysis on the Diaphragm and Cutout Structures for Improvement of Structure Performance in Orthotropic Steel Decks (강바닥판 구조성능 개선을 위한 보강재 설치에 관한 매개변수해석)

  • Shin, Jae-Choul;An, Ju-Og
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.9 no.1
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    • pp.41-47
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    • 2009
  • Transverse rib web of orthotropic steel decks is highly susceptible to stress concentration due to out-of-plane and oil canning deformation caused by longitudinal rib distortion. In particular, stress concentrations are observed in the crossing point of longitudinal rib-transverse rib-deck plate, and cutout parts of transverse rib. The main objective of this study is to improve structure performance and to reduce the stress concentration of aforementioned susceptible parts. It is known that the installation of diaphragm alleviates stress concentrations between crossing point ant cutout. The influence of transverse rib placement and cutout width on stress concentrations was thoroughly investigated through numerical analyses. The numerical result showed that diaphragms produce the structural details for improved structure performance, when the transverse rib was placed in the same location with diaphragms. In any case, it is certain that the installation of diaphragms has more advantageous than the case without diaphragms in terms of structure performance of orthotropic steel decks. In this study, the distance ratio($y_i/y_{total}$) is defined as the ratio of the distance($y_{total}$) between the deck plate and longitudinal rib bottom to the distance($y_i$) between the deck plate and crossing point of longitudinal rib-transverse rib in cutout part. It has been found that the optimal distance ratio was 0.85 from the numerical simulation.

접촉요소(Contact Element)를 적용한 나사체결부(Thread joint)의 구조해석

  • 구송회;이방업;조원만;이환규
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1996.11a
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    • pp.15-24
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    • 1996
  • 로켓모타의 연소관은 구조적인 편의성 및 경량화를 위하여 도옴-실린더부와 실린더-노즐부에 나사체결방법을 많이 적용하고 있는데, 나사의 골부위에 집중응력이 발생하여 인장강도를 넘는 응력이 발생하는 경우가 있다. 본 연구에서는 나사의 골부위의 응력수준을 좀 더 정확히 예측하기 위하여 나사체결시 작용하는 조립 토오크에 의한 초기하중을 고려한 구조해석을 수행하였으며, 나사부위에 발생하는 응력이 항복강도를 초과하므로 정확한 해석을 위하여 탄소성해석을 수행하였다. 조립 토오크에 의한 초기하중은 나사체결 멈춤부에 음(-)의 접촉 간극을 부여하여 모델링하였으며, 조립 토오크의 크기는 나사체결 근접부에서 변형률을 측정하여 모사하였다. 해석결과 초기하중을 고려하여 구조해석을 수행하면 최대예상 작동압력에서 초기하중의 영향은 거의 나타나지 않았으며, 마찰계수를 감소시키면 최대응력이 감소하여 구조적 안전성이 증가할 것으로 판단된다.

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Seismic Design of Steel Moment Connections with Welded Straight Haunch (용접 수평헌치로 보강된 철골 모멘튼 접합부의 내진설계)

  • 이철호
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.4
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    • pp.73-81
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    • 2000
  • 본 연구에서는 용접 수평헌치로 보강된 철골 모멘트 접합부의 내진설계법을 제시하고자 한다. 최근의 실험결과에 의하면 보의 하부를 수평헌치로 용접하는 방안은 취약한 내진성능이 드러나 기존 철골 모멘트 접합부의 내진보강이나 내진성능이 뛰어난 건물의 구축에 매우 효과적임을 알 수 있다. 용점 삼각헌치로 보강된 접합부의 설계법은 최근에 미국의 연구자들에 의해 제시된 바가 있다. 그러나 이 설계법은 응력 전달 메커니즘이 상이한 수평헌티 접합부의 설계에는 적용될수 없다. 본 논문에서는 우선 수평헌치와 보의 상호작용 및 변형의 적합 조건을 고려하여 도출된 단순화된 해석적 응력전달 모형을 간략히 기술한다. 이를 기초로 수평헌치 접합부의 단계별 내진 설계절차를 제안한다. 아울러 헌티단부의 응력집중을 줄이는데 매우 효과적인 디테일도 제시하고자 한다.

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A Study on the Behavior of the Adhesive Failure of RC Beams Strengthened by Carbon Fiber Sheet (탄소섬유쉬트로 보강된 철근콘크리트보의 부착파괴거동에 관한 실험적 연구)

  • 박칠림;황진석;박형철;백명종
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.9 no.6
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    • pp.157-164
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    • 1997
  • 최근 손상된 구조물에 탄소섬유쉬트 보강공법이 많이 사용되고 있다. 탄소섬유쉬트 보강에 따른 휨내력의 증진이 이루어지기 위해서는 보와 탄소섬유쉬트의 일체거동이 이루어져야 하며, 쉬트단부에서 부착파괴가 발생하지 않아야 한다. 따라서 이번 실험에서는 탄소섬유쉬트의 보강매수에 따른 부착파괴의 거동을 살펴보았다. 전시험체에서 부착파괴가 발생하였으며 부착파괴가 발생한 하중의 크기는 보강매수에 관계없이 비슷하였다. 부착파괴의 거동은 순수부착파괴와 피복박리파괴로 구분될 수 있었으며 부착응력은 단부에서 집중현상이 나타났고 집중된 응력의 크기는 15.39~41.42kg/$\textrm{cm}^2$로 나타났다. 정착길이내의 평균부착응력은 6.85~8.99kg/$\textrm{cm}^2$으로서 평균 7.38kg/$\textrm{cm}^2$이고 이 값은 이론치인 6.19kg/$\textrm{cm}^2$보다 약간 높으며 설계부착응력인 6kg/$\textrm{cm}^2$에 부합되는 것으로 나타났다. 따라서 설계부착응력 6kg/$\textrm{cm}^2$은 정착길이의 설계시 합리적 값으로 평가되었다.

선체구조물의 피로강도 해석기법

  • 송재영;신찬호
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.3
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    • pp.7-14
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    • 1997
  • 본 고에서는 설계자가 초기 설계시 적용할 수 있는 간이피로해석방법에 대하여 기술하였으며, 특히 선체의 각 구조상세에 대하여 산정된 응력집중계수를 이용하여 피로수명을 쉽게 평가할 수 있는 집중응력방법을 정립하였다. 이 집중응력방법을 사용하면 모든 구조상세에 대하여 한개의 S-N 선도를 적용하게 되므로 일관성 있는 피로상도해석을 수행할 수 있다. 또한 피로수명에 큰 영향을 미치는 파랑하중은 설계조건에 주어진 선급규칙에 따라 계산되어진다. 선체구조의 피로강도평가 기술은 계측, 실험, 해석 및 경험을 포함하는 광범위하고 포괄적이면서 정밀함을 요구하는 종합기술이지만 여기에는 많은 불확실성이 내포되어 있다. 따라서 이를 구명하고 모든 선체구조에 적용할 수 있는 신뢰성 있는 피로강도 평가기술을 개발하기 위하여는 실선계측을 통한 피로하중규명 선체구조에 적용할 수 있는 피로강도 Data base개발, 균열진전해석 등 많은 과제에 대한 집중적인 연구가 계속 수행되어야 한다.

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A Study on the Spectral Fatigue Analysis for Offshore Structures (해양구조물의 스펙트럴 피로해석에 대한 사찰)

  • Jo, Gyu-Nam
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.4 no.2
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    • pp.59-72
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    • 1990
  • 본 논문은 해양 구조물에 대한 확률적 기법을 이용한 스펙트럴 피로해석 방법에 대하여 기술하고 있다. 환경조건 특히 파도 및 관련된 해상상태, 파도 스펙트럼에 대하여 조사하였다. 각종 공식을 이용한 응력 집중계수와 유한요소법을 이용한 응력 집중계수 산출 방법 및 피로수명에 대한 그 영향에 대하여 연구하고, S-N선도의 선택과 해상상태의 간략화 문제등에 관해서도 다루었다. 마지막으로 스펙트럴 피로해석 기법을 응용한 실제 피로해석 사례 연구를 통하여 본 방법의 유용성을 입증하였다.

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A three-dimensional finite element analysis of osseointegrated implant on stress distribution in different abutment designs and fixture diameters (각종 지대주 및 고정체 종류에 따른 골유착성 임플랜트의 응력 분포에 관한 삼차원 유한요소분석적 연구)

  • Kwon, Ho-Beom;Kim, Chang-Whe;Kim, Yung-Soo
    • The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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    • v.34 no.4
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    • pp.699-721
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    • 1996
  • 브로네마르크가 골유착성 임플랜트를 소개한 이래로, 현재 골유착성 임플랜트에 의한 치료는 안전하고 안정적인 방법으로 여겨지고 있다. 골유착성 임플랜트를 이용한 초기의 치료는 무치악 환자의 저작기능 회복에 중점을 두어 왔다. 그러나 현재는 환자와 시대의 요구에 따라서 심미성이 주요한 관심사가 되었다. 그래서 표준 지대주보다 더 심미적인 지대주 시스템들이 개발되었다. 다양한 직경의 임플랜트 고정체에 관한 임상가들의 요구에 의해 직경 이 큰 고정체가 생산되기 시작했으며, 5mm의 직경을 갖는 고정체가 그 예이다. 골유착성 임플랜트를 사용하여 보철치료를 할 때, 골과 고정체의 계면은 보철물과 지대주에 가해지는 교합력을 인접골에 전달하게 되며, 이것은 계면에 생물학적인 반응을 야기할 수 있다. 임플랜트의 형태는 골흡수와 같은 바람직하지 않은 반응을 일으키지 않도록 고안되어야 하며, 임플랜트 자체가 교합력을 견딜 수 있어야 한다. 그러므로 골유착성 임플랜트 시스템을 임상에 사용하려고 할 때 이것의 생역학적 분석은 반드시 필요하다. 본 연구에서는 삼차원 유한요소분석적 방법을 사용하여 3.75mm직경을 갖는 고정체에 표준 지대주, 이세티콘 지대주, 마이러스콘 지대주를 연결한 모델과 5mm 직경을 갖는 고정체에 표준 지대주를 연결한 모델에 각각 수직하중, 경사하중, 수평하중을 가했을 때의 응력분포를 비교하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1. 모든 모델에서 금나사의 경부, 금원주, 지대주에 응력의 집중이 일어났다. 2. 임플랜트 고정체에서는 고정체 상방 2/3, 그리고 지대주와 접촉하는 고정체 상면에서 응력의 집중이 관찰되었다. 3. 골에서는 상부 피질골에 응력의 집중이 관찰되었으며, 해면골에서는 두드러진 응력의 집중을 보인 부위는 없었으나 고정체의 근단부 주위 해면골에서의 응력값이 비교적 높았다. 4. 5mm 직경의 고정체를 사용하지 않은 모델 중에서, 표준 지대주를 사용한 경우가 가장 응력분산에 유리하였으며 마이러스콘 지대주를 사용한 경우가 가장 불리하였다. 5. 3가지 하중 조건하에서 수평하중과 경사하중의 경우가 수직하중의 경우보다 더 높은 응력값이 관찰되었다. 6. 응력값은 골에서보다 임플랜트 내부에서 훨씬 높았다.

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The Fatigue Strength of Steel Bridge Components Attached with Non-load Carrying Out-of Plane Gusset Plate (하중 비전달형 면외 거셋판이 부착된 강교량 부재의 피로강도)

  • Woo, Sang Ik;Jung, Kyoung Sup
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.10 no.4 s.37
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    • pp.779-788
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    • 1998
  • This paper presents the results of the experimental and analytical investigation for the fatigue strength of welded details frequently used in steel bridges, especially for the details with relatively lower fatigue strength. Considering the measured stress fatigue cracking initiated at toe of the transverse fillet weld joining the gusset plates to the web because of the stress concentration that developed as a result of the geometric conditions and the greater probability of microscopic discontinuities at the fillet weld toe A comparison was made of the stress calculated by considering geometric aspect of bead and measured at same position. They indicate that the geometric conditions of the weld toe result in similar stress concentration on both FEM models and test results. The test results were compared with the fatigue criteria of AASHTO, JSSC specifications. Specimens of 80 and 150mm gusset plate configuration tested either respectively equaled or exceeded the fatigue resistance provided by category D and E of the AASHTO specification. It also satisfied the category F and G of JSSC. Both WG1 and WG3 specimen tend to provide S-N curves with a store near -0.3 less than AASHTO and JSSC.

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