• 제목/요약/키워드: 축방향 변형

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공용중 보수용접에 의한 용접부의 응력 및 변형의 거동 - 인장력 작용중 균열보수용접에 의해 생기는 응력 및 변형의 거동 - (Behavior of Stress and Deformation Generated by Repair Welding under Loading)

  • 장경호;이상형;전준태
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제12권3호통권46호
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    • pp.269-279
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    • 2000
  • 차량하중의 증가 및 부식 등에 의해 손상된 강교량 구조물들은 보수 보강이 요구되어진다. 손상부채를 보수 보강하는 방법은 단면결손이 없다는 장점을 가진 용접에 의한 보수방법이 유리하다. 3차원 탄소성해석 결과를 토대로 공용중 보수용접에 의해 생기는 응력과 변형의 거동에 대해 연구하였다. 균열이 있는 부재에 하중만 작용할 경우 과도 응력의 크기는 보수용접균열길이 및 균열깊이가 큰 순으로 크다. $80MPa({\sigma}_y/3)$$140MPa({\sigma}_a)$의 응력 작용시 보수용접에 의해 발생되는 응력의 크기는 무응력 상태에서 보수용접시 발생되는 응력의 크기와 하중재하에 의해 생긴 응력의 크기의 합과 비슷하다. 응력 작용시 보수용접에 의해 발생되는 용접선방향 인장과도응력 성분은 부재폭에 대한 균열 길이비(1/b)가 커지면 커짐을 알 수 있다. 또한, 응력 작용시 보수용접에 의해 발생되는 용접선 직각방향의 면내수축변위의 크기는 보수용접길이가 긴순으로 크다.

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전단변형과 시간변화 이동자기력을 고려한 레일의 강제진동모델링 (Forced Vibration Modeling of Rail Considering Shear Deformation and Moving Magnetic Load)

  • 김준수;김성종;이혁;하성규;이영현
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제37권12호
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    • pp.1547-1557
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    • 2013
  • 시간변화 이동자기력이 작용하는 레일의 변형을 티모센코 보 이론(Timoshenko beam theory)로 가정하였으며, 보의 진동특성에 영향을 미치는 탄성체기초의 감쇠효과 및 강성을 고려하였다. 푸리에 급수와 수치해석을 이용해 강제진동모델의 동적응답과 임계속도를 구하였다. 레일의 진동모델을 유한요소 해석 및 오일러 보 이론(Euler beam theory)과 비교 검증하였다. 강제진동모델을 이용하여 레일의 영구변형을 예측하였으며, 실험결과 레일표면의 영구변형 및 마모를 확인하였다. 보의 설계변수인 레일의 형상, 재료, 탄성체 기초의 감쇠효과 및 강성이 레일의 임계속도 및 레일의 처짐, 축 방향 응력, 전단 응력에 미치는 영향에 대한 매개변수적 연구를 진행하였으며, 보의 설계방향을 얻을 수 있었다.

축력을 받는 철근콘크리트조 부재 장기거동 예측의 불확실성 분석 (Uncertainty Analysis of Long-Term Behavior of Reinforced Concrete Members Under Axial Load)

  • 유재욱;김승남;유은종;하태훈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.343-350
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    • 2014
  • 이 연구에서 몬테카를로 시뮬레이션을 이용해 확률론적 시공단계해석을 수행한 이유는 재료 특성, 환경 요인 및 하중에 대한 불확실성의 영향을 고려하기 위해서이다. 지금까지의 연구에서는 크리프 및 건조수축이 완전히 독립적인 확률 변수라고 가정되었다. 그러나 크리프 및 건조수축 추정을 위한 재료모델의 공통적인 영향요인 때문에 크리프 및 건조수축 사이에 강한 상관관계를 추정 할 수 있다. 이 논문에서는 CEB-FIB모델의 크리프 및 건조수축식을 이용하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하여 실제 두 현상 사이의 상관 계수를 평가 한 후 재료 특성, 환경 요인 및 하중의 확률 변수의 영향을 받는 축방향 변형의 통계적 특성을 평가하기위해 몬테카를로 시뮬레이션을 한번 더 사용하였다. 몬테카를로 시뮬레이션의 결과는 58층 건물의 첫 번째 층의 기둥의 변형률과 비교 했다. 비교 결과는 재료특성에 불확실성에 의한 변화가 가장 큰 것으로 나타났다. 측정된 변형률은 평균+표준 편차 범위 안에 있었다.

각형 강관의 축방향 압축강도에 관한 연구 (Axial Compressive Strength of Rectangular Hollow Section Members)

  • 조재병;임정순;한충성
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권2호통권35호
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    • pp.153-160
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    • 1998
  • 각형 강관(${\boxe}-75{\times}75{\times}3.2,\;{\boxe}-100{\times}100{\times}4.2,\;{\boxe}-125{\times}125{\times}6.0$) 기둥의 단면 치수와 초기 변형을 측정하였다. 인장시험, 단주 압축강도 실험, 그리고 세장비 $46{\sim}84$ 사이의 기둥에 대한 압축강도 실험을 수행하였다. 유한요소법에 의한 기둥의 압축 강도를 산출하였다. 단면의 공칭 치수에 대한 측정값의 오차는 무시할 정도이며, 초기변형은 각 단면별로 세장비 100에 해당하는 기둥길이에 대해 초과 확률 2.5% 값이 각각 1/490, 1/1121, 1/1395로 나타났다. 인장시험 결과 강재의 항복강도는 최소 규정 강도보다 30% 이상 높다. 기둥 실험 결과 얻은 각형 강관 기둥의 압축강도는 단주 압축강도를 강재의 항복강도로 간주하고 비교하면 유한요소 해석 결과나 AISC, Eurocode의 강도 곡선과 거의 같거나 약간 높은 값이나, 강재의 최소 규정강도를 기준으로 비교하면 실험 결과가 훨씬 높은 강도를 보이는 것으로 나타났다.

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미소 인장시험을 통한 다이아몬드상 카본 박막의 안정성 및 접합력 평가 (Stability and Adhesion of Diamond-like Carbon Film under Micro-tensile Test Condition)

  • 최헌웅;이광렬;;오규환
    • 한국진공학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.175-181
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    • 2004
  • 미소인장시험을 통해 304 스테인리스 스틸 판재 위에 증착된 DLC 박막의 안정성을 평가하였다. 모재의 소성 변형과 함께 코팅 층의 손상이 발생하기 시작하는데, 작은 규모의 모재 변형 시에는 인장축의 수직방향으로 박막의 균열이 발생하지만, 모재의 슬립변형이 발생하기 시작하면 인장 축과 $45^{\circ}C$의 각도를 갖는 슬립 면을 따라 필름의 박리가 발생하였다. DLC박막의 박리면적으로부터 필름의 접착력을 평가할 수 있었으며, 필름의 합성 전에 실시하는 Ar 플라즈마 스퍼터링 세척시간이 길수록 그리고 세척시 기판에 인가되는 전압이 높을수록 필름의 접착력은 향상되었다. 이러한 변화는 스테인리스 스틸 모재와 Si 접합 층간의 계면특성이 향상되면, 필름의 전체 접착력을 증진시킬 수 있음을 보여주고 있다.

합성단면의 콘크리트 크리프 효과에 대한 일반화 매개변수의 민감도 분석 (Sensitivity Analysis of Generalized Parameters on Concrete Creep Effects of Composite Section)

  • 연정흠;김의헌
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.629-638
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    • 2009
  • 합성단면을 구성하는 콘크리트 단면에 크리프에 의한 장기변형이 발생되면 합성단면에는 추가의 변형이 발생되며 콘크리트 단면에는 장기변형의 일부구속으로 잔류응력이 발생한다. 이 논문에서는 복잡한 합성단면에서 콘크리트 단면의 장기변형에 대한 반응을 평가하는 기존의 단계별계산법을 보다 효율적으로 적용할 수 있도록 일반화 하였다. 장기변형이 발생하는 콘크리트 단면과 이 변형의 일부를 구속하는 구속단면의 단면특성과 재료특성으로부터 초기 합성단면의 환산단면특성이 유도되고, 각 단계의 크리프계수가 고려된 유효탄성계수가 적용된 환산 단면특성이 유도되었다. 합성단면의 일반화 반응에 대한 5개의 일반화 매개변수로 구성된 단계별계산법의 식이 유도되었다. 각 단계별 계산식에는 크리프계수의 증가가 일정하도록 하여 식의 단순화와 계산시간의 감축 및 균등한 단계별 계산오차가 가능한 균등 크리프 단계별계산법을 제안하였다. 콘크리트 단면의 초기 축방향 탄성 변형률에 대한 일반화 반응은 콘크리트 단면적의 비율에 가장 민감하고, 콘크리트 단면의 단면이차모멘트 비율보다는 구속단면의 단면이차모멘트 비율에 보다 민감하였다. 반면에 콘크리트 단면의 초기 탄성곡률에 대해서는 콘크리트 단면의 단면이차모멘트 비율에 가장 민감하였다.

다중 크랙이 있는 복합재료 보의 자유진동 특성 (Free Vibration Characteristics of a Composite Beam with Multiple Transverse Open Cracks)

  • 하태완;송오섭
    • Composites Research
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    • 제13권3호
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    • pp.9-20
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    • 2000
  • 모든 층을 한 방향으로 적층하여 횡방향 굽힘과 축방향 인장운동이 연성되어 나타나는 복합재료 외팔보에 다중횡방향 개구형 크랙이 있는 경우에 대하여 자유진동 특성을 고찰하였다. 모든 크랙 위치에서의 파괴역학적 특성을 스프링 상수로 변환하여 산출하고 크랙사이 구간의 보를 전단변형 및 회전관성효과를 포함하여 해밀톤 원리로부터 운동방정식 및 경계조건을 유도하고, 라플라스 변환법을 사용하여 자유진동 특성에 관한 해를 구하였다. 복합재료의 설계 변수로서 섬유 체적비와 적층각을 설정하였으며, 크랙의 외형적 변수로서 크랙의 갯수, 분포 위치 및 크랙 깊이를 설정하여 이들 변수에 대한 고유진동수 및 모드형상의 변화 경향을 도출함으로써 임의의 다수 크랙이 분포되어 있는 보다 실제적인 상황에서의 진동변화에 근거를 둔 비파괴 검사가 이루어질 수 있는 방안에 대하여 연구하였다. 해석 결과 복합재료 보에 단일 크랙이 있는 경우에 비해 다중 크랙이 있는 경우가 여러 가지 변수에 대해 훨씬 복잡한 형태로 나타나고 있음을 보여준다.

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일방향으로 배열된 단섬유 보강 복합재료의 탄성률 예측 (Prediction of Elastic Modulus of Unidirectional Short Fiber Composite Materials)

  • 임태원;권영두;한경섭
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권2호
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    • pp.407-412
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    • 1990
  • Elastic modulus of unidirectional short fiber composite has theoretically derived with the consideration of Poisson's ratios of matrix and fiber. Unidirectional short fiber composite is modeled as an aggregate of grains developed by Kerner. Under the assumption of extra strain at fiber ends, the strain distribution along the fiber's length is determined, and the elastic modulus is derived from this distribution. For the consideration of effects of Poisson's ratio, Kerner's results for particulate composites are adapted as boundary conditions. The effect of differences in Poisson's ratio of fiber and matrix on elastic modulus is studied. Proposed equation shows a good agreement with experimental data of Halpin and Tock, et al.

구조요소를 이용한 양산단층의 진화 해석 (Evolution of the Yangsan Fault Using the Structural Elements)

  • 장천중;장태우
    • 대한지질공학회:학술대회논문집
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    • 대한지질공학회 2002년도 정기총회 및 학술발표회
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    • pp.173-182
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    • 2002
  • 단층이동자료를 이용하여 지구조 사건을 분별하고 단층의 운동시기 및 한반도 주변지구조체계와 비교하여 양산단층의 진화과정을 해석하였다. 양산단층은 팔레오세 때 단층형성이 시작되었고 그 후 NW-SE 신장 사건에 의해 우수주향이동을 했다. 우수주향이동은 장구한 시간동안 진행되어 마이오세 초에 확장축이 바뀜에 따라 약간의 변화가 있지만 우수운동은 지속되었다. 마이오세 말에 양산단층은 좌수이동으로 변하여 운동하게 되며, 마이오세 말 혹은 플라이스토세 초에 와서 양산단층은 N-S 방향의 최대 수평압축응력을 받게 된다. 이후 플라이스토세를 전후해서 E-W 방향의 최대수평압축응력에 의해 양산단층은 다시 우수이동을 한다. 이와 같이 양산단층은 한번의 운동으로 발달된 단층이 아니라 서로 다른 응력체계 하에서 다중변형을 받아 현재의 모습으로 진화되었다고 판단된다.

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조선누층군 풍촌석회암 방해석 쌍정에서 유추된 고응력장 (Paleostress Inferred from Calcite Twins in the Pungchon Limestone, Joseon Supergroup)

  • 강성승;장보안
    • 지질공학
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    • 제32권1호
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    • pp.13-26
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    • 2022
  • 본 연구는 방해석 내 쌍정을 이용하여 조선누층군 풍촌석회암층의 고응력장을 규명하기 위함이다. 이를 위해 조선누층군 두위봉형의 풍촌석회암에서 6개의 시료를 채취하여 방해석 c-축의 방향 및 경사, e 쌍정면의 방향 및 경사, 쌍정의 평균 두께 및 갯수, 방해석 입자의 크기 등을 측정하였다. 측정된 자료들은 Calcite Strain Gauge 프로그램에 입력되어 쌍정의 변형률, 평균 두께, 치밀도 및 고응력장의 상대적 크기 및 방향 등을 계산하였다. 쌍정의 변형률은 1.09~15.36%, 평균 두께는 0.53~3.72 ㎛, 치밀도는 21.0~53.1 twin/mm의 범위를 보인다. 쌍정의 변형률, 치밀도 및 두께에 의한 변성온도 계산결과 대부분의 시료에서 170~200℃ 이하를 보여, 풍촌층의 상부층인 직운산층의 변성온도에 비교할 때 최대 심도의 절반 이상 상승한 후에 쌍정이 생성된 것으로 판단된다. 응력장의 방향은 5개의 시료에서 2방향을 보이는 반면, 단지 1개의 시료에서만 한 방향을 보여 대부분의 시료에서 압축응력이 2번 이상 작용하였음을 보여준다. 압축응력은 WNW-ESE~ENE-WSW의 방향성이 가장 우세하고 NW-SE와 NE-SW의 방향성도 보인다. 본 연구에서 측정된 고응력장과 연구지역 인근에서 지질구조나 다른 방법에 의하여 규명된 고응력장과 비교할 때 E-W 방향의 고응력장은 트라이아스기 말에서 쥬라기 초에 발생한 송림조산운동에 가장 큰 압축응력이 작용하였고 쥬라기에 발생한 대보조산운동과 불국사 변동에 의해서도 쌍정이 생성된 것으로 판단된다.