• 제목/요약/키워드: 탄성강도

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대칭 하중을 받는 포물선 아치 리브의 탄성 면내 좌굴 강도 (In-plane elastic buckling strength of parabolic arch ribs subjected symmetrical loading)

  • 문지호;윤기용;김성훈;이학은
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제17권2호통권75호
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    • pp.161-171
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    • 2005
  • 대칭 하중을 받는 아치 리브의 경우 면내 강성이 가해지는 하중에 비하여 작은 경우 예기치 않게 면내 방향으로 좌굴이 발생하게 된다. 아치 리브의 종국 면내 좌굴 강도는 재료의 비탄성이 고려되어야 한다. 하지만 탄성 면내 좌굴 강도는 세장비가 큰 경우에는 재료의 탄성 범위에서 좌굴이 발생하기도 하며, 세장비가 작은 경우에도 아치의 지간이나 라이즈, 단면의 개략적인 형태를 결정하는 초기 설계에 유용하게 사용된다. 본 논문에서는 아치 교량의 설계에 자주 이용되는 대칭 하중을 받는 포물선 아치 리브의 형상에 관하여 비선형 유한 요소 해석을 사용하여 탄성 면내 좌굴 강도에 대하여 연구를 수행 하였다. 연구 결과 기존의 탄성 좌굴 이론에서는 휨강성과 탄성 좌굴 강도는 비례하지만, 비선형 해석 결과 아치 단면의 세장비가 작을 경우 휨강성과 아치의 탄성 좌굴 강도가 비선형적인 관계를 보이는 것을 밝혔다.

다공성 복합재의 파손 강도 예측을 위한 미시역학 전산 해석 (Micromechanical Computational Analysis for the Prediction of Failure Strength of Porous Composites)

  • 양대규;신의섭
    • Composites Research
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    • 제29권2호
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    • pp.66-72
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    • 2016
  • 고온에서 열화학적 분해 현상을 겪는 고분자 기지 복합재료는 기지 내부의 기공도가 급격히 증가한다. 기공의 생성은 재료의 탄성 계수와 파손 강도를 감소시키며, 기공 내부의 가스 압력은 재료의 열기계적 거동에 영향을 준다. 본 논문에서는 기지 내부에 많은 기공이 포함된 일방향 섬유 강화 복합재료의 이차원 대표 체적 요소를 설정하고 유한요소 해석을 수행하였다. 이를 통해 기공 상태에 따른 복합재료의 유효 탄성 계수, 기공 탄성 계수, 파손 강도 등을 산출하였다. 특히, 기지 재료의 특성에 많은 영향을 받는 섬유 수직 방향의 파손 강도가 원래 기지 강도보다 현격히 낮게 산출되며, 기공도가 증가함에 따라 지속적으로 떨어지는 경향을 확인하였다.

다기능 표층용 아스팔트 혼합물의 역학적 특성 평가 (Evaluation on the Mechanical Properties of Multi-Functional Asphalt Pavements for Surface Course)

  • 이관호;함상민;김성겸;이병식
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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    • pp.292-295
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    • 2011
  • 본 논문에서는 배수성(저소음)포장을 포함하는 2-Layer 아스팔트 포장의 상부층과 하부층의 역학적인 특성을 평가하는데 목적이 있다. 연구 방법으로는 슈퍼페이브 배합설계로 2-Layer 아스팔트 포장의 상 하부층 시편을 제작하였으며, 시편 상부층의 최대공칭치수는 4.75mm이고 하부층의 최대공칭치수는 13mm이다. 이 시편에 대한 기본 물성 시험 실시 후 마샬 안정도 시험에 대한 안정도와 흐름값을 평가하였다. 그리고 상부층과 하부층의 자유단 공진주 시험을 통해 탄성계수(E)를 측정하였고, 비파괴 시험법인 슈미트해머(Schmidt hammer)를 이용해 반발경도를 측정한 후 강도를 추정하였다. 또한 일축압축시험으로 측정된 압축강도로 탄성계수($E_{50}$)를 계산하였다. 마지막으로 각각의 역학적 시험을 통해 얻어진 결과값으로 강도(qu)와 탄성계수 ($E_{50}$)의 상관관계와 추정식으로 구한 강도와 일축압축강도 시험으로 얻어진 강도와의 상관관계를 분석하였고, 자유단 공진주 시험의 탄성계수(E)값과 일축압축시험의 결과로 얻어진 탄성계수($E_{50}$)의 상관관계를 분석하였다.

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초음파를 이용한 사과의 경도측정(II) -사과의 탄성계수 및 생물체항복강도 예측모델개발- (Measurement of Firmness in Apples Using Ultrasonic Techniques(II) -Development of the prediction model for apparent elastic modulus and bioyield strength of the apples-)

  • 김만수;서륜;김기복;정현모
    • 한국농업기계학회:학술대회논문집
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    • 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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    • pp.471-478
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    • 2002
  • 초음파를 사과의 비파괴 품질판정에 이용하기 위한 기초연구로서 계측된 저장기간에 따른 사과의 초음파 특성과 본 연구에서 계측된 사과의 기계적 특성을 이용하여 초음파에 의한 사과의 탄성계수 및 생물체항복강도 예측모델을 개발하고자 하였으며, 결론은 다음과 같다. 1. UTM을 이용하여 사과의 기계적 특성치를 분석하여 생물체항복점, 생물체항복변형량, 생물체항복강도, 파괴점, 극한변형량, 극한강도 및 탄성계수 등을 구하였다. 2. 사과의 기본 물성, 초음파 특성과 기계적 특성값 들을 분석한 결과 사과의 질량, 체적, 시간영역의 진폭(PTP), 제3영역 에너지 스펙트럼 밀도함수가 기계적 특성 중 생물체항복강도, 탄성계수와 높은 상관성이 있는 것으로 나타났다. 3. 사과의 저장 기간, 질량, 체적, Peak-to-peak, 제3영역의 에너지값 등 5개의 독립변수를 가지는 다중선형회귀모형으로 사과의 탄성계수 및 생물체 항복강도 예측모형을 개발하였다.

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등분포 하중을 받는 일축대칭 일단 스텝보의 비탄성 거동 특성 고찰 (A Study on Inelastic Behavior of Monosymmetric Singly Stepped Beam Subjected to Uniform Load)

  • 박이슬;박종섭
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2012년도 춘계학술논문집 2부
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    • pp.738-740
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    • 2012
  • 최근 변단면 거더의 경제성을 고려하여 장경간 거더 교량과 강골조 구조물에 변단면보의 사용이 증가하고 있으며, 고강도 강의 등장으로 인해 변단면보의 정확한 좌굴 강도의 평가가 매우 중요시 되고 있다. 본 논문에서는 기존에 연구된 탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 관한 연구를 바탕으로하여 별로 비탄성 구간에 비지지 길이가 존재하는 일축대칭 I형 변단면보의 횡-비틀림 좌굴 강도 해석을 실시하였다. 해석에는 유한요소해석프로그램인 ABAQUS(2007)가 사용되었으며, MINITAB(2006)을 이용하여 간편한 설계식을 제안하고 있다. 일단 계단식 단면을 가지는 보에 대하여 고려하였으며, 플랜지 길이 방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형 보를 나타내었다. 집중 하중을 적용시켰으며 비선형 해석을 위해 잔류응력 및 초기변형과 재료비선형을 고려하였다. 본 연구 결과에서 제안된 식은 향후 다양한 하중이 작용하는 비탄성 횡-비틀림 좌굴 강도에 대한 연구에 많은 도움이 될 것이다.

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집중하중을 받는 I형 스텝보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 하중고 효과가 미치는 영향 고찰 (A Consideration with Load Height Effects for Inelastic Lateral-Torsional Buckling of Stepped Beam Subjected to a Concentration Load)

  • 박이슬;오정재;박종섭
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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    • pp.464-467
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    • 2011
  • 본 논문에서는 기존에 수행된 비탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하고 균일단면을 가지는 I형 보의 좌굴 강도에 대한 해석적 이론적 연구를 토대로 변단면 I형보의 하중고 효과를 고려한 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구를 수행하였다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R요소가 사용되었고, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 스텝보를 나타내었으며, 집중하중을 작용시켰다. 개발된 좌굴강도 제안식은(오정재 등, 2011)과 해석결과를 하중고 효과 평가 시 큰 단면변화를 보이는 경우를 제외하고는 ${\pm}10%$의 오차범위를 나타내었다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구에도 많은 도움이 될 것이다.

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고강도 콘크리트의 탄성계수 추정 (Estimation of Modulus of Elasticity in High Strength Concrete)

  • 오민호;김태완;최진웅;최걸;김형준;박선규
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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    • pp.413-414
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    • 2010
  • 기존 연구에 따르면 강도 증가에 따라 설계기준에서 제시하는 콘크리트의 탄성계수가 실제 탄성계수를 과대평가하고 있다고 언급하고 있으나 2007년에 콘크리트구조설계기준이 개정되었기 때문에 개정된 탄성계수 산정식에 대한 확인이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 고강도 콘크리트의 실험을 통해 탄성계수를 제안하였으며 제안식과 2003 콘크리트구조설계기준 및 2007 콘크리트구조설계기준의 탄성계수를 비교분석하였다.

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국내의 실험자료를 이용한 고강도 및 초고강도 콘크리트의 탄성계수식 제안 (A Proposal of Elastic Modulus Equation for High-Strength and Ultra-High-Strength Concrete)

  • 장일영;박훈규;윤영수
    • 콘크리트학회지
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    • 제8권6호
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    • pp.213-222
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    • 1996
  • 최근 들어 고강도 및 초공강도 콘크리트의 사용이 국내외적으로 비약적인 증가 추세에 있으며, 국내에서도 이와 관련된 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 재료개발 및 현장적용 측면에서의 연구가 활발하여 많은 성과를 얻어내고 있다. 그러나 설계단계부터 고강도의 콘크리트를 적용하는 참의미의 실용화 정도는 매우 미진한 실정이다. 이것은 설계단계부터 믿고 적용할 수 있는 고강도 콘크리트 관련의 국내 설계규준이 확립되어 있지 않은 것이 가장 큰 원인이 되고 있다. 따라서 본 연구에서는 고강도 및 초고강도 콘크리트 설계규준 정립에 있어서 기초적 자료가 될 수 있는 탄성계수의 추정식을 제안하였다. 이것은 국내에서 실험도니 고강도 및 초고강도 콘크리트의 탄성계수 값들을 근거로 통계적 수법을 이용한 것으로 압축강도 400-1,000kg/$\textrm{cm}^2$에 대해 적용할 수 있다. 또한 국외에서 발표된 탄성계수식을 국내의 실험값과 비교, 분석한 결과 전반적으로 과대평가하고 있음이 확인되어 본 연구에서 제안된 탄성계수 추정식이 국내실정에 적합할 것으로 사료된다.

비선헝 비탄성 유한변위 해석 및 좌굴해석에 의한 강사장교의 극한강도 비교 (Comparison of Limit Strength of Steel Cable-Stayed Bridges using Nonlinear Inelastic Displacement and Buckling Analyses)

  • 김승억;최동호;마상수;송원근
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제18권3호
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    • pp.277-289
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    • 2005
  • 본 논문은 강사장교의 극한강도를 다루고 있다. 강사장교의 극한강도를 평가하기 위하여 비선형 비탄성 해석 접근법과 분기점 좌굴 고유치해석 접근법인 유효접선탄성계수$(E_f)$법을 사용하여 예제를 수행하였다. 이를 위하여 초기형상을 고려한 실용적인 비선형 비탄성 해석기법을 제시하였다. 초기형상 해석 시각 형상해석 단계마다 보-기둥 부재의 부재력 대신 개선된 구조물형상을 고려하였다. 보-기둥 부재의 기하학적 비선형은 안정함수를 사용하여 고려하였고, 재료적 비선형은 CRC 접선계수와 포물선 함수를 사용하여 고려하였다. 또한, 케이블 부재의 기하학적 비선형은 할선탄성계수 값을 사용하여 고려하였다. 본 연구에서 제안한 해석기법으로 예측된 하중-변위 곡선들이 다른 연구에 의한 결과들과 비교 검증 되었으며, 제시된 3차원 강사장교 모델들에 대하여 제안한 해석기법과 비탄성 좌굴해석을 사용하여 극한강도를 비교하였다.

비탄성 요구도 스펙트럼을 이용한 교량구조물의 역량스펙트럼 해석에 대한 강도감소계수의 영향 (Effects of Strength Reduction Factors for Capacity Spectrum Analysis of Bridge Structures using Inelastic Demand Spectrum)

  • 송종걸;김학수;장동휘
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1A호
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    • pp.25-37
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    • 2008
  • 역량스펙트럼 방법은 그래픽적인 방법으로 간단하게 지진해석을 수행한다. 개발 초기에 역량스펙트럼 방법은 빌딩구조물에 주로 사용되었으나 최근에는 교량구조물에도 사용할 수 있도록 확장되었다. 역량스펙트럼 방법은 비탄성 정적해석으로부터 구한 역량곡선과 유효감쇠 혹은 강도감소계수를 사용하여 선형탄성 설계스펙트럼을 감소시켜 구한 요구도 스펙트럼에 기반을 두고 있다. 본 논문에서는 감소된 요구도 스펙트럼은 강도감소계수에 대한 몇 개의 제안식을 사용하여 구한 비탄성 요구도 스펙트럼을 사용한다. 역량스펙트럼 해석에 대한 강도감소계수의 영향은 세가지 종류의 대칭 및 비대칭 교량에 대하여 평가하였다. 몇 개의 강도감소계수를 적용한 역량스펙트럼 방법의 정확성을 평가하기 위하여, 역량스펙트럼 방법에 의한 최대변위를 8개의 인공지진에 의한 비탄성 시간이력해석 결과와 비교하였다. 강도감소계수 제안식 중 SJ 제안식에 의한 역량스펙트럼 해석의 최대변위가 비탄성 시간이력해석 결과와 가장 일치하는 결과를 나타냄을 알 수 있었다.