• 제목/요약/키워드: 항복기준

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$C^{\circ}$-계층적 평판요소에 의한 경사평판의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis of Skew Plates by $C^{\circ}$-Hierarchical Plate Element)

  • 우광성;허철구;박진환
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.65-76
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    • 2001
  • 본 연구의 목적은 평판의 모서리 둔각이 135도까지를 갖는 재료적 비선형 경사평판을 해석하기 위해 C°-계층적 평판요소를 개발하는 것이다. 기하학적 변환을 통해 경사진 경계조건은 직각좌표계의 좌표변환을 이용하여 해결할 수 있다. 여기서, 경사경계는 경사진 변 전체 또는 경사교량의 교좌위치와 관련된 몇 개의 선택지점만을 고려할 수 있게 하였다. 이 목적을 위해 경사교량의 교좌장치의 이동방향을 설명할 수 있도록 1차 전단변형을 갖는 Reissner/Mindlin 평판이론에 기초를 둔 5-자유도 경사평판요소가 정식화되었다. 한편, 평판의 극한내하력을 추정하기 위해 von-Mises 항복기준에 기초를 둔 소성유동법칙을 갖는 증분소성이론이 채택되었다. 또한, ADINA 소프트웨어에 의한 h-version 모델과 제안된 p-version 모델을 사용하여 경사각, 경계조건과 하중의 변화에 따른 영향을 조사하였다. 해석결과는 이론값과 문헌에 보고된 수치해석값과 비교되었다. 자유도 수에 따른 정확도를 비교기준으로 한다면, 본 연구에서 제안된 해석모델은 지금까지 개발된 가장 효율적 도구의 하나라고 할 수 있다.

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항복강도에 따른 선체판의 탄소성거동에 관한 연구 (A Study on the Elasto-Plasticity Behaviour According to the Yield Strength of a Ship's Plate)

  • 고재용;박주신
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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    • pp.27-31
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    • 2003
  • 최근 박판두재인 고장력강이 구조물에 폭넓게 사용됨으로서 좌굴이 발생하기 쉽다. 특히 고장력강을 사용하는 선체구조물에서는 좌굴은 중요한 설계기준이 되고 있다. 따라서 좌굴발생 후 거동을 정확하게 파악하는 것은 선체구조의 안정성에 중요하다. 본 연구에서는 선체의 대표적인 구조물인 판을 대상으로 각 선급 룰에서 좌굴강도식의 기준으로 삼고 있는 단순지지조건에서의 여러 가지 항복강도에 따라 압축하중을 받는 박판구조물의 초기좌굴 후 거동과 2차좌굴 후 거동에 대해서 규명하였다. 해석방법으로는 범용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하였고 2차좌굴과 같은 복잡한 비선형거동을 해석하기 위하여 호장증분법(Arc-length method)을 사용하였다.

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굽힌 후 편 철근의 기계적 성질과 응력-변형률 모델 (Mechanical Properties and Stress-Strain Model of Re-Bars Coldly Bent and Straightened)

  • 천성철;탁소영;하태훈
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권2호
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    • pp.195-204
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    • 2012
  • 신구 콘크리트 접합부에서는 굽힌 후 편 철근을 이용한 이음이 발생한다. 철근의 굽힘과 펴는 과정에는 필연적으로 소성 변형이 발생하며, 이 과정에서 가공 경화, 바우싱거 효과, 시효 경화 현상이 발생된다. 이 연구에서는 강종, 지름, 굽힘 내면 반지름, 굽힌 후 펴기까지의 존치기간을 변수로 굽힌 후 편 철근의 인장에 대한 기계적 성질을 조사하였다. 연구 결과, 굽힌 후 편 철근은 비례한계점이 낮아지는 비선형성이 직선 철근에 비해 일찍 발생되었으며, 항복마루 없이 바로 변형경화가 발생하였다. 이것은 굽힘 가공에서 압축을 받은 부분의 바우싱거 효과에 의해 항복점이 낮아졌고, 굽힘 가공에서 인장을 받은 부분의 가공 경화에 의해 항복마루가 없어졌기 때문이다. 높은 강종일수록 항복강도의 저하가 크게 발생되었으며, SD400 철근의 항복강도는 설계기준강도보다 낮았다. 철근은 표면부의 강도가 내부보다 높기 때문에, 높은 강종일수록 굽힌 후 펴면 바우싱거 효과가 크게 발생된다. 굽힌 후 펴기까지의 존치기간이 길면 시효 경화에 의해 항복강도의 상승과 연성의 저하가 발생되었다. Ramberg-Osgood 모델을 기본 형태로 실험 자료를 회귀분석하여 항복강도와 존치기간을 고려한 굽힌 후 편 철근의 응력-변형률 관계를 구성하였다. 이 모델은 굽힌 후 편 철근이 사용된 접합부의 강성 평가에 활용될 수 있다.

녹두가루와 녹두전분의 일반성분 및 호화성질 비교 (Comparison of Chemical Composition and Gelatinization Property of Mungbean Flour and Starch)

  • 김애경;김성곤;이애랑
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.472-478
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    • 1995
  • 녹두가루와 전분의 일반성분 및 무기성분을 조사하고 녹두가루의 농도(4-8%,건량기준), 녹두전분의 농도(3-8%,건량기준)에 따른 호화 특성 및 리올로지특성을 비교하였다. 녹두가루의 일반성분은 수분 6.8%, 단백질 25.0%,지방 1.21%,회분 1.77%,비타민 B$_1$과 B$_2$는 각각 0.57과 0.11 mg/100 g이었다. 전분의 비타민 함량은 B$_1$이 0.002 mg/100 g, B$_2$가 0.02 mg/100 g이었다. 가루의 무기질함량은 칼슘이 374.9 mg/100 g으로 가장 높았고 인(353.0 mg/100 g), 칼륨(176.3 mg/100 g), 마그네슘(116.9 mg/100 g), 나트륨(107.6 mg/100 g) 순서이었다. 전분현탁액의 광투과도로 부터 예측한 전분의 호화온도는 67$^{\circ}C$이었다 녹두가루와전분의 팽윤력은 60-8$0^{\circ}C$의 가열온도에서 직선적으로 증가하였으며 그 정도는 전분이 가루보다 컸다. 용해도는 $65^{\circ}C$이후부터 증가하여 녹두 가루는 8$0^{\circ}C$까지 지속적으로 증가하였으나 전분은 7$0^{\circ}C$ 이후에는 완만하게 증가하였다 녹두가루는 농도가 증가함에 따라 아밀로그래프의 최고 점도가 증가하였으나 전분은 6-8%의 농도에서 최고점도를 나타내지 않았으며92.5$^{\circ}C$에서 15분간 유지하는 동안 점도는 지속적으로 증가하였다. 최고점도의 대수값과 농도는 직선적인 관계를 나타냈으며 동일한 최고점도를 나타내는 농도는 전분이 가루보다 2.6ft'3도 낮았다. 녹두가루(4-8%, 건량기준)와 전분(3-8%, 건량기준)현탁액을 95$^{\circ}C$에서 40분간 유지시켜 호화시킨 액을 6$0^{\circ}C$에서 측정한 결과, 항복응력과 점조 도지수는 농도가 증가함에 따라 커졌고 유동지수값은 1.0보다 작아 녹두가 루와 전분호화액은 항복응력을 가진 의가소성 유체의 성질을 나타내었다 동일한 점조도지수값을 나타내는 농도는 전분이 가루보다 약 1.3%정도 낮았다.

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탄성-완전-소성 보강쉘 구조물의 설계민감도해석 (Design Sensitivity Analysis of Elasto-perfectly-plastic Structure for Stiffened Shell Structure)

  • 정재준;이태희;임장근
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.746-752
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    • 2001
  • Design sensitivity analysis for nonlinear structural problems has been emerged in the last decade as a glowing area of engineering research. As a result, theoretical formulations and computational algorithms have already developed for design sensitivity of nonlinear structural problems. There is not enough research for practical nonlinear problems using multi-element, due to difficulties of implementation into FEA. Therefore, nonlinear response analysis for stiffened shell which consists of Mindlin plate and Timoshenko beam, was considered. Specially, it presents the backward-Euler method which is adopted to describe an exact yield state in the stress computation procedure. Then, design sensitivity analysis of nonlinear structures, particularly elasto-perfectly-plastic structure, is developed using direct differentiation method. The accuracy of the developed sensitivity analysis was compared with the central finite difference method. Finally, on the basis of above results, design improvement for stiffened shell is suggested.

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수변형 특성에 있어서 소성 모델의 응용 (An Application of Plasticity Model for Ice Deformation Characteristics)

  • 최경식
    • 한국해양공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.15-21
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    • 1990
  • This study focuses the mechanical deformation response predicted by the plasticity model for polycrystalline ice. To describe various deformation characteristics, ice is idealized as a perfectly plastic material using an asymptotic exponential failure criterion. This criterion is suite for describing materials which exhibit brittle deformation at low hydrostatic pressure and ductile deformation at high hydrostatic pressure. The results are compared to those of continuum damage mechanics model. Plasticity model shows good agreement with damage model and experimental results for high confining pressures even at high strain-rates which is usually considered as a brittle condition under uniaxial compression.

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수변형 특성에 있어서 소성 모델의 응용 (An Application of Plasticity Model for Ice Deformation Characteristics)

  • 최경식
    • 한국해양공학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.165-165
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    • 1990
  • This study focuses the mechanical deformation response predicted by the plasticity model for polycrystalline ice. To describe various deformation characteristics, ice is idealized as a perfectly plastic material using an asymptotic exponential failure criterion. This criterion is suite for describing materials which exhibit brittle deformation at low hydrostatic pressure and ductile deformation at high hydrostatic pressure. The results are compared to those of continuum damage mechanics model. Plasticity model shows good agreement with damage model and experimental results for high confining pressures even at high strain-rates which is usually considered as a brittle condition under uniaxial compression.

탄소성 거동의 유한요소해석 후처리 방법 (New Methods of Finite Element Postprocessing for Elasto-Plastic Behavior)

  • 이재영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.487-499
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    • 2009
  • 컴퓨터의 성능이 향상되고 해석 알고리즘이 개선될수록 유한요소 모델링은 정교해지고 복잡해지는 경향이 있으며, 그에 상응하여 후처리 기술도 다양하게 발전하게 되었다. 이와같이 하드웨어적, 소프트웨어적인 진전을 바탕으로 탄소성해석에서는 더욱 세분화된 단계적 증분과 반복의 중간 계산 결과를 이용하여 탄소성 거동을 관찰하고 분석하는 것이 실용적인 의미를 갖게 되었다. 이 논문은 유한요소해석을 통해서 얻은 계산 결과로 부터 탄소성 재료의 역학적인 거동을 이론적으로 구성하고, 컴퓨터 그래픽스로 가시화하는 새로운 후처리 방법에 관하여 기술하였다. 또한 소성 거동의 진행을 표현하는 새로운 방법과 해석의 중간단계에서 생성된 데이터를 항복곡면과 응력경로의 형태로 재구성하거나 또는 Mohr원과 파괴포락선의 형태로 재구성하여 탄소성 거동을 분석하고 이해하는 방법을 제안하였다.

CPR 공법의 압축재하시험을 통한 기초지반의 보강효과 (Effect of CPR Foundation Reinforcement Assessed by Compressive Loading Tests)

  • 강성승;김정한;노정두;고진석
    • 지질공학
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    • 제29권3호
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    • pp.211-222
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    • 2019
  • 본 연구는 CPR 공법을 적용한 압축재하시험을 통하여 지반의 항복하중과 허용지지력을 평가하여 기초 지반 보강효과를 확인하기 위한 것이다. 주입재의 평균압축강도는 계획된 강도보다 높게 나타났다. 또한 각 지층에서 표준관입시험 결과는 시험 전보다 시험 후의 평균 N값이 향상되었다. 즉, 이것은 지반의 지지력을 증대시키는 효과를 가져왔음을 의미한다. 두 종류의 CPR 말뚝 압축재하시험 결과에 의하면, 최대 재하하중에 의한 전침하량과 순침하량은 CPR 말뚝직경 허용범위를 초과하는 침하량을 나타냈다. 침하량 기준과 하중-침하량 곡선에 의해 산정한 항복하중 및 허용지지력은 적용되는 방법에 따라 값의 편차가 크게 나타났다. 따라서 허용지지력은 다양한 항복하중 산정법을 적용한 후 종합적인 분석을 통하여 최적의 값을 결정할 필요성이 있다고 사료된다.

주관응력효과를 고려한 고강도강 X형 원형강관접합부의 수치해석 연구 (Numerical Study of High-strength Steel CHS X-joints Including Effects of Chord Stresses)

  • 김선후;이철호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.115-126
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    • 2018
  • 고강도 강재의 높은 항복비와 같은 특이한 물성에 대한 우려 등의 이유로 국내외 대표적인 강구조 설계기준에서는 강관구조에 고강도 강재를 적용하는 것을 금지하거나 제한하고 있다. 대부분의 설계기준에서는 강관의 항복강도가 355 또는 360MPa을 초과하는 경우 제시된 설계강도식을 사용할 수 없거나 강도저감계수를 통해 설계강도를 낮추어야 한다. 반면 이러한 제한사항에 대한 역학적 근거는 명료하지 않다. 또한 최근 저자들에 의해 수행된 X형 원형강관접합부에 대한 실험연구는 고강도강에 대한 규제가 과도하게 보수적일 수도 있다는 점을 지적한 바 있다. 본 연구에서는 고강도강 X형 원형강관접합부의 지관 압축 하에서의 거동을 더 자세히 분석하기 위해 실험에 이은 수치해석 변수연구를 수행하였다. 일반 강재부터 매우 항복강도가 높은 고강도 강재까지 넓은 범위의 강종을 고려하였다. 본 수치해석 연구에서도 현행의 고강도강 페널티가 매우 보수적이며 완화될 여지가 있음을 확인할 수 있었다. 또한 주관 축응력 하에서의 고강도강 접합부의 거동을 분석한 결과 현행 기준식이 고강도강 접합부의 주관 축응력에 의한 강도 감소 효과를 보수적으로 예측함을 확인하였다. 일반적으로 주관 축응력이 작용할 때 고강도강 접합부는 일반강 접합부에 비해 접합부 강도를 더 잘 유지하였다. 더불어 현행 기준식의 형태가 실제 접합부 거동을 정확히 표현하는 데에 한계가 있으며 개선될 여지가 있음을 지적하였다.