• Title/Summary/Keyword: 흡수파괴에너지

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Static Experiment of Reinforced Concrete Frame Retrofitted with Steel Damper System (강재댐퍼시스템으로 내진보강된 철근콘크리트 골조의 정적가력실험)

  • Baek, Eun Rim;Lee, Sang Ho;Oh, Sang Hoon;Kim, Jae Bong
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 2011.02a
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    • pp.90-90
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    • 2011
  • 최근 전 세계적으로 지진의 발생 빈도가 증가하며 그 규모도 점차 커지는 경향을 보이고 있다. 대형지진의 발생 시 저층 구조물의 붕괴로 인한 인명 및 사회, 경제적 피해가 두드러짐에 따라 기존 저층 구조물의 내진보강기법에 관한 연구가 활발히 진행 중인 추세이다. 우리나라의 경우 강도증가형 내진보강공법이 주를 이루고 있어 다양한 내진보강기법의 개발 및 적용이 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 지진입력하중 저감형 내진보강기법으로서 강재댐퍼시스템을 제안하여 구조적 성능을 파악하고, 이를 적용한 보강 실험체와 비보강 실험체를 제작하여 정적가력실험을 통하여 그 성능을 비교하였다. 제안된 강재댐퍼시스템은 입력에너지를 소산시키는 내부의 슬릿형 댐퍼와 이를 지지하는 기둥 및 외부 프레임으로 구성되며, 내부 댐퍼는 먼저 항복하여 에너지를 소산시키기 위하여 지지기둥 및 프레임에 사용된 강재보다 강성 및 강도가 적게 계획되었다. 강재댐퍼의 성능실험 결과, 비교적 안정적 거동을 하며, 강성과 강도 및 에너지 흡수능력이 우수하게 나타났다. 보강 및 비보강 실험체의 골조는 기존 학교 건축물의 표준도면을 기준으로 하여 골조의 일부를 대상으로 60% 축소율을 적용하여 계획하였으며, 보강 실험체는 미리 제작된 강재댐퍼시스템을 골조 내에 설치하여 에폭시 주입법으로 부착시공 하였다. 보강 및 비보강 골조 실험체의 정적가력 실험결과 비보강 실험체는 기둥의 휨 항복 후 변형의 증가에 따라 휨 및 전단 균열이 증가하면서 최종적으로 기둥이 전단파괴 되었으며, 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 기둥 및 보의 균열이 적고, 골조에 골고루 분포되어 파괴 규모가 감소하였다. 최대 강도면에서 보강 실험체는 비보강 실험체에 비하여 약 3.4배 우수하였으며, 초기강성은 약 7배 가량 유리한 것으로 평가되어 제안된 강재댐퍼시스템이 강도면에서 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 또한 두 실험체의 기둥 주근 및 띠철근의 변형률을 비교한 결과, 비보강 실험체는 대부분의 철근이 항복하여 큰 변형을 일으킨 반면, 보강실험체에서는 철근의 항복현상이 나타나지 않았고 댐퍼가 항복을 하면서 큰 변형을 일으켰다. 이를 통해 지진하중 입력 시 댐퍼에서 입력 에너지를 흡수하여 큰 하중을 부담하며, 기존의 구조부재에는 입력 에너지가 낮아 손상이 보다 적게 발생함을 확인하였다.

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Seismic Design of Long Span Structures Based on Hysteric Energy Absorption Mechanism(1) (이력에너지흡수 원리를 이용한 대경간 구조물의 내진설계(1) -이선형 탄소성 이력거동에 의안 에너지 소산원리를 이용하는 방법-)

  • Cheong, Myung-Chae;Won, Sung-Dae
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.10 no.1
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    • pp.85-93
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    • 2010
  • This paper suggests a vibration control method long span structures with trussed roof. Basic concept of this method is based on the energy absorption through hysteresis loop of an elasto-plastic element. This element is attached on the top of the column supporting the roof. Two different types of roofs and three of earthquake waves are used in the investigation. It shows that this is very efficient method to reduce the seismic energy of roof member transferred from the column.

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A Study on Failure Mechanisms of Composite Tubes with Woven Fabric Carbon, Glass and Kevlar/epoxy Under Compressive Loadings (직조된 탄소, 유리 및 케블라 섬유 복합소재 튜브의 압축하중하에서 파손 메커니즘 분석 연구)

  • Kim, Jung-Seok;Yoon, Hyuk-Jin;Lee, Ho-Sun;Kwon, Tae-Soo
    • Journal of the Korean Society for Railway
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    • v.12 no.4
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    • pp.590-596
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    • 2009
  • In this study, the failure modes and energy absorption characteristics of four different kinds of circular tubes made of carbon, glass, Kevlar and carbon-Kevlar hybrid fibres composites with epoxy resin have been evaluated. To achieve these goals, compressive tests were conducted for the tubes under 10mm/min loading speed. Based on the test results, the carbon/epoxy tube showed the best energy absorption capability, while carbon-Kevlar/epoxy tubes were worst. In the failure mode during crushing, both of the carbon/epoxy tubes and the glass/epoxy tubes were crushed by brittle fracturing mode. The Kevlar/epoxy tubes were collapsed by local buckling mode like steel, while the carbon-Kevlar hybrid tubes were collapsed by mixed mode of local buckling and lamina bending.

Influence Factor Analysis of Projectile on the Fracture Behavior of Aluminum Alloys Under High Velocity Impact with Latin Square Method (라틴방격법을 이용한 고속 충격 알루미늄합금의 파괴거동에 미치는 충격자 영향 분석)

  • Kim, Jong-Tak;Cho, Chang-Hee;Kim, Jin-Young;Kim, Tae-Won
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.9
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    • pp.1021-1026
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    • 2011
  • Structural impact problems are becoming increasingly important for a modern defense industry, high-speed transportation, and other applications because of the weight reduction with high strength. In this study, a numerical investigation on the impact fracture behavior of aluminum plates was performed under various projectile conditions such as nose shapes, velocities, and incidence angles. In order to reduce the iterative numerical analysis, the Latin Square Method was employed. The influence factor was then determined by an FE analysis according to the conditions. The results were evaluated by means of a statistical significance interpretation using variance assessment. It was shown that the velocity and incidence angle can be the most important influence factors representing the impact absorption energy and plastic deformation, respectively.

Structural Behavior of Reinforced Concrete Beams with Different Amounts of Reinforcing Steel and Carebon Fibre Sheet (탄소섬유쉬트보강된 철근콘크리트 보의 보강 철근비에 따른 구조적 거동)

  • 오용복;권영웅
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.10 no.2
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    • pp.119-126
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    • 1998
  • 본 연구는 철근비와 보강판비를 조정한 보강철근비를 변수로 탄소섬유쉬트 접착된 철근콘크리트 보에 대하여 그 변형특성과 강도특성 및 파괴모드를 실험적으로 고찰한 것이다. 철근비와 보강판비가 증가할수록 최대내력은 증가하는 경향을 보이지만 탄소섬유쉬트의 겹수가 증가할수록 철근비 증가의 경우와는 달리 에너지흡수능력이 저하된다. 철근비와 보강판비에 따른 파괴모드를 구분하고 시험결과와 비교, 고찰하였던 바 파괴모드와 연성의 측면에서 보강철근비 е의 한계값을 0.87 max으로 제안하였다.탄소섬유쉬트와 철근콘크리트 보의 합성작용이 철근항복이후까지 유지되어 비선형적인 거동을 보임으로써 구조적거동이 양호하게 나타나는 것으로 입증되었다.

중간가공열처리를 적용한 Al 7175 합금 형단조품의 기계적 성질

  • 손영일;이경훈;은일상;송영범;이용연
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1995.11a
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    • pp.181-191
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    • 1995
  • Al 7175 합금 형단조에서 주조조직 파괴를 위한 빌렛트제작(BM)공정과 ITMT공정 이 기계적 성질에 미치는 영향을 조사하였다. BM공정과 ITMT 공정을 동시 적용한 형단조품의 기계적 성질은 길이방향에서 인장강도가 10%, 연성이 50%, 충격흡수 에너지가 20% 증가되었고 횡방향에서도 인장강도가 7%, 연성이 9% 증가되었다. 이와 같은 기계적 성질의 향상은 BM과 ITMT공정을 동시 적용한 형단조품 미세조직의 결정립크기가 17$\mu\textrm{m}$로서 일반단조조직보다 3배이상 미세하고, 균일한 등축재결정 조직을 나타내는데 기인하는 것으로 판단된다.

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Impact Properties and Fractography of Structural Materials for LNG Tank at Cryogenic Temperatures (LNG 저장탱크용 재료의 극저온 충격특성과 파면해석)

  • Shin Hyung-Seop;Lee Hae-Moo;Shin Ju-Yeong;Park Jong-Seo
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.2 no.1
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    • pp.99-106
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    • 1998
  • In order to investigate the impact properties of structural materials for LNG tank, instrumented Charpy impact tests were carried out at cryogenic temperatures. $9\%$ Ni steel showed a superior fracture resistance because of less degradation in toughness until 77 K. From the load-deflection curve obtained by an instrumented methods it was found that with the decrease of temperature from 173 K to 77 K, the peak load in the curve increased, but the total absorbed energy decreased. In addition, the energy absorbed during the crack growth was larger than one absorbed in the process of crack initiation. In SUS304L material, the energy absorbed in the process of the crack initiation was relatively large, but the energy absorbed in the process of crack growth was small, the behavior of absorbed energy was well agreed with the observations of the fracture surface which showed a relatively smooth fracture surface. The absorbed Charpy impact energy in the case of A5083 alloy was lower as compared with other steels, and some cracks were observed along the crack propagation direction at the fracture surface of 77 K.

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Tests on Failure of Steel Angles due to Very Low-Cycle Fatigue of Loading (극저사이클 재하하에서 앵글 강부재의 파괴실험)

  • Park, Yeon Soo;Kim, Sung Chil;Lim, Jung Soon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.12 no.4_1
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    • pp.23-32
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    • 1992
  • The objective of this study is to identify the quantitative relationships among the important physical factors associated with failure of steel members under strong seismic excitations through very low-cycle fatigue tests. Very low-cycle fatigue is meant to be structural fatigue causing cracks and rupture in about 5~30 cycle ranges. The angle specimen was subjected to repeated axial Ioad after undergoing inelastic buckling. The test results reveal that the energy absorption capacities vary heavily with the history of loading and the failure mode. The maximum values of residual local strain at the initiation of a visible crack due to the very low-cycle fatigue were of the order of 25~40%, regardless of loading patterns, deflection modes, and width-to-thickness ratios.

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A Study on dynamic Fracturing Behavior of Anisotropic Granite by SHPB Test (스플릿 흡킨슨 바(SHPB)를 이용한 이방성 화강암의 동적파괴거동 연구)

  • Choi, Mi-Jin;Cho, Sang-Ho;Yang, Hyung-Sik
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.18 no.3
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    • pp.214-218
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    • 2008
  • Dynamic fracturing of anisotropic granite was investigated by SHPB (Split Hopkinson Pressure Bar). Energy absorption during the test and maximum stress were increased as strain rate increased. Maximum stresses in every direction were dependent on the strain rate but not so sensitive to anisotropy. Elastic wave velocity was decreased as strain rate increased and dependent on strain rate in every direction. Especially, elastic wave velocity decreased more rapidly in a strong rock.

A study on the thermal embrittlement of Nb-containing cast duplex stainless steel (Nb이 첨가된 주조 2상 스테인리스강의 열취성에 관한 연구)

  • Song, Myeong-Ho;Kim, Yong-Gyu
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.7 no.7
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    • pp.623-631
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    • 1997
  • 본 연구에서는 주조 2상 스테인리스강의열시효에 대한 시효온도, 시효시간 및 Nb함유량의 영향을 관찰하기 위해 기계적 성질 및 조직을 조사하였으며 Nb을 함유한 주조 2상 스테인리스강의 파괴기구를 규명하기 위해 SEM에 의한 파단면 관찰과 WDS성분분석을 통해 파괴기구의 특성을 고찰하였다. 시효온도와 시효시간이 증가함에 따라 페라니트으 미소경도가 증가하였으며 항복강도의 경우 시효온도와 시효시간에는 영향을 받지 않았으나 Nb을 함유한 재료들이 Nb을 함유치 않은 재료들에 비해 다소 낮은 항복강도 값을 보였다. 충격흡수에너지 값은 시효시간 및 시효온도의 증가에 따라 시험된 모든 재료에서 저하되었는데 0.4% Nb을 함유하는 경우 Nb을 약간 함유하거나 함유치 않은 재료들에 비해 시효시간에 따라 급격한 감소 경향을 보였다. 파단면 관찰결과 페라이트 기지 또는 페라이트/오스테나이트 상경계에서 석출된 VbC를 비롯한 탄화물들이 취성저항성을 낮추는데 크게 기여했음을 알 수 있었다.

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