• Title/Summary/Keyword: Bending-shear Strength

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A Study on the Finite Element Analysis and Management Criteria by Applying UPRS Method in the Subway Station (기존 지하철정거장 비개착공법 적용시 유한요소 해석과 관리기준에 관한 연구)

  • Cho, Byeong Joon
    • Journal of Korean Society of Disaster and Security
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    • v.12 no.4
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    • pp.43-52
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    • 2019
  • To analyze the influence on the stability, resulting from application of upgrade pipe roof structure (UPRS) method to the structure existed under subway Station, physical properties of a ground, elasticity and elasto-plastic theories, including displacement analysis of finite elements, stress analysis of finite elements, displacement caused by steel pipe propulsion and internal excavation, and stress change in a steel pipe, were introduced. Then, the influence on structural stability when applying the UPRS method was compared and reviewed based on the construction management standard of the Ministry Land, Infrastructure and Transport and foreign sources, using numerical analysis with a model which assumes that each microelement divided into a structurally stable point consists of the connection of finite points. As a result of the finite element analysis, 7.21 mm maximum displacement, 1/3,950 angular displacement, 70.28 MPa bending compressive stress of steel pipe structure constructed with UPRS (non-excavation) method and 477.38 MPa maximum shear strength were within their allowable standards (25.00 mm, 1/500, 210.00 MPa and 120.00 MPa, respectively), and therefore, the results showed that the design and construction are stable.

Effect of Si contents on Tensile-Shear Peak Load and Nugget Diameter in the Resistance Spot Welded of Dual Phase Steel for Automotive Body Applications (자동차 차체용 냉연 DP강 저항점용접부의 너깃경과 인장전단강도에 미치는 Si 함유량의 영향)

  • Kong, Jong-Pan;Park, Tae-Jun;Han, Tae-Kyo;Chin, Kwang-Geun;Kang, Chung-Yun
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.45-45
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    • 2009
  • 원가 측면에서 유리한 저항점용접(Resistance Spot Welding)이 차체 용접에 80%이상으로 가장 많이 적용되고 있다. 첨단고강도강(Advanced High Strength Steel)의 저항점용접성 및 용접부 특성에 미치는 공정 변수의 영향에 대한 연구결과는 많으나, 합금원소의 영향에 대해서는 전무하다. 특히, Si는 DP(Dual Phase)강에 첨가 시 균일한 마르텐사이트의 분포를 촉진하는 원소로 저항 점용접성 및 용접부 특성에 영향을 미칠 것으로 예상되며, 이에 대한 연구는 보고된바 없다. 본 연구에서는 냉연 DP강의 저항 점용접시 중요한 인자 중 하나인 너깃경과 전단인장강도에 미치는 Si함유량의 영향을 검토하였다. 사용된 강재 및 용접기는 1.2mm 두께의 Si함유량(0, 0.5, 1.0, 1.5wt%)이 다른 인장강도 780~1000MPa급 냉연 DP강과 단상 AC용접기를 사용하였다. 용접조건은 ISO 18278-2규격에 따라 가압력 4kA, 초기가압시간 40cycle, 유지시간 17cycle로 고정하고, 용접전류만 변화하여 용접을 실시하였다. 너깃경은 용접부 단면을 컷팅 후 폴리싱 하여, 광학현미경과 Image Pro plus를 이용하여 측정했으며, 인장시편규격은 JIS Z 3137를 이용하였다. Si함유량이 증가에 따라 스패터 발생 전류는 감소했고, 너깃경은 직선적으로 증가했다. Si함유량 증가에 따른 너깃경 증가 이유는 저항(R) 측정결과, Si함유량 증가에 따라 모재의 저항이 높아져, 따라서 입열량($Q=I^2Rt$)이 많아지기 때문으로 판단되었다. 인정전단강도는 Si함유량 증가에 따라 직선적으로 증가했다. 이러한 이유는 Si함유량 증가에 따라 너깃경이 증가되기 때문으로 판단되었고, 너깃경과 인장전단강도 사이에 직선적 관계(PL(kN)=$3.2N_{dia.}$-0.81, $R^2$=0.93)를 가지고 있었다. 파단양상은 Si함유량에 상관없이 5.4kA이하에서는 계면파단이 일어났고, 6.0kA이상에서는 풀 아웃 파단이 일어났다. 계면파단주원인은 용접부 가장자리에 지름이 약 $5{\mu}m$이하의 예리한 노치가 존재하여 노치응력집중과 HAZ계면 근처에 미접합부가 존재하기 때문으로 판단되었다. 6.0kA이상에서는 예리한 노치가 없었고, HAZ부가 완전히 접합되어 있기 때문에 풀 아웃 파단이 일어난 것으로 판단되었다. 따라서, Si함유량 증가에 따라 적정용접전류 구간은 감소했고, 너깃경은 직선적으로 증가했다. 또한, Si함유량 증가에 따라 인장전간강도는 증가 했으며, 너깃경과 인장전단강도 사이에 직선적 관계를 가지고 있었다. 파단 양상은 Si함유량에 상관없이 5.2kA이하에서는 계면파단이, 6.0kA이상에서는 풀 아웃 파단이 일어났다.

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A Nonlinear Structural Analysis for a Composite Structure Composed of Spent Nuclear Fuel Disposal Canister and Bentonite Buffer: Symmetric Rock Movement (고준위폐기물 처분용기와 벤토나이트 버퍼로 이루어진 복합구조물에 대한 비선형 구조해석: 대칭 암반 전단력)

  • 권영주;최석호;최종원
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.16 no.4
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    • pp.369-376
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    • 2003
  • In this paper, a nonlinear structural analysis for the composite structure composed of the spent nuclear fuel disposal canister and the 50㎝ thick bentonite buffer is carried out to predict the collapse of the canister while the horizontal symmetric sudden rock movement of 10㎝ is applied on the composite structure. This sudden rock movement is anticipated by the earthquake etc. at a deep underground. Elastoplastic material model is adopted. Drucket-Prager yield criterion is used for the material yield prediction of the bentonite buffer and von-Mises yield criterion is used for the material yield prediction of the canister(cast iron, copper). Analysis results show that even though very large deformations occur beyond the yield point in the bentonite buffet, the canister structure still endures elastic small strains and stresses below the yield strength. Hence, the 50㎝ thick bentonite buffet can protect the canister safely against the 10㎝ sudden rock movement by earthquake etc.. Analysis results also show that bending deformations occur in the canister structure due to the shear deformation of the bentonite buffer.

Laser Transmission Welding of Flexible Substrates and Evaluation of the Mechanical Properties (플렉서블 기판의 레이저 투과 용접 및 기계적 특성 평가)

  • Ko, Myeong-Jun;Sohn, Minjeong;Kim, Min-Su;Na, Jeehoo;Ju, Byeong-Kwon;Park, Young-Bae;Lee, Tae-Ik
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.29 no.2
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    • pp.113-119
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    • 2022
  • In order to improve the mechanical reliability of next-generation electronic devices including flexible, wearable devices, a high level of mechanical reliability is required at various flexible joints. Organic adhesive materials such as epoxy for bonding existing polymer substrates inevitably have an increase in the thickness of the joint and involve problems of thermodynamic damage due to repeated deformation and high temperature hardening. Therefore, it is required to develop a low-temperature bonding process to minimize the thickness of the joint and prevent thermal damage for flexible bonding. This study developed flexible laser transmission welding (f-LTW) that allows bonding of flexible substrates with flexibility, robustness, and low thermal damage. Carbon nanotube (CNT) is thin-film coated on a flexible substrate to reduce the thickness of the joint, and a local melt bonding process on the surface of a polymer substrate by heating a CNT dispersion beam laser has been developed. The laser process conditions were constructed to minimize the thermal damage of the substrate and the mechanism of forming a CNT junction with the polymer substrate. In addition, lap shear adhesion test, peel test, and repeated bending experiment were conducted to evaluate the strength and flexibility of the flexible bonding joint.