• Structural Engineering and Mechanics
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• 제10권2호
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• pp.165-180
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• 2000

An analytical model with tension softening for the prediction of the capacity of prestressed concrete beams under pure torsion and under torsion combined with shear and flexure is introduced. The proposed approach employs bilinear stress-strain relationship with post cracking tension softening branch for the concrete in tension and special failure criteria for biaxial stress states. Further, for the solution of the governing equations a special numerical scheme is adopted which can be applied to elements with practically any cross-section since it utilizes a numerical mapping. The proposed method is mainly applied to plain prestressed concrete elements, but is also applicable to prestressed concrete beams with light transverse reinforcement. The aim of the present work is twofold; first, the validation of the approach by comparison between experimental results and analytical predictions and second, a parametrical study of the influence of concentric and eccentric prestressing on the torsional capacity of concrete elements and the interaction between torsion and shear for various levels of prestressing. The results of this investigation presented in the form of interaction curves, are compared to experimental results and code provisions.

• 한국분말재료학회지
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• 제30권1호
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• pp.29-34
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• 2023

A fixed-point iteration is proposed to integrate the stress and state variables in the incremental analysis of plastic deformation. The Conventional Newton-Raphson method requires a second-order derivative of the yield function to generate a complicated code, and the convergence cannot be guaranteed beforehand. The proposed fixed-point iteration does not require a second-order derivative of the yield function, and convergence is ensured for a given strain increment. The fixed-point iteration is easier to implement, and the computational time is shortened compared with the Newton-Raphson method. The plane-stress condition is considered for the biaxial loading conditions to confirm the convergence of the fixed-point iteration. 3-dimensional tensile specimen is considered to compare the computational times in the ABAQUS/explicit finite element analysis.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.27-35
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• 2004

지금까지 콘크리트에 대한 피로실험과 연구는 대부분 압축응력, 휨응력을 받는 경우에 대하여 연구를 진행하였으나 실제 교량이나 도로 포장콘크리트 구조물은 이축응력상태의 조합응력을 받게 된다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 콘크리트 구조체가 받게 되는 이축응력 상태를 이상적으로 재현할 수 있는 쪼갬인장 피로실험방법을 제안하고 적용성을 평가 하고자 하였다. 실험은 ${\phi}15{\times}30cm$를 사용한 KS 규정을 응용하여 ${\phi}15{\times}7.5cm$의 시편을 제작하고, 쪼갬인장 피로실험에 적용하기 위한 타당성 검증을 수행하였으며, 이상적 탄성재료인 강재와 고체의 비교를 위하여 모르타르 시편을 제작하여 검증실험을 수행하였다. 또한, 이론적 고찰과 유한요소 해석을 수행하여 이론치와 해석치의 비교 고찰하였으며 정적 강도측정 및 게이지 부착실험을 수행하여 타당성을 입증하고자 하였다. 실험결과, FEA결과, 수평응력과 압축응력의 비는 3.1로 나타나 이론치 3.0과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 수평응력은 시편의 길이가 30cm일 경우 이론상 3MPa이지만, 본 연구에서는 시편의 길이가 30cm와 5cm일 때 각각 2.98MPa와 2.96MPa로 나타났다. 쪼갬인장 피로실험방법은 유한요소 해석, 정적 강도측정 및 게이지 부착실험모두에서 충분한 타당성을 나타내었으며, 이 방법은 실제 응력 모사, 실험의 간편성, 현장 시편 이용 가능성 등 많은 장점을 가지고 있는 것으로 판단되어 향후 교량이나 도로포장 구조물에 사용되는 콘크리트의 피로거동을 모사하는데 적합한 실험방법으로 사료된다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.169-184
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• 2024

본 연구에서는 심부 지하공간의 안정성을 평가하고자 심부 응력조건을 반영한 암석블록의 이축압축실험을 통하여 지하공동에서 손상 발생시 발생하는 음향방출 및 미소변형의 특성을 분석하였다. 음향방출 특성 분석 결과 지하공동에서 손상 발생 직전에 음향방출 신호의 주파수, 카운트, 에너지, 진폭 특성이 급격히 증가하였다. 특히 주파수와 카운트는 손상 전후에서 특성 차이가 크게 나타나 원형 공동의 손상 특성 분석에 적합한 음향방출 인자인 것으로 나타났다. 이미지상관기법 적용결과 실험 중 공동 주변에 변형이 집중되었음을 변형률의 공간적 분포를 통해 알 수 있었으며, 실험 종료 지점에서는 스폴링 현상이 발생하였음을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 제시된 원형 공동 손상시 음향방출 및 미소변형 특성은 심지층 활용을 위한 지하공동 안정성 평가의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제21권2호
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• pp.89-98
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• 1989

지르칼로이 -4 피복관에 대해서 3가지 변형 속도로(1.2$\times$10E-7/s, 2.0$\times$10E-6/s, 3.2$\times$10E -5/s), 553-873K의 온도 구간에서 구리 맨드렐 팽창 시험법을 공기와 진공(5$\times$10E-5 torr) 분위기에서 수행했고, 변형 속도의 변화는 시편의 가열 속도를 조절함으로써 얻을 수 있었다. 각각의 변형 속도에서 항복 응력 피크와 변형 속도 감도 최저값 그리고 활성화 부피 극대값이 나타나는 이유는 동적변형시효 현상 때문이라고 설명된다. 항복 응력 피크가 나타나는 온도와 변형속도로부터 얻어진 동적변형시효의 활성화 에너지는 196(KJ/mol)이었고 이 값은 $\alpha$-지르코니움과 지르칼로이-2에서 활성화 에너지(207-220 KJ/mol)값과 잘 일치한다. 그러므로 573-673K의 온도 구간에서 나타나는 동적변형시효 현상은 산소원자 때문이라고 생각된다. 산화에 의한 항복 응력의 증가는 공기중 실험과 진공 실험으로 얻어진 항복 응력값을 비교함으로서 얻었고, 그것은 항복 응력의 증가 분율로 표시했다. 결과는 변형속도가 느릴 수록 증가 분율은 더욱 더 커짐을 알 수 있었다. 그리고 산소 침투량과 항복 응력 증가 사이의 관계가 직선적이라는 가정하에 공기와 수중에서의 산화 속도를 비교하여 수중에서의 항복 응력 값을 계산해 보았다.

• Steel and Composite Structures
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• 제25권3호
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• pp.361-374
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• 2017

In this study, the influences of triaxial magnetic field on the wave propagation behavior of anisotropic nanoplates are studied. In order to include small scale effects, nonlocal strain gradient theory has been implemented. To study the nanoplate as a continuum model, the three-dimensional elasticity theory is adopted in Cartesian coordinate. In our study, all the elastic constants are considered and assumed to be the functions of (x, y, z), so all kind of anisotropic structures such as hexagonal and trigonal materials can be modeled, too. Moreover, all types of functionally graded structures can be investigated. eigenvalue method is employed and analytical solutions for the wave propagation are obtained. To justify our methodology, our results for the wave propagation of isotropic nanoplates are compared with the results available in the literature and great agreement is achieved. Five different types of anisotropic structures are investigated in present paper and then the influences of wave number, material properties, nonlocal and gradient parameter and uniaxial, biaxial and triaxial magnetic field on the wave propagation analysis of anisotropic nanoplates are presented. From the best knowledge of authors, it is the first time that three-dimensional elasticity theory and nonlocal strain gradient theory are used together with no approximation to derive the governing equations. Moreover, up to now, the effects of triaxial magnetic field have not been studied with considering size effects in nanoplates. According to the lack of any common approximations in the displacement field or in elastic constant, present theory has the potential to be used as a bench mark for future works.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.185-194
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• 2004

콘크리트의 크리프에 관한 기존의 연구결과들은 대부분 1축응력이 가해지는 경우에 대한 것으로 콘크리트 구조물 또는 부재가 다축응력 상태에 놓이는 경우에 적용하기가 어려운 점이 있다. 따라서 다축응력 상태의 콘크리트 크리프 특성에 관한 연구가 필요하다. 이 연구에서 다축응력 상태에 놓인 콘크리트의 크리프 특성을 실험을 통해 파악하였다. 세 가지 서로 다른강도를 갖는 배합의 콘크리트에 대해 각각 9개의 실험체를 제작하였으며, 1축, 2축, 3축 응력 상태에서 크리프 실험을 실시하였다. 하중이 가해지는 세 방향에서 시간에 따른 변형률을 측정하였다. 가압시점의 푸아송비와 크리프변형에 기인한 푸아송비 그리고 탄성변형과 크리프변형에 기인한 푸아송비를 구하였으며, 각 콘크리트에 대한 세 가지 푸아송비는 근사적으로 같은 것으로 나타났다. 가압시점의 푸아송비와 전체 변형에 대한 푸아송비는 콘크리트 강도의 증가에 따라 다소 증가하는 경향을 보였으며, 각 푸아송비는 응력상태에 따라 특정한 경향을 나타내지 않았다. 체적성분의 응력과 크리프변형률, 편차성분의 응력과 크리프변형률은 선형의 관계를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.14-24
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• 2018

몇 가지 전형적인 기존 및 진보된 초탄성 구성모델들의 고무패치 이축인장 및 구형 또는 원통형 풍선 팽창에서의 불안정성에 대해서 밝힌다. 적용할 구성모델은 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델, Gent 모델, Arruda-Boyce 모델, Fung 모델, Pucci-Saccomandi 모델 등이다. 팽창 및 분기 해석은 이들 변형에너지 함수들의 막 방정식을 이용하여 수행할 수 있다. 해석에는 사각패치에 대한 Kearsley의 분기현상, 고무풍선의 일반화 한 팽창현상, 고무풍선의 분기현상을 다룬다. 이들 변형에너지 함수들 중에서도 오직 Mooney-Rivlin 모델에서만 Kearsley의 분기현상이 일어남을 확인하였다. 팽창 방정식은 구형풍선과 원통형 풍선을 함께 다룰 수 있도록 일반화 시켰다. 팽창해석에 의하여 극한점과 임계 물성치들을 무차원 압력 및 팽창 부피의 항들로 구하였다. 그렇게 구해진 결과들로부터 분기현상을 구할 수 있었다. 또한 유한요소법을 사용하여 고무류의 구조적 불안정 문제들을 다룰 때 필요한 특별한 조처에 대해서 제안하였다. 결론적으로 고무류의 불안정성을 포함하는 문제를 다룰 때는 해석기법은 물론 구성모델의 선택에 따라 결과가 달라질 수 있으므로 신중한 처리가 요구된다.

• Composites Research
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• 제36권5호
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• pp.369-376
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• 2023

본 연구에서는 복합소재의 기지재로 활용되고 있는 에폭시 고분자의 가교율이 항복표면에 미치는 영향을 분자동역학 해석을 통해 평가하고자 한다. 분자동역학 해석을 활용하여 가교율에 따른 에폭시 모델을 형성한 후, 상온-대기압 조건하에서 단축 변형 해석 및 평면응력 조건을 고려한 다축 변형 해석을 수행하였으며, 해석 데이터를 통하여 가교율에 따른 영률, 항복점, 항복표면, 그리고 경화지수를 도출하였다. 해석 결과, 영률 및 응력은 기존 선행 연구들에서 조사되었듯이, 가교율에 따라 증가하는 경향을 확인하였다. 다축 변형 시에는, 이러한 가교율과 도출된 응력간의 관계가 하중의 방향에 따라 의존적임을 확인하였는데, 가교율이 증가할수록 단축 인장 영역에 비해, 이축 압축 영역의 항복표면은 빠른 속도 팽창하였으며, 이로 인한 항복표면의 상이함을 관측하였다. 이를 통해, 고분자 소재의 항복 표면의 압력의존성은 소재의 가교 정도에 의존적이며, 항복이 진행될수록, 압력의 존성은 동일 소재 하에서도 변할 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Chest Surgery
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• 제42권5호
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• pp.566-575
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• 2009

배경: 심장 판막의 기능은 대부분 판엽의 성질에 의해 결정된다. 단방향성 압력 장력 검사로 광범위하게 연구 되었으나, 단방향성 압력 장력 검사는 자연 상태에서의 압력 부하를 측정할 수 없다. 이번 연구는 더 나은 이종 이식 판막의 개발을 위하여 돼지의 대동맥 판막과, 폐동맥 판막을 고정액에 따라 자연적인 상태에서의 물리적 변화 즉 앙방향성 압력-팽창성 변화를 알아 보고자 하였다. 대상 및 방법: 돼지의 대동맥 판막과 폐동맥 판막을 아무것도 처리하지 않은 신선한 판막과 글루타알데하이드(glutaraldehyde, GA)로 고정한 군, GA에 에탄올과 같은 용매로 고정한 군으로 나누어 판막의 방사방향과 원주 방향의 양방향성 압력-신장도 변화를 조사 비교하였다. 결과: 신선한, GA고정 후의, 그리고 GA+ 용매 고정 후의 대동맥 판막(p=.00), 폐동맥 판막(p=.00) 모두에서 방사방향이 원주방향보다 압력 증가에 따라 더 잘 늘어 났다. GA 고정 후와 GA+용매 고정후의 대동맥 판막이 폐동맥 판막보다 각각 원주 방향과, 방사방향 비교했을 때 폐동맥 판막이 같은 압력에 대해 더 많이 늘어 났다(p=.00). 돼지의 신선한 대동맥 판막을 GA 고정 후에 원주 방향과 방사 방향에서 모두 신장도가 유의하게 감소 하였다(p=.00). GA+용매 고정 시에 방사 방향에서는 신장도가 유의하게 감소 하였으나(p=.00), 원주 방향에서는 그렇지 않았다(p=0.785). 그리고 GA 고정 그룹과 GA+용매 그룹간의 비교에서 원주 방향(p=0.785), 방사방향(p=0.137), 신장도가 유의한 차이는 얼었다. 폐동맥 판막에서도 GA 고정 그룹과 GA+용매 그룹간의 비교에서 원주 방향(p=0.718), 방사방향(p=0.910), 신장도가 유의한 차이는 없었다. 걸론: 돼지의 대동맥 판막과 폐동맥 판막의 GA 고정 시, 용매의 첨가는 물리적 손실은 가져 오지 않으나 신장도는 더 나아지지 않았다. 돼지의 대동맥 판막과 폐동맥 판막은 고정방법에 관계 없이 방사방향 신장도가 원주 방향보다 더 낫다.