• Computational Structural Engineering : An International Journal
• /
• 제1권2호
• /
• pp.117-130
• /
• 2001

Investigations of low-rice unbounded reinforced concrete shear walls with or without openings are performed with comparison of analytical and experimental results. Theoretical analysis is based on nonlinear finite element algorithm, which incorporates concrete failure criterion and nonlinear constitutive relationships. Studios focus on the effects of height-to-length ratio of shear walls, opening ratio, horizontal and vertical reinforcement radios, and diagonal reinforcement. Analytical solutions conform well with experimental results. Equations for cracking, yielding and ultimate loads with corresponding lateral displacements are derived by regression using analytical results and experimental data. Also, failure modes of low-rise unbounded shear walls are theoretically investigated. An explanation of change in failure mode is ascertained by comparing analytical results and ACI code equations. Shear-flexural failure can be obtained with additional flexural reinforcement to increase a wall's capacity. This concept leads to a design method of reducing flexural reinforcement in low-rise bounded solid shear wall's. Avoidance of shear failure as well as less reinforcement congestion leer these walls is expected.

• Journal of Mechanical Science and Technology
• /
• 제15권8호
• /
• pp.1079-1089
• /
• 2001

This paper proposes J and CTOD estimation schemes applied to fracture toughness testing, covering typical homogeneous and bi-material specimens. Recommendations are based on the plastic limit analysis (either slip line field or finite element limit analyses), assuming the rigid plastic material behavior. The main outcome of the present study is that the J and CTOD estimation schemes (both codified and non-codified), recommended for homogeneous specimens, can be equally used for bi-material specimens with interface cracks. The effect of yield strength mismatch in bi-material specimens on the J-integral CTOD is discussed.

• 한국안전학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.13-18
• /
• 1998

It is well known in the fracture mechanics community that the fracture toughness of brittle materials, such as ceramics, can be improved improves significantly when fibers are added into the material. This is because in presence of fibers the cracks cannot propagate as freely as it can in absence of them. Fibers bridge the gap between two adjacent surfaces of the crack and reduce the crack tip opening displacement, thus make it harder to propagate. Several investigators have experimentally studied how the length, diameter and volume fraction of fibers affect the fracture toughness of chopped strand reinforced matrix composite materials. In this paper, matrix used ALS, Arizona Lunar Simulant, types of fiber used carbon steels and stainless steels. To analyze quantitatively fiber reinforced ALS composites, experimental and analytical methods was progressed. Load-displacement curve is used to experimental method, and FEM analysis program using ABAQUS is used analytical method.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제15권5호통권66호
• /
• pp.475-487
• /
• 2003

본 연구는 선형탄성 파괴역학적 방법을 사용하여 피로 손상을 평가할 수 있는 해석모델을 개발하는데 있다. 트럭 한 대가 교량상부를 통과할 때 부재에 발생하는 응력이력을 블록하중이라 정의하고 하중상호작용효과를 설명하는 균열닫힘 모델 이론을 적용한다. 블록하중에 대해 사하중 응력과 균열개구응력을 고려하여 응력범위빈도해석을 수행하였다. 여기서 구한 응력범위빈도분포에 확률적 방법을 적용하여 응력범위빈도분포의 확률분포 파라미타를 추 정하였다. 확률분포의 확률변수를 발생시키는 Monte Carlo Simulation 실행을 하여 파괴블럭수와 확률분포를 구한다. 이로부터 부재의 파로파괴가 발생하지 않는 피로신뢰성을 계산한다. 또한 파괴블럭수를 일평균 트럭교통량으로 나누면 예상잔존수명을 구할 수 있다. 제안된 피로신뢰성 해석모델을 사용하여 강상자형교 가로보와 수직보강개의 용접부에 피로신뢰성 해석을 수행 한 결과, 피크해석방법 결과와 잔존수명이 3.8% 정도 차이가 있었다. 이는 제안된 모델이 균열닫힘 현상이나 균열지연 형상을 고려하고 있음을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제20권4호
• /
• pp.1263-1274
• /
• 1996

In this paper, as elastic-plastic fracture toughness test under mixed mode loading was proposed using a single edge-cracked specimen subjected to bending moment(M), shearing force(F), and twisting moment(T). The J-integral of a crack in the specimen is expressed in the form J=$J_I$+ $J_II$$J_III$, where $J_I$, $J_II$ and $J_III$ are the components of mode I, mode II and mode III deformation, respectively. $J_I$, $J_II$ and $J_III$ can be estimated from M-$\theta$ ($\theta$;crack opening angle), F-U(U; crack shear displacement) and T-$\alpha$ ($\alpha$;crack twisting angle). In order to obtain the the M<-TEX>$\theta$, F-U and T-$\alpha$ diagram inreal time, a new deformaiton gage for mixed mode loading was proposed using the optical position sensing device(PSD). The elastic-plastic fracture toughness test was carried out with an aluminum alloy. The loading apparatus was designed and manufactured for this experiment. For the loading condition of the crack initatio in the mixed mode, the MMT -3(mode I+ mode II+ mode III) has the lowest values out of the all specimens. This implies that MMT-3 is possible of the crackinitation at lower load, if the specimen acts on together with the torque under the same loading condition. An elastic-plastic fracture toughness test using the PSD brings a successful experimentation in measuring the crack deformation(mode I+ mode II+ mode III).

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 1992년도 봄 학술발표회 논문집
• /
• pp.120-125
• /
• 1992

The fatigue tests were performed on the high strength concrete beams with single edged notch which was reinforced steel fiber. The steel fibers were used 1.0 percent by volume fraction. These were tested consists of constant amplitude tests for different levels of loading. The test program included endurance limit with repect to flexural fatigue and relation of load-CMOD(crack mouth opening displacement). The results of test, it is found from S-N curve that the fatigue strength for a life of 2 million cycles of load was approximately 70percent with respect to the static ultimate strength .

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제19권2호
• /
• pp.171-178
• /
• 2007

경사 보강근이 철근콘크리트 연속 깊은 보의 구조적 거동에 미치는 영향을 파악하기 위하여 내부 전단경간에 개구부를 갖는 연속 깊은 보 12개가 실험되었다. 주요 변수는 개구부 크기와 경사 보강근 양이다. 개구부 주위의 경사 보강근 양과 개구부 크기의 영향을 동시에 고려하기 위한 유효 경사 보강근 계수가 제시되었다. 실험 결과 개구부를 갖는 연속 깊은 보의 하중 분배, 경사균열 폭 및 치대 내력은 유효 경사 보강근 계수에 의해 결정되었다. 유효 경사 보강근 계수가 클수록 경사균열 폭 및 이들의 진전 속도는 낮았다. 특히 유효 경사 보강근 계수가 0.077 이상인 보의 최대 내력은 동일 개구부 없는 보의 것에 비해 높았다. 내부 전단경간에 개구부를 갖는 연속 깊은 보의 최대 내력을 평가하기 위하여 상계치 이론을 이용한 수치해석 모델이 제시되었다. 제시된 모델로부터 얻은 최대 내력은 실험 결과와 잘 일치하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권6호
• /
• pp.802-810
• /
• 2003

이 논문에서는 균열성장에 따른 파괴기준의 변화를 고려할 수 있는 수정 특이-파괴진행대 이론이 제안되었다. 제안된 파괴이론의 파괴특성은 균열의 성장기준이 되는 미소균열단에서 에너지해방률과 미소균열단 뒤에 형성되는 파괴진행대에서 균열면 응력-변위 관계이다. 제안된 파괴이론에 의한 파괴에너지는 기존의 콘크리트 파괴실험 결과로부터 평가된 파괴에너지를 충분히 만족할 수 있었다. 실험자료의 분석결과는 파괴진행대에서 균열면 응력-변위 관계는 시험편의 기하학적 특성에 큰 영형을 받지 않으나, 에너지해방률의 파괴기준은 시험편의 기하학적 특성과 하중조건뿐만 아니라 균열성장길이에 영향을 받는 것을 보여준다. 25mm의 균열성장까지 일정한 값을 유지하던 에너지해방률은 균열성장에 대해 선형으로 최대 값까지 증가하였다. 충분한 크기의 시험편에서 최대 에너지해방률은 최대하중에서 발생되었으며, 최대하중 이후의 균열성장에 대해 이 값을 유지하였다. 균열성장에 따른 파괴기준의 변화는 미소균열의 성장과 국부화에 의한 것으로 판단된다. 에너지해방률에 의한 파괴기준의 평가는 콘크리트 파괴거동의 크기효과를 단순화하며, 미소균열의 성장과 국부화에 대한 정량화에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제37권8호
• /
• pp.862-868
• /
• 2013

직조 형태의 복합재료의 파손 메커니즘은 복합적이다. 지금까지 평직 복합재료를 대상으로 많은 연구가 이루어졌으나, 파괴 저항성 거동은 아직도 표준화 되지 못한 실정이다. 또한 섬유배열방향에 따라 다른 거동을 보인다. 그래서 하중방향에 대한 섬유배열방향에 따른 파괴 저항성 평가가 필요하다. 이에 본 연구에서는 평직 CFRP 복합재료를 대상으로 다양한 섬유배열방향에 따른 파손강도 및 파괴 저항성 평가를 수행하였다.(섬유배열 방향: $0^{\circ}$, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$) CT 시험편을 이용하여 모드 I 조건으로 시험을 수행하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.92-100
• /
• 1995

The effect of different anisotropy and stress ratio on fatigue crack propagation behavior was investigated under various stress ratio(R=-0.4, -0.2, 0.2, 0.2, 0.4) using pure titanium sheet used in aerospace, chemical and food industry. The rack closure behavior under constant load amplitude fatigue crack propagation test was examined. Fatigue crack propagation rate da/dN was estimated in terms of effective stress intensity factor range, $\Delta$K$_{eff}$, regardless of various stress ratio but was influenced by anisotropy. Also, it was found that the effect of anisotropy was considerably decreased but still not negligible when he da/dN was evaluated by a conventional parameter, $\Delta$$K_{eff}$/E and when the modified da/dN.$\sqrt{\varepsilon}_f$ was evaluated by $\Delta$$K_{eff}$/E. On the other hand, da/dN could be evaluated uniquely by effective new parameter, $\Delta$K$_{eff}$/$sigma_{ys}$, regardless of anisotropy, as int he following equation da/dN=C''[\frac{{\Delta}K_{eff}}{{\sigma}_{ys}}]^{n''}. And effective stress intensity factor range ratio, U was estimated by the following equation with respect to the ratio of reversed plastic zone size, $\Delta r_{p}$ to monotonic plastic zone size, $r_p$ regardless of stress ratio and anisotropy. U=-4.45$(\Delta r_{p}/r_{p})^{2}$+4.1$(\Delta r_{p}/r_{p})$+0.245_{p})$+0.245