The shear spinning process, where the plastic deformation zone is localized in a very small portion of the workpiece, shows a promise for increasingly broader application to the production of axially symmetric parts. In this paper, the three components of the working force are calculated by a newly proposed deformation model in which the spinning process is understood as shearing deformation after uniaxial yielding by bending, and shear stress, $\tau_{rz}$, becomes k, yield limit in pure shear, in the deformation zone. The tangential force are first calculated and the feed force and the normal force are obtained by the assumption of uniform distribution of roller pressure on the contact surface. The optimum contact area is obtained by minimizing the bending energy required to get the assumed deformation of the blank. The calculated forces are compared with experimental results. A comparison shows that theoretical prediction is reasonably in good agreement with experimental results
The shear spinning process, where the plastic deformation zone is localized in a very small portion of the workpiece, shows a promise for increasingly broader application to the production of axially symmetric parts. In this paper, the three components of working force are calculated by the newly proposed deformation model in which the spinning process is understood as shearing deformation after uniaxial yielding by bending, and shear stress, $\tau_{rz}$ becomes $\kappa$, yield limit in pure shear, in the deformation zone. The tangential forces are first calculated and the feed forces and the normal forces are obtained by the assumption of uniform distribution of roller pressure on the contact surface. The optimum contact area is obtained by minimizing the bending energy required to get the assumed deformation of the blank. The calculated forces are compared with experimental results. A comparison shows that theoretical prediction is reasonably in good agreement with experimental results.
This paper focuses on the deformation behavior of tunnels crossing a weak zone in conventional tunneling. A three-dimensional finite element model was adopted that allows realistic modeling of the tunnel excavation and the support installation. Using the 3D FE model, a parametric study was conducted on a number of tunneling cases with emphasis on the spatial characteristics of the weak zone such as the strike and dip angle, and on the initial stress state. The results of the analyses were thoroughly examined so that the three-dimensional tunnel displacements at the tunnel crown and the sidewalls can be related to the spatial characteristic of the weak zone as well as the initial stress state. The results indicate that the effectiveness of the absolute displacement monitoring data as early warning indicators depends strongly on the spatial characteristics of the weak zone. It is also shown that proper interpretation of the absolute monitoring data can provide not only early warning for a weak zone outside the excavation area but also information on the orientation and the extent of the weak zone. Practical implications of the findings are discussed.
In order to understand the characteristics of beach deformation, in this study, numerical simulations were conducted using a 3-D hydro-morphodynamic model (HYMO-WASS-3D) to analyze the characteristics of beach deformation due to the coastal groundwater levels. HYMO-WASS-3D directly analyzed the nonlinear interaction between the hydrodynamic and morphodynamic processes in the coastal area. The simulation results of HYMO-WASS-3D showed good agreement with the experimental results on the changes in the profile of the beach in the surf and swash zones. Then, numerical simulations were conducted to examine the characteristics of beach deformation due to the variation of the level of the coastal groundwater. As a result, the beach profiles were examined in relation to the wave breaking in the surf zone and the wave uprush and backwash in the swash zone due to the differences in the water levels. This paper also discussed the temporal and spatial distributions of the velocities, vorticities, and suspended sediments in the surf and swash zones with various levels of the coastal groundwater.
The Ogcheon and Joseon Supergroups are distributed in the Bonghwajae area, Jecheon-si, Chungcheongbuk-do, Korea which is located in the northeastern fore-end of the Ogcheon Metamorphic Zone. This paper researched the geological structures based on the geometric and kinematic characteristics and the forming sequence of the major multi-deformed rock and microstructures. Most of regional foliations are not the S0 bedding but the S0-1 composite foliations defined by the preferred orientation of stretching minerals, some are recognized as the S0-1-2 composite foliations by the preferred orientation of insoluble opaque minerals and cleavage lamella. The geological structures were formed at least by three phases of deformations i.e. NNE-SSW trending D1, E-W trending D2, N-S trending D3 compressions. The S0-1 composite foliation, which shows a similar zone-distribution trend of the constitution strata of the Ogcheon and Joseon Supergroups, trended WNW before D2 deformation, but it was reoriented into N-S which was parallel to the trend of S2 foliation by D2 deformation, and it was rearranged into NW, NE, N-S trends as it is now by D3 deformation. The structural characteristics of each deformation phase and the deformation history are very similar to those in the eastern domain of Busan area into which the Ogcheon and Joseon Supergroups in this area are extended as NNW trend. It is expected to be very valuable data in interpreting the tectonic evolution of the northeastern fore-end of the Ogcheon Metamorphic Zone.
The welding deformation and its prediction method at the HAZ (Heat-Affected Zone) are presented in this paper. The inherent strain method is well known as analytical method to predict welding deformation of large scale welded structure. Depend on the size of welding deformation in welding joints, the fatigue life, the stress concentration factor and the manufacturing quality of welded structure are decided. Many welded joints and its manufacturing control techniques are also required to railway rolling stock and its structural parts such as railway carbody and bogie frame. Proposed methods in this paper focus on the two different the inherent strain area at HAZ. This is main idea of proposed method and it makes more reliable result of welding deformation analysis at the HAZ.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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v.16
no.7
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pp.1314-1321
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1992
In analyzing the plastic flow of axisymmetric tube extrusion a new method of formulation using the stream function approach and upper-bound theorem is proposed which permits the prediction of plastically deformed zone in analytic expression as well as metal flow. It is shown that the formulation proposed in this work covers the solid extrusion and tube extrusion in axisymmetric case. The effect of some process parameters such as area reduction, the ratio of radii(inner radius to outer radius) and friction factor on extrusion pressure, deformation zone and plastic flow through stream-lined dies has been studied. The presented theoretical analysis can be effectively used for the prediction of deformation zone and plastic flow.
Yunjuan Chen;Mengyue Liu;Fuqiang Yin;Lewen Zhang;Jing Wu;Jinrui Li
Geomechanics and Engineering
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v.38
no.1
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pp.1-13
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2024
The construction adit plays a pivotal role in enhancing the working face during the excavation of long-distance and deep hydraulic tunnels. However, the intersection zone between the main tunnel and the construction adit exhibits more intricate deformation patterns in surrounding rock, posing a significant threat to stability during excavation. Taking the Xianglushan tunnel in Yunnan Province, China, as a case study, the FLAC3D software is employed to simulate the excavation process at the intersection. The simulation results are verified combined with the field deformation monitoring results, and the spatial distribution of tunnel rock deformation in the intersection area are analyzed. Five excavation conditions with different intersection angles are simulated, and the surrounding rock deformation of the tunnel intersection area with different intersection angles is analyzed, and its influence range is discussed. The results show that: (1) The surrounding rock deformation in the intersection area increases rapidly during the tunnel excavation. With the increase of construction distance, the deformation of intersection area is gradually stable. (2) The deformation distribution of the tunnel rock is uneven, and the deformation of main tunnel near the intersection area is larger than that far away from the intersection area. (3) With the increase of the intersection angle, the surrounding rock deformation of the tunnel intersection and its influence range decreases gradually. The research results have certain guiding significance for the construction safety of the tunnel intersection area.
The double-lane arrangement model is frequently used in underground coal mines because it is beneficial to improve the mining efficiency of the working face. When the double-lane arrangement is used, the service time of the reserved roadway increases by twice, which causes several difficulties for the maintenance of the roadway. Given the severe non-uniform deformation of the reserved roadway in the Buertai Coal Mine, the stress distribution law in the mining area, the failure characteristics of roadway and the control effect of support resistance (SR) were systematically studied through on-site monitoring, FLAC 3D numerical simulation, mechanical model analysis. The research shows that the deformation and failure of the reserved roadway mainly manifested as asymmetrical roof sag and floor heave in the region behind the working face, and the roof dripping phenomenon occurred in the severe roof sag area. After the coal is mined out, the stress adjustment around goaf will happen to some extent. For example, the magnitude, direction, and confining pressure ratio of the principal stress at different positions will change. Under the influence of high-stress rotation, the plastic zone of the weak surrounding rock is expanded asymmetrically, which finally leads to the asymmetric failure of roadway. The existing roadway support has a limited effect on the control of the stress field and plastic zone, i.e., the anchor cable reinforcement cannot fully control the roadway deformation under given conditions. Based on obtained results, using roadway grouting and advanced hydraulic support during the secondary mining of the panel 22205 is proposed to ensure roadway safety. This study provides a reference for the stability control of roadway with similar geological conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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