In this work, some inaccuracies and limitation of prior indentation theory, which is based on the deformation theory of plasticity and experimental observations, are first investigated. Then effects of major material properties on the configuration of indentation load-deflection curve are examined via incremental plasticity theory based finite element analyses. It is confirmed that subindenter deformation and stress-strain distribution from the deformation theory of plasticity are quite dissimilar to those from incremental theory of plasticity. We finally suggest the optimal data acquisition location, where the strain gradient is the least and the effect of friction is negligible. This data acquisition point increases the strain range by a factor of five.
쉴드TBM 터널에서 단면 부족이나 큰 변형이 세그먼트 라이닝의 안정성에 우려될 경우 터널 외부에 지반 그라우팅으로 보강하거나 터널 내부에 강판 보강, 링 빔 보강, Inner double layer lining으로 보강하는 경우가 있다. 또한, 기존의 쉴드 TBM 터널의 해석은 세그먼트라이닝의 분절 특성을 고려하지 않는 연속체의 강성일체법으로 해석되어왔다. 본 연구는 내부 강재 라이닝으로 보강한 double layer 보강 단면에 대해 보강 메커니즘을 연구하였다. 본 연구는 세그먼트 라이닝에 대한 모델링을 개선하여 세그먼트 라이닝의 분절 특성을 고려한 분절체 모델링(BJM)을 적용하였고 이를 통해 세그먼트 라이닝의 변형 특성을 반영한 double layer 보강 단면을 해석하였다. 연구 결과 기존 콘크리트 세그먼트 라이닝은 하중을 일정부분 분담하는 역할이 아닌 터널 주변 지반을 보강한 것과 같은 역할을 하였다. 일반적으로, 세그먼트 라이닝의 분절을 고려한 BJM 모델과 분절을 고려하지 않는 강성일체법 모두 하중을 받은 라이닝의 변형 형상과 응력 분포가 유사하게 나타났다. 그러나 하중의 강도가 임계치를 넘는 경우 변형의 양상에 차이가 있으며 변형 특성을 보다 면밀히 검토할 수 있는 것으로 나타났다.
This study aims to quantify the variation in the performance of a tilting pad journal bearing (TPJB) owing to the elastic deformation of its pad. To this end, we first defined a parameter, "elastic preload", and predicted the changes in the performance of the TPJB, as a function of the preload amount. We used the iso-viscosity Reynolds equation, which ignores the temperature rise due to viscous shear in thin films, and the resultant thermal deformation of the bearing structure. We employed a three-dimensional finite element model to predict the elastic deformation of the bearing pad, and a transient analysis, to converge to a static equilibrium condition of the flexible pads and journal. Conducting a modal coordinate transformation helped us avoid heavy computational issues arising from a mesh refinement in the three-dimensional finite element pad model. Moreover, we adopted the Hertzian contact model to predict the elastic deformation at the pivot location. With the aforementioned overall strategy, we predicted the performance changes owing to the elastic deformation of the pad under varying load conditions. From the results, we observed an increase in the preload due to the pad elastic deformation.
This study is to investigate the properties on the load-deflection and fracture behaviors of the steel fiber reinforced concrete(SFRC) slab model specimens, Steel fibers of indent, crimp, and end hook shape were considered to reinforce the matrix under various mixing conditions and proportions. Initial cracking load, maximum load, and energy absorption capacity(load carrying capacity) of SFRC panel specimen increased with increase of steel fiber contents. And the plain concrete slab was fractured abruptly after maximum load but SRFC slabs were fractured smoothly by steel fibers in concrete matrix operated as cracking resistance force after maximum load. Indent, crimp and end hook shape steel fibers were effective in reinforcing the matrices but end hook type fiber were superior to indent and crimp type fibers.
The buckling analysis of the embedded sinusoidal piezoelectric beam is evaluated using numerical method. The smart beam is subjected to external voltage in the thickness direction. Elastic medium is simulated with two parameters of spring and shear. The structure is modelled by sinusoidal shear deformation theory (SSDT) and utilizing energy method, the final governing equations are derived on the basis of piezo-elasticity theory. In order to obtaining the buckling load, the differential quadrature method (DQM) is used. The obtained results are validated with other published works. The effects of beam length and thickness, elastic medium, boundary condition and external voltage are shown on the buckling load of the structure. Numerical results show that with enhancing the beam length, the buckling load is decreased. In addition, applying negative voltage, improves the buckling load of the smart beam.
Settlement with crack on the hardened liners may occur in the weak clay due to waste load since the stiffness of the hardened liner is greater than that of the clay layers. Way of reducing deformation crack in the hardened liner is investigated using two computer programs, CONSOL and FLAC. The computer program CONSOL estimates the magnitude of settlement with time in clay layers and FLAC analyses the stress and deformation relationship between the foundation of landfill and waste load. The results show that a representative block of the analyzed area reaches the consolidation settlement of 1.32m, 8.8 years after the disposal of waste started with the degree of consolidation U=90%. The stress within the hardened liner exceeds the allowable vertical stress of 5kg/$\textrm{cm}^2$ and horizontal stress of 1.67kg/$\textrm{cm}^2$ at the concave part of the liner where the main and branch drainage pipes of leachate are located. It was recognized that the thickness of the interested area should be enlarged or the strength of the same area should be improved to tolerate the planned waste load.
Spline is a machine component using transmits rotating energy with grooves on internal of boss and external periphery of shaft. Internal spline is generally produced by machining process. However, to reduce manufacturing cost and save time, plastic deformation process such as backward extrusion is gradually adapted for spline production. In plastic deformation process, forming load, stress on tools and flow flaws should be taken into account to have sound products. For this purpose, kinematically admissible velocity fields for Upper Bound Method in backward extrusion of internal spline has been suggested, then forming load and relative pressure have been calculated. Internal spline forming experiments have been con-ucted under hydraulic press and the calculated forming load well predicts the load of experiment.
This paper is presented to solve the buckling problem of functionally graded truncated conical shells subjected to displacement-dependent pressure which remains normal to the shell middle surface throughout the deformation process by the semi-analytical finite strip method. Material properties are assumed to be temperature dependent, and varied continuously in the thickness direction according to a simple power law distribution in terms of the volume fraction of a ceramic and metal. The governing equations are derived based on first-order shear deformation theory which accounts for through thickness shear flexibility with Sanders-type of kinematic nonlinearity. The element linear and geometric stiffness matrices are obtained using virtual work expression for functionally graded materials. The load stiffness also called pressure stiffness matrix which accounts for variation of load direction is derived for each strip and after assembling, global load stiffness matrix of the shell which may be un-symmetric is formed. The un-symmetric parts which are due to load non-uniformity and unconstrained boundaries have been separated. A detailed parametric study is carried out to quantify the effects of power-law index of functional graded material and shell geometry variations on the difference between follower and non-follower lateral buckling pressures. The results indicate that considering pressure stiffness which arises from follower action of pressure causes considerable reduction in estimating buckling pressure.
In order to evaluate a failure behavior of pipe with notch-type wall thinning, the present study performed full-scale pipe tests using the 102mm, Schedule 80 pipe specimen simulated notch- and circular-type thinning defects. The pipe tests were conducted under the conditions of both monotonic and cyclic bending moment at a constant internal pressure of 10 MPa. From the results. of experiment the failure mode, load carrying capacity, deformation ability, and fatigue life of a notch-type wall thinned pipe were investigated, and they were compared with those of a circular-type wall thinned pipe. The failure mode of notched pipe was similar to that of circular-type thinned pipe under the monotonic bending load. Under the cyclic bending load, however, the mode was clearly distinguished with variation in the shape of wall thinning. The load carrying capacity of a pipe containing notch-type wall thinning was about the same or slightly lower than that of a pipe containing circular-type wall thinning when the thinning area was subjected to tensile stress, whereas it was higher than that of a pipe containing circular-type thinning defect when the thinning area was subjected to compressive stress. On the other hand, the deformation ability and fatigue life of a notch-type wall thinned pipe was lower than those of a circular-type wall thinned pipe.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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