• 제목/요약/키워드: Elastic-Plastic Theory

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금속재와 복합재 이종구조물로 된 압력용기의 설계이론 개발 (Development of a Design Theory of a Pressure Vessel with Combined Structure of the Metal and the Composite)

  • 이방업;김원훈;구송회;손영일
    • 한국추진공학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.23-30
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    • 2006
  • 수십 msec의 단시간에 큰 추력을 발생시키는 임펄스모타의 무게를 가볍게 하기 위하여 금속재와 복합재를 조합하여 수만 psia의 초고압을 지탱하는 압력용기의 설계이론을 개발하였고, 탄소성 구조해석을 통하여 이론식의 타당성을 입증하였다. 임펄스모타의 연소관을 이론식으로 설계하고 제작하여 유압시험과 지상연소시험을 실시하였다. 실험결과의 파열압력은 설계식과 구조해석 결과로 예측한 값과 유사한 값을 보였다. 본 논문의 설계이론을 통하여 설계단계에서 가볍고도 충분한 안전율을 갖는 고압용기를 간단히 설계할 수 있게 되었다.

Subsidence estimation of breakwater built on loosely deposited sandy seabed foundation: Elastic model or elasto-plastic model

  • Shen, Jianhua;Wu, Huaicheng;Zhang, Yuting
    • International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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    • 제9권4호
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    • pp.418-428
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    • 2017
  • In offshore area, newly deposited Quaternary loose seabed soils are widely distributed. There are a great number of offshore structures has been built on them in the past, or will be built on them in the future due to the fact that there would be no very dense seabed soil foundation could be chosen at planed sites sometimes. However, loosely deposited seabed foundation would bring great risk to the service ability of offshore structures after construction. Currently, the understanding on wave-induced liquefaction mechanism in loose seabed foundation has been greatly improved; however, the recognition on the consolidation characteristics and settlement estimation of loose seabed foundation under offshore structures is still limited. In this study, taking a semi-coupled numerical model FSSI-CAS 2D as the tool, the consolidation and settlement of loosely deposited sandy seabed foundation under an offshore breakwater is investigated. The advanced soil constitutive model Pastor-Zienkiewics Mark III (PZIII) is used to describe the quasi-static behavior of loose sandy seabed soil. The computational results show that PZIII model is capable of being used for settlement estimation problem of loosely deposited sandy seabed foundation. For loose sandy seabed foundation, elastic deformation is the dominant component in consolidation process. It is suggested that general elastic model is acceptable for subsidence estimation of offshore structures on loose seabed foundation; however, Young's modulus E must be dependent on the confining effective stress, rather than a constant in computation.

인장하중을 받는 아스팔트 혼합물의 점탄소성 모형의 개발 (Development of ViscoElastoPlastic Continuum Damage (VEPCD) Model for Response Prediction of HMAs under Tensile Loading)

  • ;;서영국;이광호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1D호
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    • pp.45-55
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    • 2008
  • 아스팔트 혼합물의 거동을 정확하게 예측하기 위하여 점탄소성 연속체 손상모형(이하 점탄소성 모형)을 개발하였다. 본 논문에서는 인장조건에서 점탄소성 모형의 개발과 4가지 혼합물(일반 밀입도, SBS, CR-TB, Terpolymer)을 이용한 모형의 검증과정을 다루고 있다. 모형 개발을 위해서 실내시험으로 측정한 아스팔트 혼합물의 전체 응답을 점탄성과 점소성 성분으로 구분하여 분석하였다. 점탄성 연속체 손상모형으로는 미세균열이 지배적인 상태에서 아스팔트 혼합물의 시간 의존적 거동을 해석하고, 고온 혹은 저속 하중 조건에서 발생한 영구변형(시간 종속과 비종속 성분을 모두 포함)은 점소성 모형으로 해석하였다. 변형률 분해 원리에 근거하여 각각의 모형을 통합하여 점탄소성 연속체 손상모형(VEPCD)을 개발하였다. 모형의 변수 결정을 위해서 직접인장시험을 수행하고 각각의 혼합물에 대한 선형 점탄성은 동탄성계수와 시간-온도 전이계수 그리고 위상각의 주곡선으로 정의하였다. 개발된 점탄소성 모형의 예측 성능을 평가하기 위하여 두 종류의 실내시험 실시하고 그 결과를 분석하였다 : 1) 단일 변형률 인장 시험, 2) 임의 하중조건을 모사한 피로 시험.

페리다이나믹 소성 모델을 통한 화강암의 고속 충돌 파괴 해석 (Dynamic Fracture Analysis of High-speed Impact on Granite with Peridynamic Plasticity)

  • 하윤도
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권1호
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    • pp.37-44
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    • 2019
  • 결합 기반 페리다이나믹 모델은 간단한 재료 모델을 통해 취성 재료의 다양한 동적 파괴 특성을 확인할 수 있었지만, 다양한 재료 구성 모델을 표현하는데 많은 한계점이 나타났다. 특히, 절점 간 결합이 서로 독립적으로 작용하여 포아송 비가 고정되고 전단 변형이 표현되는 않는 문제점이 있다. 상태 기반 페리다이나믹 모델은 보다 일반화되고 엄밀한 재료 모델링이 가능하며, 모든 결합의 변형 정보를 통해 각 절점의 거동이 계산되기 때문에 결합 기반 모델에서 표현하지 못한 전단 변형까지도 표현 가능하다. 본 연구에서는 상태 기반 페리다이나믹 모델을 통해 재료 모델을 구성하고, 소성 흐름 법칙으로부터 재료의 완전 소성 거동을 표현할 수 있도록 간단한 재료 모델을 구성한다. 평판 수치 예제를 통해 구성된 완전 소성 재료 모델을 검증하고 응력 변형 곡선을 확인한다. 또한 비국부 접촉 모델링을 통해 서로 다른 두 물체가 충돌하는 현상을 모사하여, 화강암반 모델의 고속 충돌 파괴 해석을 수행하고 결과분석 및 실험현상과 비교한다.

Yield and Fracture of Paper

  • Park, Jong-moon;James L. Thorpe
    • 펄프종이기술
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    • 제31권5호
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    • pp.57-72
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    • 1999
  • Traditional theories of the tensile failure of paper have assumed that uniform strain progresses throughout the sheet until an imperfection within the structure causes a catastrophic break. The resistance to tensile elongation is assumed to be elastic , at first, throughout the structure, followed by an overall plastic yield. However, linear image strain analysis (LISA) has demonstrated that the yield in tensile loading of paper is quite non-uniform throughout the structure, Traditional theories have failed to define the flaws that trigger catastrophic failure. It was assumed that a shive or perhaps a low basis weight area filled that role. Studies of the fracture mechanics of paper have typically utilized a well-defined flaw around which yield and failure could be examined . The flaw was a simple razor cut normal to the direction of tensile loading. Such testing is labeled mode I analysis. The included fla in the paper was always normal to the tensile loading direction, never at another orientation . However, shives or low basis weight zones are likely to be at random angular orientations in the sheet. The effects of angular flaws within the tensile test were examined. The strain energy density theory and experimental work demonstrate the change in crack propagation from mode I to mode IIas the initial flaw angle of crack propagation as a function of the initial flaw angle is predicted and experimentally demonstrated.

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다공성 소결 순 Al에서 인장연성 변화에 관한 연구 (A Study on the Variation of Tensile Ductility in Porous Sintered Pure Aluminum)

  • 정재영
    • 소성∙가공
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    • 제27권2호
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    • pp.93-99
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    • 2018
  • An analytical solution for the tensile ductility in porous ductile materials was derived based on an Irwin's approach of the elastic-plastic deformation in fracture mechanics. This was in good agreement with the experimental results of a tensile ductility in a sintered pure Al, and could solve the discrepancies in the Brown and Embury, or the McClintock models. This model was also offered as an advanced analytical solution considering the effect of stress triaxiality of pore tip in addition to pore interactions, material properties of matrix, and local deformation effect around pore. The evaluation of an analytical solution in the sintered pure Al powder compacts showed that the tensile ductility depends not only on the volume fraction of pores, but also on the pore size and on the mechanical properties of the matrix. The tensile ductility of the sintered pure Al compacts decreased rapidly with the increasing of a pore volume fraction, despite of the excellent tensile ductility of the matrix. This significant decrease in the tensile ductility was mainly attributed to the low yield strength of the matrix and small pore size. Particularly, the effects of the large radius and high volume fraction of the pore on the tensile ductility in Al-Form, were thus reasonably predicted by this analytical equation.

하중분산 인장형 앵커의 수치해석 (Numerical analysis of Multi-Strand Anchor)

  • 김성규;강병철;김낙경;김정열
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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    • pp.1243-1249
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    • 2010
  • Ground anchors can be good solution in large and deep excavation. Anchored supports generally provide larger workspace than strut supports and good performances. The major benefit provided by these anchored systems was the open excavation area created by eliminating horizontal or raked struts, which generally inhibit rapid construction within the site area. In loose soils, however, anchors are sometimes hard to get high pullout anchor capacity, so that the spacing of anchor both horizontally and vertically is frequently controlled, in which the construction costs of anchors are increased. In order to increase anchor capacity, therefore, conceptual introduction of the multi-strand anchor is presented in this paper. Also, this study shows an numerical study of predicting the load transfer of the multi-strand anchor and a beam-column analysis was performed by a Elastic-Plastic beam theory.

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압연판의 두께 정밀도에 관한 연구 (Study on the thickness precision of rolled sheets)

  • 김동원;윤상건
    • 대한기계학회논문집
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    • 제11권5호
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    • pp.837-845
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    • 1987
  • 본 연구에서는 Tozawa의 이와 같은 근사적 3차원 해석법을 검토하여 그 특징 을 살피고 판나비, 판두께, 압하율의 변화가 삼차원변형역과 평면변형역의 최적 경계 면 위치에 미치는 영향을 고찰하고자 한다.

단층활동시 매설 파이프라인의 거동에 대한 직접진단 시험모델 수치해석 (Numerical Analysis using Direct Shear Test Model for the Behavior of Buried Pipeline by the Fault Motion)

  • 장신남
    • 한국농공학회지
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    • 제41권6호
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    • pp.64-74
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    • 1999
  • The frequency of earthquake occurrence tends to increase in Korea. Therefore, the stability of pipeline, such as watersupply pipe, gas pipe, and oil pipe etc. across fault zones in Gyoung-sang landmass is very important, expecially , in metropolitan area. There were some examples of the construction of buried pipeline across fault zones in Korea. the interactiion between the buried pipeline across fault zones and the ground is considered. As well, in the interfaces of them, the direct shear numerical analysis model including elasto-plastic joint element is assumed that the retained dilatancy theory in them, otherwise. Also, the other elements are modeled the ground is nonlinear elastic coutinuaus beam, respectively. In this study, the maximum shear force point exist inside retaine zone(anchored zone) during shwar (as fault sliding), and the distribution of pipeline's behavior is all alike them of pipeline buried in ladnsliding grounds. Since the pipeline is not continuous beam but jointed by steel-pipe segments , practically, on acting of a large bending moment or a shear force, then, those are may be unstable. The reaearch on this point may be new approach.

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탄소성 이론을 이용한 복합지반의 등가특성치 예측 (Determination of Equivalent Properties of Composite Foundation Using Elasto-plastic Theory)

  • 이주형;이상익;김영욱;김병일
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제19권2호
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    • pp.179-187
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    • 2003
  • 모래다짐말뚝과 쇄석말뚝 등 연직방향의 보강재를 이용한 방법은 지반의 지지력을 증가, 침하를 감소 등을 기대할 수 있는 효과적인 연약지반 개량공법이다. 이번 연구에서는 지반거동 특성을 이해함에 있어 탄소성이론을 이용하여 복합지반의 등가특성치(E,$\mu,\phi,c$)를 얻을 수 있는 이론식을 제시하였으며, 이론식을 토대로 사례별 등가특성치들을 산정하였다. 또한 산정된 등가특성치를 지반 해석프로그램인 SAGE CRISP을 사용하여 2차원 해석을 수행하여 그 결과를 원지반 특성치로 수행한 해석결과와 비교 분석하였다. 연구결과 원지반 특성치를 대신하여 이론식을 통해 얻은 등가특성치를 이용하여도 비슷한 결과를 얻을 수 있었다. 결과적으로 탄소성이론을 근거로 한 이론식에서 얻은 등가특성치들이 예비설계 단계에서 유용하게 사용될 수 있음을 제시하였다.