• 제목/요약/키워드: Failure ratio

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Stability and failure of symmetrically laminated plates

  • Chai, Gin Boay;Hoon, Kay Hiang;Chin, Sin Sheng;Soh, Ai Kah
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제4권5호
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    • pp.485-496
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    • 1996
  • This paper describes a numerical and experimental study on the stability and failure behaviour of rectangular symmetric laminated composite plates. The plates are simply supported along the unloaded edges and clamped along the loaded ends, and they are subjected to uniaxial in-plane compression. The finite element method was employed for the theoretical study. The study examines the effect of the plate's stacking sequence and aspect ratio on the stability and failure response of rectangular symmetric laminated carbon fibre reinforced plastics composite plates. The study also includes the effect of the unloaded edge support conditions on the postbuckling response and failure of the plates. Extensive experimental investigation were also carried out to supplement the finite element study. A comprehensive comparison between theory and experimental data are presented and discussed in this contribution.

복합재 박막 구조물의 압축강도 예측 (Predicting the Compressive Strength of Thin-walled Composite Structure)

  • 김성준;이동건
    • 한국항공운항학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.9-15
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    • 2019
  • The initial buckling of thin walled structures does not result in immediate failure. This post buckling capability is used to achieve light weight design, and final failure of thin walled structure is called crippling. To predict the failure load, empirical methods are often used for thin walled structures in design stage. But empirical method accuracy depend on geometry. In this study, experimental, empirical and numerical study of the crippling behavior of I-section beam made of carbon-epoxy are performed. The progressive failure analysis model to simulate the crippling failure is evaluated using the test results. In this study, commercial software LS-DYNA is utilized to compute the collapse load of composite specimen. Six kinds of specimens were tested in axial compression where correlation between analytical and experimental results has performed. From the results, we have partially conclude that the flange width-to-thickness ratio is found to influence the accuracy of empirical and numerical method.

앵커의 극한 지지력 변화와 파괴 거동에 관한 연구 (A Study on Variation of Ultimate Pullout Resistance and Failure Behavior for Vertical Plate Anchors in Sands)

  • 장병욱;황명수
    • 한국농공학회지
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    • 제32권4호
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    • pp.71-80
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    • 1990
  • Model tests for the ultimate pullout resistance of anchorages and investigation of failure behaviors in cohesionless soil have been conducted. The factors affecting the anchorage are mostly the geometry of the system, and soil properties of sands. The main conclusions of the experimental work were as follows. 1. The load - displacement relationship can be a form of parabolic curve for all plates. 2. The change in ultimate pullout resistance of anchor is mostly affected by embedment ratio and size of anchor, and influenced to a lesser degree by its shape. 3. Critical embedment ratio which is defined as the failure mode changes from shallow to deep mode is increased with increasing height of anchor. 4. For a constant anchor height, as the width of anchor increases the ultimate pullout resistance also increases. However, considering the efficiency of anchor for unit area, width of anchor does not appear to have any sigrnificant contribution on increasing anchor city. 5. Anchor capacity has a linear relation to sand density for any given section and the rate of change increases as the section increases. Critical depth determining the failure patterns of anchor is decreased with a decrease of sand density. 6. With increasing inclination angle, size of anchor, and decreasing embedment ratio, the ultimate pullout resistance of anchor under inclined loading is significantly decreased. 7. The ultimate pullout resistance of double anchor, a method of improving single of anchor capacity, is influenced by the center - to - center spacing adjacent anchors. It is also found that tandem and parallel anchor rigging arrangements decrease the anchor system capacity to less than twice the single anchor capacity due to anchor interference.

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고강도 재료가 사용된 철근콘크리트 부재의 전단파괴모드 (Shear Failure Modes of Reinforced Concrete Members with High-Strength Materials)

  • 이정윤;김경원
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제6권2호
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    • pp.53-60
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    • 2006
  • 고강도 재료(고강도 콘크리트, 고강도 철근)가 사용된 철근콘크리트 부재의 전단파괴모드는 보통강도 재료를 사용한 부재의 전단파괴모드와 상이한 결과를 나타낼 수 있다. 고강도 재료가 사용될 경우에 구조설계기준식에서 요구하는 전단보강철근이 먼저 항복한 후에 콘크리트가 압축파괴하는 것과는 다르게, 철근이 항복하기 이전에 콘크리트가 압축파괴할 수 있다. 이 논문에서는 고강도 재료가 사용된 철근콘크리트 부재의 최대철근비를 균형파괴시의 재료의 응력 및 변형률 상태를 이용하여 계산하였다. 제안식에서 최대철근비는 콘크리트의 압축강도와 전단보강철근의 상호관계에 의하여 변화하였다. 제안식은 97개의 철근콘크리트 부재에 대한 실험결과와 비교되었다. 실험결과 및 계산결과는 철근콘크리트 부재의 파괴모드가 전단보강철근의 양과 콘크리트의 압축강도와 밀접한 관계가 있음을 나타내었다.

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요소수지(尿素樹脂)의 접착력(接着力)에 미치는 아세톤수지(樹脂) 첨가(添加)의 영향(影響) (Effect of Aceton-Formaldehyde Resin Addition on Bonding Strength of Urea-Formaldehyde Resin Adhesive)

  • 김수창;배영수
    • 한국산림과학회지
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    • 제60권1호
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    • pp.37-44
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    • 1983
  • 요소수지(尿素樹脂)의 변성제(變性劑)로서 열가망성(熱可望性)의 아세톤수지(樹脂)를 첨가(添加)하고 합판(合板)의 접착력(接着力) 및 목파율(木破率)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 결론(結論)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 합판(合板)의 접착력(接着力)과 목파율(木破率)은 열판온도(熱板溫度) $120^{\circ}C$에서 제조한 것이 가장 좋은 값을 보였으나 아세톤수지(樹脂)의 혼합비율(混合比率)이 증가(增加)함에 따라서 그 값은 점차 감소(減少)되었다. 2) 아세톤수지(樹脂)의 몰비율(比率)은 합판(合板)의 접착력(接着力) 및 목파율(木破率)에 영향(影響)을 미치지 않았다. 3) 아세톤수지(樹脂)를 혼용(混用)한 합판(合板)은 요소수지(尿素樹脂)만으로 접착(接着)된 합판(合板)의 접착력(接着力) 및 목파율(木破率)을 능가하지 못했다. 따라서 아세톤수지(樹脂)는 요소수지(尿素樹脂)의 변성제(變性劑)는 부적당(不適當)하였다.

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연속지지 RC 깊은 보의 부정정 스트럿-타이 모델 및 하중분배율 (I) 모델 및 하중분배율의 제안 (Indeterminate Strut-Tie Model and Load Distribution Ratio of Continuous RC Deep Beams (I) Proposal of Model & Load Distribution Ratio)

  • 김병헌;채현수;윤영묵
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.3-12
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    • 2011
  • 철근콘크리트 깊은 보의 거동은 전단경간비, 휨철근비, 하중점과 지지점의 조건, 그리고 사용재료의 성질 등의 여러 변수간의 복합적인 역학관계로 인해 매우 복잡하다. 이 논문에서는 이러한 깊은 보의 거동 특성을 모두 반영하여 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계를 수행할 수 있는 부정정 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 또한 현 스트럿-타이 모델 설계기준을 부정정 스트럿-타이 모델을 이용한 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 설계에 합리적으로 적용하기 위해 외부하중에 대한 단부 지지점 반력의 비인 반력분배율과 수직 트러스 메커니즘에 의해 전달되는 외부하중의 크기 즉 부정정 스트럿-타이 모델의 하중분배율을 제안하였다. 하중분배율의 결정 시 연속지지 철근콘크리트 깊은 보의 전단에 대한 연성파괴거동을 확보하기 위하여 깊은 보의 전단저항 메커니즘을 구성하는 콘크리트 스트럿과 수직철근타이가 동시에 파괴된다는 전단평형철근비 개념을 도입하였으며, 다양한 수치해석 결과를 바탕으로 연속지지 깊은 보의 강도 및 거동에 영향을 미치는 전단경간비, 휨철근비, 그리고 콘크리트의 압축강도 등의 주요설계변수를 고려하였다. 이 논문의 후속편에서는 기존의 여러 설계방법들과 이 연구에서 제안한 방법을 이용하여 파괴실험이 수행된 다양한 종류의 연속지지 깊은 보의 강도를 평가하고, 이 연구에서 제안한 방법의 적합성을 검증하였다.

주방식 지하공간의 구조적 안정성 평가개념 정립에 관한 연구 (A study on conceptual evaluation of structural stability of room-and-pillar underground space)

  • 이철호;장수호;신휴성
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.585-597
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    • 2013
  • 본 연구에서는 주방식 지하구조물의 안정성 검토방안을 마련하기 위해 암주와 천장부의 거동을 수치해석 방법으로 검토하였다. 또한, 기존 자원개발 분야에서 고려하는 주방식 공법의 설계 개념과는 달라져야 하는, 공간 확보차원에서의 합리적인 주방식 공법의 설계 절차 및 개념을 제시하였다. 주어진 지반 조건에서 암주의 형상비와 천장부의 길이에 따른 수치해석을 수행하였으며 초기 이완이 시작되는 시점에서의 파괴유형과 위치 변화를 검토하였다. 해석결과, 천장부 폭과 암주 폭과의 비(w/s)와 파괴시점의 상재하중간의 관계는 선형관계를 보였으며, 천장부 폭과 암주 폭의 비가 주방식 채광 설계에서는 매우 중요한 설계인자로 다루어지는 암주의 폭과 높이 비(w/H)보다 구조물의 안정성 확보차원에서는 더욱 민감한 설계인자인 것으로 나타났다. 이는, 암주의 안정성 만을 확보하는 차원에서 수행되는 주방식 채광 설계법과는 달리, 암주부와 함께 구조물 천장부 및 어깨부의 안정성까지도 함께 고려하여 지하구조물의 안정성을 확보할 수 있는 구조물 설계가 되어야 함을 의미한다. 또한, 지하구조물의 형상에 따라 초기 이완대가 발생하는 위치와 전단 또는 인장파괴 등 파괴유형도 다르게 나타나, 주방식 지하구조물에 대한 설계는 상재하중에 따른 천장부와 암주의 안정성을 연계하여 수행하는 것이 필요하다.

Stochastic failure analysis of [0/θ]s laminated composite plate containing edge crack and voids using XFEM

  • Ashok B. Magar;Achchhe Lal
    • Advances in materials Research
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    • 제13권4호
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    • pp.299-319
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    • 2024
  • Due to higher strength-to-weight ratio of composite laminates, they find uses in many weight-sensitive applications like aerospace, automobile and marine structures. From a reliability point of view, accurate prediction of failure of these structures is important. Due to the complexities in the manufacturing processes of composite laminates, there is a variation in the material properties and geometric parameters. Hence stochastic aspects are important while designing the composite laminates. Many existing works of composite laminate failure analysis are based on the deterministic approach but it is important to consider the randomness in the material properties, geometry and loading to predict accurate failure loads. In this paper the statistics of the ultimate failure load of the [0/θ]s laminated composite plate (LCP) containing the edge crack and voids subjected to the tensile loading are presented in terms of the mean and coefficient of variance (COV). The objective is to better the efficacy of laminate failure by predicting the statistics of the ultimate failure load of LCP with random material, geometric and loading parameters. The stochastic analysis is done by using the extended finite element method (XFEM) combined with the second-order perturbation technique (SOPT). The ultimate failure load of the LCP is obtained by ply-by-ply failure analysis using the ply discount method combined with the Tsai-Wu failure criterion. The aim is to know the effect of the stacking sequence, crack length, crack angle, location of voids and number of voids on the mean and corresponding COV of the ultimate failure load of LCP is investigated. The results of the ultimate failure load obtained by the present method are in good agreement with the existing experimental and numerical results. It is observed that [0/θ]s LCPs are very sensitive to the randomness in the crack length, applied load, transverse tensile strength of the laminate and modulus of elasticity of the material, so precise control of these parameters is important. The novelty of the present study is, the stochastic implementation in XFEM for the failure prediction of LCPs containing crack and voids.

철골보의 정규하중분포에 따른 파손확률 평가 (Evaluation of the Probability of the Steel Beam to Collapse in Accordance with the Normal Distribution Load)

  • 송창영
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.43-50
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    • 2014
  • 본 논문은 신뢰성 이론에 기초하여 철골보의 단경간 및 2경간 연속보의 파손확률을 결정하였다. 계산식에서 철골보에 가해지는 하중은 정규 분포로 가정하여 진행되었으며, 파손확률의 변화를 확인하기 위해 보의 중앙범위에 적용하는 하중을 보의 1대 1과 1대 2로 분할된 지점에 배치하였다. 보의 끝부분의 경계 결합조건 역시 연구에 포함되었다. 연구 결과 파손확률이 있는 보에 대한 결합조건 및 파손확률은 2차 분석에 따라 그 중요도가 낮은 것으로 나타났다. 결론적으로 일부의 경우를 제외하고 보의 파손확률은 보 양단의 경계조건에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다.