접착제 이용 결합 조인트의 하중지지 능력 예측 기법은 점착제를 이용한 접합 조인트 설계에 있어서 가장 중요한 기술이다. 본 연구 계면 파괴역학을 이용하여 복합재료/금속 접착 조인트의 하중지시 능력을 예측하는 기법을 소개한다. 구체적으로 복합재료/탄소강 결합의 접착 강도를 계면 균열의 에너지 방출률과 계면 파괴인성치 개념을 사용하여 평가하는 방법을 제시 검증하였다. 계면 균열의 에너지 방출률은 유한요소해선 결과를 이용한 가상 균열 닫음 기법 (VCCT)을 사용하여 계산하였으며, 게면 파괴인성치는 이종재료 ENF (end-notched flexure) 시편을 고안하여 측정하였다. 고안된 이종 재료 ENF 시편을 사용하여 시편의 두께에 상관없이 일관된 Mode II 계면 파괴인성치를 측정할 수 있음과 양면 겹치기 접합 조인트의 특성 에너지 방출률이 측정된 계면 파괴인성치와 일치함을 확인하였다. 따라서 에너지 방출률에 근거한 계면 균열 진전 기준은 접착 조인트의 하중지지 능력을 신뢰성 있게 예측하는 실제적인 설계 도구로서 활용될 수 있다.
This study was designed to evaluate the effect of processing method and surface design on the transverse strength of repaired denture base resin. Three heat-cured denture base resins(Vertex, Lucitone, Lang), one cold-cured resin(Lang), and one light-cured resin(Dentacolor gingiva material) were used for repair purpose. The specimens for 3-point flexure test were fabricated by five processing methods such as self-curing, pressure pot, boiling water, processing, and light curing. Finally to evaluate the effect of surface designs for repaired resin, three surface designs(butt, bevel, inverse bevel) were tested. Within the limit of this study, following conclusions were drawn. 1. Lucitone denture base material showed highest flexural strength of $131.37{\pm}2.15MPa$, and there were significant differences in stength between Lucitone and other resins. 2. Between two different self curing methods, self curing repair resin, Lang, cured by pressure pot method showed highest flexural strength, $58.49{\pm}4.89MPa$. 3. Among the heat cured repair resins, maximum transverse strength value of $88.69{\pm}16.60MPa$ was recorded in Lucitone group cured by processing method. 4. Inverse bevel joint design showed significantly higher bond strength than butt joint group, Maximum bond strength was $59.36{\pm}1.33MPa$ in inverse bevel joint design group.
섬유금속적층판과 같은 하이브리드 소재는 여러 방향의 하중에 의한 접착층의 파괴로 인해 층간분리가 발생할 수 있다. 모든 하중은 수직 방향의 응력과 면내 두 방향의 전단 응력으로 분해할 수 있으며, 이러한 하중은 접착층의 모드 I, II, III 파괴를 일으킨다. 따라서 하중에 의한 층간분리 현상을 예측하기 위해, 접착층의 모드별 임계 에너지 해방률을 도출하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 접착층의 모드 I 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 double cantilever beam 시험을 수행하였으며, 모드 II 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 end-notched flexure 시험을 수행하였다. 또한, 실험으로부터 도출한 임계 에너지 해방률을 ABAQUS의 응집영역모델에 적용하여 유한요소해석을 수행하였으며, 실제 실험 결과와의 비교를 통해 층간분리 현상에 대한 수치해석 기법 적용의 유효성을 입증하였다.
Epoxy-amine liquid prepolymers are extensively applied onto metallic substrates and cured to obtain painted materials or bonded joint structures. Overall performances of such systems depend on the created interphase between the organic layer and the substrate. When epoxy-amine liquid mixtures are applied onto more or less hydrated metallic oxide layer, concomitant amine chemical sorption and hydroxide dissolution appear lending to the chelate formation. As soon as the chelate concentration is higher than the solubility product, these species crystallize as sharp needles. Moreover, intrinsic and thermal residual stresses are developed within painted or bonded systems. When residual stresses are higher than the organic layer/substrate adhesion, buckling, blistering, debonding may occur leading to a catastrophic drop of system performances. Practical adhesion can be evaluated with either ultimate parameters (Fmax or Dmax) or the critical strain energy release rate, using the three point flexure test (ISO 14679-1997). We observe that, for the same system, the ultimate load decreases while residual stresses increase when the liquid/solid time increases. Ultimate loads and residual stresses depend on the metallic surface treatment. For these systems, the critical strain energy release rate which takes into account the residual stress profile and the Young's modulus gradient remains quite constant whatever the metallic surface treatment was. These variations will be discussed and correlate to the formation mechanisms of the interphase.
Hybrid Prestressed Precast Concrete System (HPPC system) is a newly developed frame system that can improve the performance of precast concrete (PC) joints by post-tensioning. In particular, the details proposed in this study can reduce the lifting weight of the PC members and eliminate problems caused by cracks in the joints that occur under service loads. This study performed an evaluation on the negative moment performance of full-scaled HPPC girders. The test specimens were cast with or without slabs, with bonded or unbonded tendons, and had different post-tensioned lengths in tensile section. The test results showed that the specimens with slabs had significantly higher stiffness and strength than those without slabs. There were no differences in the flexural behavior between those with bonded or unbonded tendons, and between those with short or long post-tensioned lengths in the negative moment region.
This is a leading study to replace the structural analysis methodology on the specific traditional joint by a numerical analysis. Tests were carried out to test the compressive methodologies with the numerical results. The Japanese larch was used as a sample. The Orthotropic property of wood was specifically considered for the finite element numerical analysis. Linear numerical analysis and non-linear numerical analysis for the BEAM element and the two SOLID elements of ANSYS were used to analyze the compressive performance. In addition, more finely divided elements were used to raise the accuracy of the numerical result. Finally, the statistically significant differences were tested between that of the analytical and numerical results. It could be concluded that the SOLID 64 element shows the most optimum result when the non-linear analysis with the more finely divided element was used. However, finely dividing of the element is a considerable time consuming process, and it is quite difficult to raise the accuracy of the non-linear numerical analysis. Therefore, if considering the vertical displacement to be of the only interest, the BEAM element is more efficient than the SOLID element because the BEAM element is reflected as a simple line, which is less time consuming and difficult in dividing the elements. But, the BEAM element cannot accurately model the knot as a strength defect factor which is an important property in the orthotropic property of wood. Therefore, the SOLID element should be used to model the strength defect factor, knot, as it can be efficiently applied on the structural size flexure member which could be more strongly effected by the knot. In addition, it is useful at times when the failure types of members are to be more closely investigated, as the SOLID element is able to examine the local stress distribution of the member. The conclusion drawn by this study is of the good concordance between analytical results and numerical results of compressive wood members, but how orthotropic properties should only be considered. The numerical analysis on the specific Korean traditional joints will be based on the current study results.
기존의 강재 보가 콘크리트에 매립되어 볼트접합 연결되는 기존 하이브리드 접합법의 한계와 단점을 개선하기 위하여 단순한 강접합 절점을 갖는 하이브리드 PC 콘크리트 보 시스템을 개발하였다. 개발된 하이브리드 시스템의 원할한 하중전달을 파악하기 위하여 양단 고정단의 보 실험체 3개를 반복 집중하중 하에서 실험하였다. 주요 변수는 강재 보의 길이로서 지점에서 변곡점까지의 거리의 0.25, 0.5 및 1.0배로 변하였다. 모든 실험체는 동일 주철근 지수를 갖는 철근콘크리트 보에 비해 높은 변위 연성비를 나타냈는데, 보의 반복하중-처짐 관계 및 연성은 강재 보의 길이에 영향을 받지 않았다. 보 길이에 따른 연속 변형률 분포 및 붕괴하중에 기반한 극한하중 예측으로부터 제시된 강접합 절점은 구조적 효율성을 갖는다고 판단된다.
PSRC 기둥은 앵글을 콘크리트에 매입시킨 기둥으로, 단면의 외곽 코너에 배치되는 앵글이 기둥의 휨-압축에 저항하고, 횡철근은 기둥의 전단과 앵글-콘크리트 사이의 부착에 저항한다. 본 연구에서는 KBC 2009에 따라 PSRC 합성기둥의 휨, 전단, 부착 설계방법을 정립하고, 단순지지된 2/3 스케일의 PSRC 보와 SRC 보의 2점 가력 휨실험을 통하여 제안된 설계법을 검증하고 PSRC 합성기둥의 파괴특성을 분석하였다. 단면의 강재비와 횡철근 간격을 실험 변수로 고려하였다. 실험결과, KBC 2009으로 예측한 PSRC 합성기둥의 휨, 전단, 부착 강도는 실험결과와 잘 일치하였다. 고강도 앵글이 기둥 단면의 외곽에 배치되므로 PSRC 합성기둥은 동일한 강재비를 갖는 일반 SRC 합성기둥 단면에 비하여 매우 우수한 휨저항 성능을 나타냈다. 그러나 앵글과 콘크리트 사이의 부착강도가 충분히 학보되지 못한 경우 합성기둥 단면의 휨항복강도를 발휘하기 이전에 앵글의 부착파괴, 피복콘크리트 파괴, 횡철근의 파단 등이 발생하였다. 또한 앵글 용접성 및 인성이 부족할 경우 앵글-횡철근 용접부에서 앵글의 파단에 의해 실험체가 파괴되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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