This study compares two prominent design provisions, National Design Specification (NDS) and Eurocode 5, on load-carrying capacity calculations and failure analysis for mortise-tenon joints. Design procedures of double-shear connection from both provisions were used to calculate load-carrying capacity of mortise-tenon joints with eight different bolt sizes. From this calculation, the result was validated using finite element analysis and failure criteria models. Although both provisions share similar failure modes, their distinct calculation methods significantly influence the design load-carrying capacity values. Notably, Eurocode 5 predicts a 6% higher design load-carrying capacity for mortise-tenon joints with varying bolt diameters under horizontal loads and 14% higher under vertical loads compared to NDS. However, the results from failure criteria models indicate that NDS closely aligns with the actual load-carrying capacity. This indicates that Eurocode 5 presents a less conservative design and potentially requires fewer fasteners in the final timber connection design. This evaluation initiates the potential for the development of a wider range of timber connections, including mortise-tenon joints with wooden pegs.
Kim, Yong Hwan;Roh, Won Kyoung;Lee, Seong Hui;Kim, Jin Ho;Choi, Sung Mo
Journal of Korean Society of Steel Construction
/
v.20
no.6
/
pp.683-690
/
2008
When steel fabricators erect structural members in field, temporary tightening of fastener should be useful. However, if bolt holes are not aligned by production error or natural condition, additional effort andpain should be provided to align bolt holes. It lead to longer period than times of construction (a primarily day of construction) and more cost than originally cost. This problem will be overcomed by oversize or slotted holes. Early, AISC and Eurocode have included provision for design process such oversize or slotted holes. But, domestic design method is not refered about oversize and slotted holes. Meanwhile, domestic design method and construction environment are variance with Europe and the United States of America. Therefore, a suitable design method for oversize and slotted holes in domestic real condition is needed. In this study, we evaluated behavior of the joints and decided the friction coefficient on oversize and slotted holes of friction joints with high strength bolts.
Kim, Jun-Hwan;Shin, Kwang-Bok;Ko, Hee-Young;Kim, Jung-Seok
Composites Research
/
v.23
no.6
/
pp.19-25
/
2010
This paper describes the optimum design of bolt locations for metal joint parts of railway bogie frame made of glass fiber/epoxy 4-harness satin woven laminate composite and PVC foam core. The optimum design analysis was done by sub-problem approximation method using Ansys Parameter Design Language(APDL). The sub-modeling method was introduced to conduct the detailed recalculation for the only target parts and reduce calculating time. The structural analysis for composite bogie frame was performed according to JIS E 4207. The results showed that the optimum design analysis using sub-modeling method was able to obtain faster and more precise results than that of the entire model by the control of mesh size for the target parts, and the maximum Von-Mises stress has been reduced in comparison with its original dimensions due to the optimum design of bolt locations.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.31
no.2
s.257
/
pp.166-173
/
2007
Fatigue fracture behavior of a hybrid bolted joint was evaluated in comparison to the case of static fracture. Two kinds of specimens were fabricated for the mechanical tests; a hybrid bolted joint specimen for the shear test and a hybrid joint part specimen applied in the real tilting car body for the bending test. Characteristic fracture behaviors of those specimens under cyclic toads were obviously different from the case under static loads. For the hybrid bolted joint specimen, static shear loading caused the fracture of the bolt body itself in a pure shear mode, whereas cyclic shear loading brought about the fracture at the site of local tensile stress concentration. For the hybrid joint part specimen, static bend loading caused the shear deformation and fracture in the honeycomb core region, while cyclic bend loading did the delamination along the interface between composite skin and honeycomb core layers as well as the fracture of welded joint part. Experimental results obtained by static and fatigue tests were reflected in modifications of design parameters of the hybrid joint structure in the real tilting car body.
With the wide application of fiber-reinforced composite material in aero-structures and mechanical parts, composite joint have become a very important research area because they are often the weakest sites in composite structures. In this paper, the failure strengths of the bolted joint and pin joint which have variable hole clearance were evaluated and compared. From the tests, the first failure loads of the bolted joint and pin joint with $880{\mu}m$ hole clearance have decreased by 24.2 % and 51.3 % compared to those of joints with $0{\mu}m$ hole clearance, respectively. Also, the failure index of the joints were calculated by the finite element method and compared with experimental results.
In this study, ti identify the dynamic characteristics of automobile steering system which consists of many components and joints, each component combined structure was analyzed using commercial structural package, ANSYS. And, the finite element method for each component and modeling method of several joints universal joint, bolt joint, bearing, etc. were studied. On the other hand, the experimental modal analysis was performed to compare with the results of the finite element analysis and joint modeling. The result shows very close agreement between two analysis. Also, it was found that the steeing column used in this experiment does not effect the low frequency mode of entire system. In addition, we found that constraint equations need to be considered in modeling universal joint. Since the stiffness effect of Urethane around wheel could be ignored, it can be modeled only with mass effect. In the end, it was found that dynamic characteristics of the entire steerintg system depends mainly upon the wheel characteristics.
Mohammadjani, Chia;Yousefi, Amir M.;Cai, Shu Qing;Clifton, G. Charles;Lim, James B.P.
Steel and Composite Structures
/
v.25
no.6
/
pp.727-734
/
2017
This paper describes a quasi-static finite element analysis, which uses the explicit integration method, of the apex joint of a cold-formed steel portal frame. Such cold-formed steel joints are semi-rigid as a result of bolt-hole elongation. Furthermore, the channel-sections that are being connected have a reduced moment capacity as a result of a bimoment. In the finite element model described, the bolt-holes and bolt shanks are all physically modelled, with contact defined between them. The force-displacement curves obtained from the quasi-static analysis are shown to be similar to those of the experimental test results, both in terms of stiffness as well as failure load. It is demonstrated that quasi-static finite element analysis can be used to predict the behavior of cold-formed steel portal frame joints and overcome convergence issues experienced in static finite element analysis.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
/
v.19
no.2
/
pp.111-116
/
2011
Three-dimensional finite element analyses have been performed to improve the durability of bulkhead. To keep pace with design changes and concentrate on regions of interest, SUBMODEL technique in ABAQUS was used for analysis. An analysis was conducted with following load cases: 1) Cap press-fit, 2) Bearing crush, 3) Bolt assembly, 4) Hot assembly, 5) Firing load, 6) Alternating firing load, 7) 2nd hot assembly. Fatigue analysis was done using commercial software FEMFAT and fatigue factors at the interested regions such as bolt tip area, counter bore, breathing hole, honing clearance were calculated and compared to aid design validation. Finite element modeling in the area of thread engagement used a simple constraint equations. Increasing bolt length, to a minimum of 39 mm above joint face gives a better fatigue resistance to the bulkhead. Breathing hole helps not only circulate the air in the crankcase but also fatigue resistance of bulkhead by relieving the stress at the critical locations.
The purpose of this paper was to investigate the block shear and the fracture in the net section, according to AISC Specifications, by analysing the shear lag effect in the block shear rupture of the single angle with three or four bolt connection. Specimen with three or four bolt connections showed that failure generally went from block shear with some net section failures to classic net section failures. From the test results, showed that the connection length, the thickness of angle, and reduction factor, which affect the block shear rupture, were investigated. According to the test results, it is suggested that the calculation of the net section rupture capacity by using the reduction factor of U, that was suggested by Kulak, is needed.
The failure strengths and modes in carbon fiber reinforced polymeric composites, with two serial bolt-fastened composite joints, were investigated to evaluate the typical joint configurations of composite components. The parametric studies were performed experimentally at room temperature dry and elevated temperature wet, $82.2^{\circ}C$ on several different laminate configurations. Based on the experimental data presented, two basic load-displacements curves are observed. Each failure mode has the characteristic curve. It is showed that the bearing failure mode occurs in elevated temperature wet condition. It is analysed that the strength of bearing failure mode is not highly depending on the effective modulus of specimen. The failure strength at elevated temperature wet is decreased by the cause of interfacial deterioration between fiber and matrix with moisture absorption.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.