Shin, Hyun Young;Kim, Byung Il;Kim, Kyoung O;Han, Sang Jae
Journal of the Korean Geotechnical Society
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v.30
no.4
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pp.5-19
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2014
In this study, the structural analysis is performed on the method of shallow block and deep cement mixing pile, and then their characteristics and associated behaviors were analyzed. In the case of continuous beam analysis, the predicted settlement was very small, and shear force and bending stress are somewhat overestimated. The frame method is similar to numerical analysis in the internal force shallow block and long pile, but because the settlement of pile is underestimated, the additional calculation using the reaction of the long pile is necessary. For soil arching method and piled raft foundation method, the excessive axial force of long pile was predicted because the load sharing of pile is very large compared to the other methods. In the behavior of the shallow block and deep pile method, the settlement of shallow block and contact pressure are much in the center than the edge. In the estimating method considering the interaction between improved material and ground, the load sharing of the soil-cement pile ranges from 20% to 45%, and the stress ratio is 2.0~5.0 less than piled DCM. The maximum member forces at the boundary conditions of pile head are similar, but in fixed head the axial force and vertical displacement are different in accordance with pile arrangement.
Journal of Dental Rehabilitation and Applied Science
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v.33
no.3
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pp.189-198
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2017
Purpose: This study aims to analyze the stress distribution of mandibular molar restoration supported by the implants with external hex and internal taper abutment connection design. Materials and Methods: Models of external connection (EXHEX) and internal connection (INCON) implants, corresponding abutment/crowns, and screws were developed. Supporting edentulous mandibular bony structures were designed. All the components were assembled and a finite element analysis was performed to predict the magnitude and pattern of stresses generated by occlusal loading. A total of 120 N static force was applied both by axial (L1) and oblique (L2) direction. Results: Peak von Mises stresses produced in the implants by L2 load produced 6 - 15 times greater than those by L1 load. The INCON model showed 2.2 times greater total amount of crown cusp deflection than the EXHEX model. Fastening screw in EXHEX model and upside margin of implant fixture in INCON model generated the peak von Mises stresses by oblique occlusal force. EXHEX model and INCON model showed the similar opening gap between abutment and fixture, but intimate sealing inside the contact interface was maintained in INCON model. Conclusion: Oblique force produced grater magnitudes of deflection and stress than those by axial force. The maximum stress area at the implant was different between the INCON and EXHEX models.
Thermal response induced from nonlinear temperature distribution in composite box gilder bridges depends on several variables(environmental conditions, physical and material properties, location and orientation of bridge, and cross-section geometry). In this paper, parametric study are conducted in order to find the effects of variations of seasons, location and orientation of bridge, sectional geometry and some material properties on the axial deformation, curvature and stresses in composite box girder bridge. A two-dimensional transient finite element model to conduct this parametric studies is briefly presented. Firstly, the effects of the parameters on the diurnal variation of curvature are considered, and for the time of maximum curvature, on the distribution of temperature and stresses of composite box girder sectional are considered. Finally, some considerations about the influence of the parameters on the daily maximum values of axial deformation, curvature and stresses are carried out. The influence of thermal effect on structures is important as much as the influence of live or dead load in some cases. In the design of steel composite bridges, the thermal stresses calculated on the supposition that the temperature difference between the concrete slab and steel girder is $10^{\circ}C$ and the temperature distributions are uniform in concrete slab and steel girder can be underestimated.
Kim, Bo-Kyung;Lee, Swoo-Heon;Kim, Jin-Wook;Shin, Kyung-Jae
Journal of Korean Society of Steel Construction
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v.22
no.1
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pp.67-74
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2010
The cases of collapse of greenhouses in rural areas have been increasing due to the unexpected heavy snow load. Studies on how to prevent the collapse of greenhouses are rare, however, and the damages are repeated annually. This studysuggests two reinforcing methods: the use of ahigh-strength tapered module, and the addition of a pre-tension tie. The high-strength tapered section is installed where the bending moment is maximum. The design of a plastic greenhouse is controlled by its strength rather than its deflection. The shape of a greenhouse resembles that of an arch system, but its actual structural behavior is the frame behavior, because it is non-continually composed of a curved element (a beam) and vertical elements (columns). This system is too weak and slender to resist a vertical load, because an external load is resisted by the moment rather than by axial force. In this study, a new method, the installation of a temporary tie at the junction of the arch and the column only during snow accumulation, is proposed. The tie changes the action of the greenhouse frame to an arch action. The arch action is more effective when the pre-tension force is applied in the tie, which results in a very strong temporary structural system during snowfall. As a result of using this high-strength tapered section, the combined strength ratio of what? decreased from 10% to 30%. In the case of the additional reinforcement with a tie, it was reduced by half.
Kim, Chae Min;Yun, Dae Hee;Lee, Chang Uk;Choi, Yongkyu
Journal of the Korean Geotechnical Society
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v.35
no.9
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pp.15-28
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2019
Long-term allowable compressive Loads of PHC piles were analyzed based on qualification tests results by 17 small and medium PHC pile producing companies and product specifications by 6 major and 17 small and medium PHC pile producing companies. At the present stage, an average long-term allowable compressive load of PHC pile was designed at 70% level from current design data, and safety factor of 4.0 was applied to long-term allowable compressive loads of PHC pile despite of its excellent quality. Most quality standards of PHC pile are specified at KS F 4306. But compressive strength test method of spun concrete is specified at KS F 2454. As a result of analyzing quality test data supplied by each manufacturer, all quality test results showed higher performances than standard values. Therefore, it was considered that the capacity of PHC pile can be used up to the maximum allowable compressive load of PHC pile when PHC pile is designed.
Saeed Kamarian;Reza Barbaz-Isfahani;Thanh Mai Nguyen Tran;Jung-Il Song
Advances in nano research
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v.16
no.2
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pp.127-140
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2024
Upon direct/indirect exposure to flame or heat, composite structures may burn or thermally buckle. This issue becomes more important in the natural fiber-based composite structures with higher flammability and lower mechanical properties. The main goal of the present study was to obtain an optimal eco-friendly composite system with low flammability and high thermal buckling resistance. The studied composite consisted of polypropylene (PP) and short abaca fiber (AF) with eggshell powder (ESP) and halloysite clay nanotubes (HNTs) additives. An optimal base composite, consisting of 30 wt.% AF and 70 wt.% PP, abbreviated as OAP, was initially introduced based on burning rate (BR) and the Young's modulus determined by horizontal burning test (HBT) and tensile test, respectively. The effects of adding ESP to the base composite were then investigated with the same experimental tests. The results indicated that though the BR significantly decreased with the increase of ESP content up to 6 wt.%, it had a very destructive influence on the stiffness of the composite. To compensate for the damaging effect of ESP, small amount of HNT was used. The performance of OAP composite with 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT (OAPEH) was explored by conducting HBT, cone calorimeter test (CCT) and tensile test. The experimental results indicated a 9~23 % reduction in almost all flammability parameters such as heat release rate (HRR), total heat released (THR), maximum average rate of heat emission (MARHE), total smoke released (TSR), total smoke production (TSP), and mass loss (ML) during combustion. Furthermore, the combination of 6 wt.% ESP and 3 wt.% HNT reduced the stiffness of OAP to an insignificant amount by maximum 3%. Moreover, the char residue analysis revealed the distinct differences in the formation of char between AF/PP and AF/PP/ESP/HNT composites. Afterward, dilatometry test was carried out to examine the coefficient of thermal expansion (CTE) of OAP and OAPEH samples. The obtained results showed that the CTE of OAPEH composite was about 18% less than that of OAP. Finally, a theoretical model was used based on first-order shear deformation theory (FSDT) to predict the critical bucking temperatures of the OAP and OAPEH composite plates. It was shown that in the absence of mechanical load, the critical buckling temperatures of OAPEH composite plates were higher than those of OAP composites, such that the difference between the buckling temperatures increased with the increase of thickness. On the contrary, the positive effect of CTE reduction on the buckling temperature decreased by raising the axial compressive mechanical load on the composite plates which can be assigned to the reduction of stiffness after the incorporation of ESP. The results of present study generally stated that a suitable combination of AF, PP, ESP, and HNT can result in a relatively optimal and environmentally friendly composite with proper flame and thermal buckling resistance with no significant decline in the stiffness.
Two types of cast-in-place concrete-filled hollow PC (HPC1, HPC2) columns were developed to reduce lifting load of heavy-weight PC columns and to improve the structural integrity of joints. To form the hollow PC columns, a couple of prefabricated PC panels was used for HPC1, and special hoops were used for HPC2. Lateral pressure of wet concrete on PC faces was measured while placing the concrete inside the columns. To evaluate the seismic resistance, full scale specimens of two HPC columns and a conventional RC column were tested under combined axial compression and lateral cyclic loading. The test results showed that the structural performance of the proposed HPC columns such as intial stiffness, maximum strength, and displacement ductility was comparable to that of the conventional RC column, but the energy dissipation of HPC2 slightly decreased after rebar-buckling. However, all the test specimens satisfied the energy dissipation requirement specified in ACI 374.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.22
no.1
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pp.117-125
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2014
The temperature distribution of steady state rolling tires with detailed tread blocks is numerically predicted using the three dimensional full patterned tire model. A three dimensional periodic patterned tire model is constructed by copying 1-sector mesh in the circumferential direction. Using the static tire contact analysis, the strain cycles during one revolution are approximated with the strains at Guassian points of the elements which are sector-wise repeated within the same circular ring of elements, by neglecting the tire rolling effect. Based upon the multi-axial fatigue theory, the maximum principal strain is used to represent the combined effect of six strain components on the hysteretic loss. In the following, the deformation due to the inflation and vertical load is calculated using ABAQUS. Then heat generation rate in each element is calculated using an in-house code. Lastly, temperature distribution is calculated using ABAQUS again. Through the numerical experiments, the validity of the proposed prediction method is examined by comparing with the experiment and the temperature distribution of a patterned tire model is compared with those of the main-grooved simple tire model.
The fatigue happening during the road riding of the vehicle and for the moment the aircraft lands on the runway is closely related to the life cycle of the landing gear, the airframe, the vehicle's suspension, etc. The multiple loads acting on the wheel are longitudinal, lateral, vertical, and braking forces. To study the dynamic characteristics and fatigue stiffness of the vehicle, the dynamic fatigue simulator generally has been used to represent the real road vibration in the lab. It can save time and cost. In hardware, the critical factor in the hydraulic fatigue simulator structure is to decouple each axis and to endure several load vibration. In this paper, the inverse kinematic analysis method derives the magnitude of movement of the hydraulic servo actuator by the coupling after rendering the maximum movement displacement in the axial direction at the center of the dummy wheel. The result of the analysis is that the coupling between the axes is weak to reproduce the real road vibrations precisely.
Numerical analysis was carried out using a finite element analysis program to analyze the behavior characteristics of enlarged cylinder type anchor. It was found that the ultimate resistance of enlarged cylinder type anchor increases with the enlargement angle from numerical analysis for various enlargement angle cases. In the case of $30-60^{\circ}$ of enlargement angle, the deformation and stress distribution characteristics in anchor are similar regardless of enlargement angle. However, when the same tensile force is applied, there is a difference in the degree of frictional resistance because of difference of displacement of top of grouting zone. Also, it was found that the maximum compressive force and tensile force were generated at the cone of the upper portion of the grouting zone, and tensile fracture of the upper grouting portion is likely to occur.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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