Recently, the market of liquefied natural gas is growing in accordance with shale gas development and environmentally friendly policies. Also, LNG is in the spotlight as an alternative fuel to previously used fossil fuel and the fuel for the ship to meet emission standards which takes effected by IMO (International Maritime Organization). According to growth of LNG, LNG carriers needs are also expected to increase significantly. This study investigates low cycle fatigue (LCF) performance of 304L stainless steel weldments to investigate fatigue performance in plastic strain region. 304L stainless steel is known to have improved fatigue performance at cryogenic conditions. LCF behavior are investigated by a strain-controlled condition up to 1% strain range and conducted with three different thickness (3mm, 5mm, 10mm). Also, test were performed with three different strain ratio R such as R = -1, -0, 0.5, Finally, the fatigue design curve for 304L stainless steel weldments at room tem- perature are proposed. Considering all test conditions, it is shown that LCF performance have similar tendency regardless of thickness and strain ratio. LCF design curve of 304L stainless steel weldments are lower than 304L stainless steel base metal.
This study experimentally investigates the flexural behavior of steel-UHPC composite slabs composed of an innovative negative Poisson's ratio (NPR) steel plate and Ultra High Performance Concrete (UHPC) slab connected via demountable high-strength bolt shear connectors. Eight demountable composite slab specimens were fabricated and tested under traditional four-point bending method. The effects of loading histories (positive and negative bending moment), types of steel plate (NPR steel plate and Q355 steel plate) and spacings of high-strength bolts (150 mm, 200 mm and 250 mm) on the flexural behavior of demountable composite slab, including failure mode, load-deflection curve, interface relative slip, crack width and sectional strain distribution, were evaluated. The results revealed that under positive bending moment, the failure mode of composite slabs employing NPR steel plate was distinct from that with Q355 steel plate, which exhibited that part of high-strength bolts was cut off, part of pre-embedded padded extension nuts was pulled out, and UHPC collapsed due to instantaneous instability and etc. Besides, under the same spacing of high-strength bolts, NPR steel plate availably delayed and restrained the relative slip between steel plate and UHPC plate, thus significantly enhanced the cooperative deformation capacity, flexural stiffness and load capacity for composite slabs further. While under negative bending moment, NPR steel plate effectively improved the flexural capacity and deformation characteristics of composite slabs, but it has no obvious effect on the initial flexural stiffness of composite slabs. Meanwhile, the excellent crack-width control ability for UHPC endowed composite members with better durability. Furthermore, according to the sectional strain distribution analysis, due to the negative Poisson's ratio effect and high yield strength of NPR steel plate, the tensile strain between NPR steel plate and UHPC layer held strain compatibility during the whole loading process, and the magnitude of upward movement for sectional plastic neutral axis could be ignored with the increase of positive bending moment.
KCI 2007, ACI 318-08에 제시된 모멘트재분배 방법은 등분포 중력하중을 받는 연속 휨재에 대하여 검증된 방법이다. 횡하중에 의한 모멘트재분배 및 비탄성 거동은 중력하중과 전혀 다른 메커니즘을 발생된다. 이 연구에서는 기초역학에 근거하여 중력하중과 횡하중을 받는 철근콘크리트 모멘트골조의 보에 발생되는 모멘트재분배와 소성변형의 관계를 정량화하고, 이로부터 보의 소성변형능력에 근거한 모멘트재분배 설계법을 제안하였다. 제안된 모멘트재분배비는 KCI 2007, ACI 318-08 등 기존 설계기준과 마찬가지로 극한한계상태의 단면해석으로 결정되는 철근의 인장변형률로 정의된다. 또한 모멘트재분배비는 경간, 철근비, 단면강성, 변형경화 거동에 의하여 영향을 받는다. 제안된 방법을 사용하여 탄성해석으로 구한 설계모멘트를 재분배시키는 설계 가이드라인 및 예제를 제시하였다.
The seismic design of conventional frame structures is meant to enhance plastic deformations at beam ends and prevent yielding in columns. To this end, columns are made stronger than beams. Yet yielding in columns cannot be avoided with the column-to-beam strength ratios (about 1.3) prescribed by seismic codes. Preventing plastic deformations in columns calls for ratios close to 4, which is not feasible for economic reasons. Furthermore, material properties and the rearrangement of geometric shapes inevitably make the distribution of damage among stories uneven. Damage in the i-th story can be characterized as the accumulated plastic strain energy (Wpi) normalized by the product of the story shear force (Qyi) and drift (δyi) at yielding. Past studies showed that the distribution of the plastic strain energy dissipation demand, Wpi/ΣWpj, can be evaluated from the deviation of Qyi with respect to an "optimum value" that would make the ratio Wpi/(Qyiδyi) -i.e. the damage- equal in all stories. This paper investigates how the soil type and ductility demand affect the optimum lateral strength distribution. New optimum lateral strength distributions are put forth and compared with others proposed in the literature.
In order to analyze the effect of hot asymmetric rolling on the microstructure and texture of aluminum alloy and to investigate the effect of the texture on the formability and plastic anisotropy of aluminum alloy, aluminum 6061 alloy is asymmetrically rolled at room temperature, $200^{\circ}C$, $350^{\circ}C$, and $500^{\circ}C$, and the results are compared with symmetrically rolled results. In the case of asymmetric rolling, the equivalent strain (${\varepsilon}_{eq}$) is greatest in the upper roll part where the rotational speed of the roll is high and increases with increasing rolling temperature. The increase rate of the mean misorientation angle with increasing temperature is larger than that during symmetrical rolling, and dynamic recrystallization occurs the most when asymmetrical rolling is performed at $500^{\circ}C$. In the case of hot symmetric rolling, the {001}<110> rotated cube orientation mainly develops, but in the case of hot asymmetric rolling, the {111}<110> orientation develops along with the {001}<100> cube orientation. The hot asymmetric rolling improves the formability (${\bar{r}}$) of the aluminum 6061 alloy to 0.9 and reduces the plastic anisotropy (${\Delta}r$) to near zero due to the {111}<110> shear orientation that develops by asymmetric rolling.
Indentation and small punch tests are very powerful methods to monitor the materials reliability since they are very simple, easy and almost non-destructive. First, recently-developed continuous indentation test can provide the more material properties such as hardness, elastic modulus, yield strength, work-hardening exponent, etc., than the conventional hardness test. In our study, the true stress-strain curve was derived from the indentation load-depth curve for spherical indentation. In detail, the strain was able to be obtained from plastic depth/contact radius ratio, and the flow stress was from mean contact pressure through the analysis of elastic-plastic indentation stress field. Secondly, the small punch test was studied to evaluate the fracture toughness and defomation properties such as elastic modulus and yield strength. Like the indentation test, this test can be applied without severe damage of the target structure.
Sathish Gandhi, V.C.;Ramesh, S.;Kumaravelan, R.;Thanmanaselvi, M.
Structural Engineering and Mechanics
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제44권1호
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pp.61-72
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2012
The paper is on contact analysis of a spherical ball with a deformable flat, considering the effect of tangent modulus on the contact parameters of a non-adhesive frictionless elastic-plastic contact. The contact analysis of this model has been carried out using analysis software Ansys and Abaqus. The contact parameters such as area of contact between two consecutive steps, volume of bulged material are evaluated from the formulated equations. The effect of the tangent modulus is considered for determining these parameters. The tangent modulus are accounted between 0.1E and 0.5E of materials E/Y value greater than 500 and less than 1750. Result shows that upto an optimal tangent modulus values the elastic core push up to the free surface in the flat. The simulation is also carried out in Abaqus and result provide evidence for the volume of bulged material in the contact region move up and flow into the free surface of the flat from the contact edge between the ball and flat. The strain energy of the whole model is varied between 20 to 40 percentage of the stipulated time for analysis.
최근 들어 고강도 철근의 사용이 증가하고 있지만, 지진위험이 있는 지역의 내진구조물에 있어서는 고강도 철근의 취성적 성질로 인해 그 사용이 제한되어 왔다. 그러나, 철근의 연성의 변화가 기둥의 부재레벨의 연성도에 미치는 영향에 대해서는 많은 연구가 없는 실정이다. 특히 고강도 철근을 사용하는 경우 철근의 연성의 변화로 인해 부재의 소성힌지 길이가 달라질 것으로 예상되지만, 기준의 소성힌지길이 산정식은 철근 등 재료의 특성을 고려하지 못하고 있다. 지진하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 소성힌지길이는 실험을 통해서 측정하기는 어려움이 많다. 따라서, 본 논문에서는 해석적인 방법을 통하여 재료레벨의 연성, 특히 철근의 연성이 소성힌지의 생성에 미치는 영향을 평가하고, 그 영향을 고려한 소성힌지길이 산정식을 제안하고자 한다.
본 연구는 오오스테나이트계 STS 316 스테인레스강에 대하여 온도 550.deg. C의 대 기중에서, 변형율제어에 의한 인장-압축에 크리이프 유지시간을 갖는 고온저사이클 피 로시험을 하여 변형율폭 및 크리이프 유지시간이 피로수명에 미치는 영향과 파단면을 주사형 전자현미경으로 관찰하여 크리이프-피로 상호작용이 피로파단면에 미치는 크리 이프 효과를 실험 고찰하였다.
Various soil behaviors usually occurring in the geotechnical problems, such as, cutting and embankments, stability of slope, seepage, consolidations, shearing failures and liquefaction, should be predicted and analyzed in any way. An approach of these predictions may be followed by the development of the constitutive equations as first and subsequently solved by numerical methods. The purpose of this paper is develop the constitutive equation of sands uder monotonic or cyclic loadings. The constitutive equation which is based on elasto-plastic theory, modified anisotropic consolidated stress parameter by Sekiguchi et al and Pender's theory is derived. And the equation is included a new stress parameter, hardening function, Bauschinger's effects and Pender's theory. The model is later evaluated and confirmed the validity by the test data of Ottawa sand, Banwol sand Hongseong sand. The following conclustions may be drawn: 1. The consititutive equation which is based on elasto-plastic theory, modified anisotropic consolidated stress parpameter by Sekiguchi et al and Pender's theory is derived. The equation in included a new stress parameter, hardening function, Bauschinger's effect and Pender's theory. 2. For Ottawa sand, the result of the constitutive equation shows a better agreement than that of Oka et al. The result of axial strain agrees well with the tested data. However, the result of horizontal strain is little bit off for the cyclic loadings or large stress. It is thought that the deviation may be improved by considering Poisson's ratio and precise measurement of shear modulus. 3. Banwol sand is used for the strain and stress tests with different relative densitites and confining pressures. The predeicted result shows a good agreement with the tested data because the required material parameters were directly measurd and determined form this laboratory. 4. For Hongseong sand, the tests under same amplitude of cyclic deviatoric stress shows a similar result with the tested data in absolute strain. It shows the acute shape of turning point because the sine wave of input is used in the test but the serrated wave in prediction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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