• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권1호
• /
• pp.70-76
• /
• 2008

Periodic cellular metals (PCMs) are actively being investigated because of their excellent specific strength and stiffness, and multi-functionality such as a heat disperse structure bearing external loading. The Kagome truss PCM has been proved that it has higher resistance to plastic buckling and lower anisotropy than other truss PCMs. In this paper, the out-of-plane compressive responses of the WBK specimens have been measured, theoretically predicted and numerically analyzed. Three specimens of two-layered WBK are fabricated and tested for measuring the responses. The peak stress of compressive behavior and effective elastic modulus are predicted based on the equilibrium equation and elastic energy conservation. Moreover, the structure of the specimen is modeled using the commercial mesh generation code, PATRAN and the finite element analysis for the model under the compression is carried out using the commercial FE code, ABAQUS. Finally, the obtained results are compared with each other to analyze the compressive characteristics of Wire-woven Bulk Kagome (WBK).

• 한국해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
• /
• pp.242-246
• /
• 2004

Effects of circumferentially local wall thinning on the fracture behavior of pipes were investigated by monotonic four-point bending. Local wall thinning was machined on the pipes in order to simulate erosion/corrosion metal loss. The configurations of the eroded area included an eroded ratio of d/t= 0.2, 0.5, 0.6, and 0.8, and an eroded length of I = 10 mm, 25 mm, and 120 mm. Fracture type could be classified into ovalization, local buckling, and crack initiation depending on the eroded length and eroded ratio. Three-dimensional elasto-plastic analyses were also carried out using the finite element method, which is able to accurately simulate fracture behaviors excepting failure due to cracking. It was possible to predict the crack initiation point by estimating true fracture ductility under multi-axial stress conditions at the center of the eroded area.

• 소성∙가공
• /
• 제14권6호
• /
• pp.527-532
• /
• 2005

Among the failure modes which can occur in tube hydroforming such as wrinkling, bursting or buckling, the bursting by local instability under excessive tensile stresses is irrecoverable phenomenon. Thus, the accurate prediction of bursting condition plays an important role in producing the successfully hydroformed part without any defects. As the classical forming limit criteria, strain-based forming limit diagram (FLD) has widely used to predict the failure in sheet metal forming. However, it is known that the FLD is extremely dependant on strain path throughout the forming process. Furthermore, The application of FLD to hydroforming process, where strain path is no longer linear throughout forming process, may lead to misunderstanding for fracture initiation. In this work, stress-based forming limit diagram (FLSD), which is strain path-independent and more general, was applied to prediction of forming limit in tube hydroforming. Combined with the analytical FLSD determined from plastic instability theory, finite element analyses were carried out to find out the state of stresses during hydroforming operation, and then FLSD is utilized as forming limit criterion. In addition, the approach is verified by a series of bulge tests in view of bursting pressure and shows a good agreement. Consequently, it is shown that the approach proposed in this paper will provide a feasible method to satisfy the increasing practical demands for judging the forming severity in hydroforming processes.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
• /
• 한국소성가공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.92-96
• /
• 2005

Among the failure modes which can be occurred in tube hydroforming such as wrinkling, bursting or buckling, the bursting by local instability under excessive tensile stresses is irrecoverable phenomenon. Thus, the accurate prediction of bursting condition plays an important role in producing the successfully hydroformed part without any defects. As the classical forming limit criteria, strain-based forming limit diagram has widely used to predict the failure in sheet metal forming. However, it is known that the FLD is extremely dependant on strain path throughout the forming process. Furthermore, the path-dependent limitation of FLD makes the application to hydroforming process, where strain path is no longer linear throughout forming process, more careful. In this work, stress-based forming limit diagram (FLSD), which is strain path-independent and more general, was applied to prediction of forming limit in tube hydroforming. Combined with the analytical FLSD determined from plastic instability theory, finite element analyses were carried out to find out Ihe state of stresses during hydroforming operation, and then FLSD is utilized as forming limit criterion. In addition, the approach is verified with a series of bulge tests in view of bursting pressure and shows a good agreement. Consequently, it is shown that the approach proposed in this paper will provide a feasible method to satisfy the increasing practical demands for judging the farming severity in hydroforming processes.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.499-508
• /
• 2002

리브로 보강된 철골 모멘트 내진접합부에 대한 실용적이고 간단한 설계법이 등가스트럿 모델을 바탕으로 최근에 제안된 바가 있다. 본 논문에서는 제안된 설계법을 검증하고 응력집중에 의한 리브 단부의 균열방지 방안을 모색하기 위한 실험결과를 기술하였다. 제안된 설계법에 의해 설계된 모든 실물대 시험체는 접합부의 소성회전각이 0.04(radian)에 이르는 뛰어난 내진성능을 발휘하였다. 접합부를 리브로 보강함과 동시에 보의 플래지 일부를 잘라내어 보의 소성힌지와 국부좌굴의 발생위치를 리브의 끝단으로부터 보 안쪽으로 약간 이동시킴으로서, 리브단부의 균열발생을 효과적으로 제어할 수 있음을 실험적으로 확인하였다. 또한 리브의 스트럿 작용과 이로 인한 보 웨브에서의 전단역전을 스테레인 게이지 계측을 통하여 실험적으로 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권3호
• /
• pp.255-265
• /
• 2013

본 연구는 박스형 철골조 유닛 모듈러를 이용하여 고층으로 적층할 수 있는 공업화된 구조시스템을 개발하고자 하는 것이다. 이러한 목표를 달성하기 위해 효율적인 유닛 모듈러 건축시스템의 실용화를 위한 조인트의 상세 개발과 내진성능 확보기술에 대해 기본적인 실험 및 이론해석 연구가 필요하다. 본 연구에서는 고층형 유닛 모듈러 골조를 구성하는 중요 요소인 조인트의 2가지 접합 상세를 도출하였으며, 도출된 조인트에 대한 구조 성능을 실험적으로 평가하였다. 새롭게 개발된 유닛 모듈러 기둥-보 조인트에 대한 실험결과, 6.0T 기둥 및 연결구의 두께를 확보한 조인트는 강도 및 내진 성능의 확보에 있어서 조인트의 소성회전각의 유지가 가능한 것으로 나타났으며 응력이 집중되는 부근에서의 보강을 고려하면 충분히 적용 가능하리라 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제14권4호
• /
• pp.471-479
• /
• 2002

본 논문에서는 고강도콘크리트충전 각형강관장주에 대한 실험결과와 탄소성해석결과를 비교분석했다. 실험체는 모두 고강도콘크리트 충전 각형강관장주로 18개를 제작하였으며, 편심비에 따라 중심 및 편심가력하였다. 본 연구의 주요 파라메타는 단면폭에 대한 유효좌굴 길이의 비($L_K$/D)= 4, 8, 12, 24, 30와 가력편심비(e)=0, k, 3k이다. 본 논문에서 고강도콘크리트 충전 각형강관장주의 내력에 관한 해석 및 실험을 통하여 다음과 같은 결과를 얻었다. $L_K$/D=12 이하의 고강도콘크리트충전 각형강관단주는 콘크리트 감소계수 $c{\gamma}u=0.85$를 고려한 전소성내역에 도달했으나, $L_K$/D=18 이상의 장주실험체는 콘크리트 감소계수를 고려한 전소성내력에 도달하지 않았다. 실험에 의한 고강도콘크리트충전 각형강관장주의 탄소성거동은 제안된 해석치의 종국내력$N_{ASSUMED}$과 비교적 양호한 접근을 보여주었다. 콘크리트 압축강도의 감소계수 $c{\gamma}u=0.85$를 고려하지 않은 CFT설계기준과 고강도 콘크리트를 충전한 각형강관기둥의 실험결과치는 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제25권2호
• /
• pp.115-130
• /
• 2013

본 연구에서는 공칭인장강도 800MPa를 지니는 고강도 강재로 조립된 H형강보의 횡지지거리에 따른 횡비틀림 좌굴강도를 현행 강구조설계기준(KBC 2009, AISC-LRFD 2010)을 바탕으로 평가하였다. 현행 기준은 고강도 강재와 응력도-변형도 특성이 확연히 다른 항복강도 350MPa 이하의 일반강을 전제로 정립된 것으로서, 고강도 강재에 대한 현행 기준의 적합성 여부가 우선 검토되어야 한다. 본 연구의 실험체는 모두 컴팩트 단면으로서 춤-폭비(H/B) 1.7을 갖는 실험군 A(상대적 뒤틀림 강성을 통한 모멘트전달이 작은 경우)와 2.7을 갖는 실험군 B(상대적으로 모멘트전달에 뒤틀림 강성 크게 기여하는 경우)로 구성하였다. 항복 이후의 응력도-변형도 특성의 영향을 받는 비탄성 횡좌굴 거동이 유발되도록 횡지지거리를 제어하면서 횡지지 구간 내에 균등모멘트가 작용하도록 가력하였다. 두 실험군 모두 현행 기준에 요구하는 강도를 충분히 상회하였고, 특히 뒤틀림 거동을 통한 모멘트전달이 크지 않은 실험군 A의 일부실험체는 소성설계에서 요구하는 수준의 회전능력까지 발휘하였다. 이들 실험결과는 현행 기준을 고강도 강재에 보수적으로 확대하여 적용할 수 있음을 보여준다. 실험결과를 좀더 심층적으로 분석하기 위해 일반강 및 고강도강의 응력도-변형도 특성을 고려한 H형강보의 횡지지거리에 따른 비탄성 횡좌굴강도 산정식을 유효접선계수를 반영하여 해석적으로 유도하였다. 이를 통해 소재의 항복강도와 탄성계수만을 고려하여 산정되는 현행 기준의 소성횡지지거리($L_p$) 제한식은, 항복참(yield plateau)없이 즉시 변형경화하는 고강도 강재에 적용하는 경우 보수적인 결과로 귀결됨을 입증하였다. 비탄성 횡좌굴 제어를 위한 횡지지거리는 소재의 항복강도 뿐만 아니라 항복 이후의 변형경화특성까지 반영하여 정의되는 타당하므로 이에 대한 개선의 필요성이 있다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
• /
• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
• /
• pp.408-413
• /
• 2004

High speed planning boats also have been required more and more the rational strength analysis and evaluation for the optimal structural design in respect of the structural lightness according to the high speed trend. Even though the suggestion of the simple type equation for the equivalent dynamic pressure is reasonable to design the scantling of ship structure conveniently, many research activities for more reasonable improvement of the simple design pressure, have been continued to suggest the more accurate equivalent static description of tire structural response such as the deflection and stress of hull structure. In this research, we focus on the aluminum bottom stiffened plate structure in which structural scantling is mainly depend on the local loads such as dynamic or impact pressure without other load effects and structural response for the simple dynamic equivalent pressure was investigated through the structural analysis. In order to investigate the structural response of the bottom stiffened plate structure subjected to the dynamic equivalent design pressure, linear and nonlinear structural analysis of the bottom stiffened plate structure of 4.3 ton aluminum planning boat was performed based on the equivalent static applied loads which were derived from the KR regulation and representative one among various dynamic equivalent pressure equations. From above analysis results, we found that the response such as deflection and stress of plate member was similar with the response results of one plate member model with fixed boundary, which was published previous paper and in case of KR design loading, all response of stiffened plate structure were within elastic limit. Through the nonlinear analysis, nearly elastic behavior including the slight geometrical nonlinear response was dominant but plastic local zone was appeared at $85\%$ limit load. Therefore, we can say that through tire linear and nonlinear analysis, this stiffened plate member has no structural strength problem based on the yield criteria in case within $60\%$ limit load except the other strength point of view such as the fatigue and buckling problem.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제27권6호
• /
• pp.513-523
• /
• 2015

H형강 철골 모멘트 골조에서는 기둥의 강축 방향 용접 모멘트접합부를 활용하는 것이 구조적으로 가장 이상적이다. 하지만, 모멘트 골조가 직교하는 경우, 기둥의 약축 방향으로도 용접 모멘트접합부를 사용해야 한다. 국내에서는 특히 강축 및 약축 방향 모두를 용접 모멘트접합부를 자주 사용하는 관행이 있다. 대표적인 연성내진상세인 RBS(reduced beam section, 보단면감소)접합부의 경우 국내외적으로 강축접합 위주로 실험연구가 진행되어 약축 RBS 용접모멘트접합부에 대한 실험자료가 매우 희소하다. 본 연구에서는 RBS를 도입한 약축 용접 모멘트접합부의 내진성능을 실험적으로 고찰하였다. Gilton-Uang (2002)의 선행연구를 참고하여 보 플랜지는 연속판과 맞댐용접하고 웨브는 전단이음판과 C-형 필릿용접부로 설계하여 실험을 수행하였다. 보에 사용된 강재가 내진용 강재가 아닌 일반 SS400 강재임에도 불구하고 3% 이상의 소성회전각을 발휘하였다. 제한된 결과이긴 하지만, 전단이음판과 보 웨브 사이의 C-형 필릿용접부 설계에서 보 웨브에 작용하는 휨모멘트와 전단력의 편심의 영향을 구체적으로 고찰할 필요가 있는 것으로 판단된다. 본 실험결과를 토대로 전단이음판 부근의 보 웨브 파단을 방지할 수 있는 C-형 필릿용접 형상 및 설계방안을 제안하였다. 보 플랜지와 연속판의 완전용입 용접부는 맞댄이음(butt joint) 형식이 되어 국부좌굴에 취약하고 이로 인해 피로파괴가 발생하는 경향이 있으므로 용접작업에 지장이 없는 범위에서 용접접근공(스켈럽)의 크기를 최소화할 필요가 있다. RBS형상, 스틱아웃, 트림, 연속판 두께 증가 등과 같이 이미 검증된 약축 모멘트 용접접합부의 내진상세들은 따르는 것이 바람직하다.