Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.23
no.1
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pp.45-52
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2023
This study proposes an RCS composite damping device that can achieve seismic reinforcement of existing buildings by dissipating energy by inelastic deformation. A series of experiments assessing the performances of the rubber core pad, hysteretic steel slit damping device, and hybrid RCS damping device were conducted. The results showed that the ratios of the deviations to the mean values satisfied the domestic damping-device conformity condition for the load at maximum device displacement in each direction, at the maximum force and minimum force at zero displacement, as well as the hysteresis curve area. In addition, three analysis models based on load-displacement characteristics were proposed for application to seismic reinforcement design. In addition, the validity of the three proposed models was confirmed, as they simulated the experimental results well. Meanwhile, as the shear deformation of the rubber-core pad increased, the hysteretic behavior of super-elasticity greatly increased the horizontal force of the damping device. Therefore, limiting the allowable displacement during design is deemed to be necessary.
When the rubber vulcanizates reinforced with carbon black or silica are subjected to cyclic loading from its virgin state, the stress required on reloading is less than that on the initial loading. This stress softening phenomenon is referred to as the Mullins effect. The strain energy function of rubber vulcanizates was investigated using theory of pseudo-elasticity incorporated damage parameter that Ogden and Roxburgh have proposed to describe the damage-induced stress softening effect in rubber-like solids. The quasi-static cyclic loading test was performed using the NR-SBR vulcanizates reinforced with carbon black, and then the effect of a damage parameter to stress-strain curve in reloading and subsequent reloading paths was studied. The strain energy function of the rubber vulcanizates with a different filler content was also evaluated.
The use of waste tires and industrial wastes such as fly ash (FA) and ground granulated blast furnace slag (GGBS) in concrete is an important issue in terms of sustainability. In this study, the effect of parameters affecting the physical, mechanical and microstructural properties of FA/GGBS-based geopolymer concretes with waste rubber fiber was investigated. For this purpose, the effects of rubber fiber percentage (0.6%, 0.9%, 1.2%), binder (75FA25GGBS, 50FA50GGBS, 25FA75GGBS) and curing temperature (75 ℃, 90 ℃ and 105 ℃) were investigated. The Taguchi-Grey Relational Analysis (TGRA) method was used to obtain optimum parameter levels of rubber fiber geopolymer concrete (RFGC). The slump, fresh and hardened density, compressive strength, flexural strength, static and dynamic modulus of elasticity, ultrasonic pulse velocity (UPV) tests and scanning electron microscopy (SEM) analysis were performed on the produced concretes. The analysis of variance (ANOVA) method was used to statistically determine the effects of the parameters on the experimental results. A confirmation test was performed to test the accuracy of the optimum values found by the TGRA method. With the increase of GGBS percentage, the compressive strength of RFGC increased up to 196%. The increase in rubber fiber percentage and curing temperature adversely affected the mechanical properties of RFGC. As a result of TGRA, the optimum value was found to be A1B3C1. ANOVA results showed that the most effective parameter on the experimental results was the binder with 99% contribution percentage. It is understood from the SEM images that the optimum concrete had a denser microstructure and less capillary cracks and voids. For this study, the use of the TGRA method in multiple optimization has proven to provide very useful and reliable results. In cases where many factors are effective on its strength and durability, such as geopolymer concrete, using the TGRA method allows for finding the optimum value of the parameters by saving both time and cost.
Viscoelastic materials have the characteristics of elasticity and viscosity. Unlike the metals which show negligible damping characteristics, the damping characteristic of viscoelastic materials like rubber mounts is very important in the analysis of the dynamic system. So there has been a great interest in measuring the damping characteristics of the material can be measured. One is the resonant method which loss factor can be measured only in the resonant frequency. The other is the nonresonant method. In this paper, the test procedure and the physical meaning of the impedance method are introduced. The impedance test results, the loss factor by the impedance method, are compared to the results of the resonant method including some recommendations in the experimental setup.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.23
no.12
s.189
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pp.80-87
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2006
Seals are usually made from elastomer, a kind of rubber, and it has the non-linearity and hyper-elasticity. U-type seals are used to prevent the leakage of internal fluid sealed in hydraulic actuator because they have more excellent performance than O-rings or rectangular seals. As a core part of hydraulic actuator, U-type seal gives much effect on performance and reliability of actuator. This study considers an NBR U-type seal under high pressure of a hydraulic actuator, and provides its deformation, stress-strain characteristic and contact force using the non-linear finite element analysis. Analysis results are compared with the experimental ones performed by the self-developed testing equipment. Verification result shows that this study presents a good application process for the effective design of U-type seals under high operation pressure.
Journal of the Korean Graphic Arts Communication Society
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v.21
no.1
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pp.45-58
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2003
The entanglement effects were described by means of holes through which the network chain must pass. Inhomogeneous entanglement effects were related to the hole distributions on the surface and in the center of spheres in the network chains. It was assumed that holes were subjected to the affiance deformation and the network chains were gaussian distribution. The results of this model calculation was compared with the compression- extension experimental data of PDMS (polydimethyl siloxane) rubber, and then hole's relative position was known to be in the center of two adjacent holes.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2002.11a
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pp.330.1-330
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2002
Elastomer is extensively used to reduce of vibration machine or structure. Over the years an enormous effort has been put into developing procedures to provide properties of rubber material fur design function. However, there are still a lot of difficulties to analyze static characteristic of rubber components with hyper elasticity and nonlinear large deformation. In this paper material property is obtained by strain-stress curve using a tension test. (omitted)
The mixing process with carbon black is important in the rubber industries. However, it is difficult to characterize the mixing mechanism of the carbon black. The mixing mechanism(distributive mixing and dispersive mixing) was discribed in this paper. The effect of fill factor on the mixing of the carbon black was studied. The dispersive mixing ability increases with increasing fill factor. However, the distributive mixing ability decreases with increasing fill factor. The effect of the carbon black content on the rheological property of the material was studied in this paper. The viscosity of the material increases with increasing the carbon black content. However, the elasticity of the matarial decreases with the carbon black content.
When carbon-filled rubber specimens are subjected to cyclic loading, they do not return to their initial state after loading and subsequent unloading, but exhibit a residual strain or permanent deformation. We propose a specific form of the pseudo-elastic energy function to represent cyclic loading for incompressible, isotropic materials with stress softening and residual strain. The essence of the pseudo-elasticity theory is that material behaviour in the primary loading path is described by a common elastic strain energy function, and in unloading, reloading or secondary unloading paths by a different strain energy function. The switch between strain energy functions is controlled by the incorporation of a damage variable into the strain energy function. An extra term is added to describe the permanent deformation. The finite element implementation of the proposed model is presented in this paper. All parameters in the proposed model and elastic law can be easily estimated based on experimental data. The numerical analyses show that the results are in good agreement with experimental data.
Railpad prevents damage of the tie and ballast by reducing the impact and high frequency vibration, which occurs when a vehicle load transfers to a tie. But elasticity of the railpad can decrease under vehicle load and over usable period. If that happens, railpad will become stiffer. Increase in stiffness of the railpad also translates into a rise in track maintenance cost because it accelerates the damage of the track. In this study, accelerated heat ageing test was performed to predict an expectable lifetime of the railpad. As a result, it was predicted to be about sixteen years at $25^{\circ}C$ that life time of railpad using NR rubber from Arrhenius relationship. Also, it was predicted to be about thirty-two days at $100^{\circ}C$. At this time, a standard rate of thickness change is approximately within 12%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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