• Steel and Composite Structures
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• 제37권1호
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• pp.27-35
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• 2020

This study examines the wave propagation of the functionally graded polymer composite (FG-PC) nanoplates reinforced with graphene nanoplatelets (GNPs) resting on elastic foundations in the framework of the nonlocal strain gradient theory incorporating both stiffness hardening and softening mechanisms of nanostructures. To this end, the material properties are based on the Halpin-Tsai model, and the expressions for the classical and higher-order stresses and strains are consistently derived employing the second-order shear deformation theory. The equations of motion are then consistently derived using Hamilton's principle of variation. These governing equations are solved with the help of Trial function method. Extensive numerical discussions are conducted for wave propagation of the nanoplates and the influences of different parameters, such as the nonlocal parameter, strain gradient parameter, weight fraction of GNPs, uniform and non-uniform distributions of GNPs, elastic foundation parameters as well as wave number.

• Computers and Concrete
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• 제20권6호
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• pp.689-704
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• 2017

The paper presents experimental and numerical investigations of prefabricated composite structural building reinforced concrete slabs with the insulating material for a residential building construction. The building slabs were composed of concrete and expanded polystyrene. In experiments, the slabs in the full-scale 1:1 were subjected to vertical concentrated loads and failed along a diagonal shear crack. The experiments were numerically evaluated using the finite element method based on two different constitutive continuum models for concrete. First, an elasto-plastic model with the Drucker-Prager criterion defined in compression and with the Rankine criterion defined in tension was used. Second, a coupled elasto-plastic-damage formulation based on the strain equivalence hypothesis was used. In order to describe strain localization in concrete, both models were enhanced in the softening regime by a characteristic length of micro-structure by means of a non-local theory. Attention was paid to the formation of critical diagonal shear crack which was a failure precursor.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.766-773
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• 2002

본 연구에서는 습도 변화와 같은 물리적인 원인으로 보수체의 손상(표면 균열, 경계면 파괴)을 유발하는 표면 인장 응력과 기층과 보수층 단부 경계변의 연직 인장 응력 및 전단 응력이 해석적으로 조사되었다. 응력 계산 시에는 사용 재료의 비선형응력-변형률 곡선이 사용되었고, 특히 변형률 경화, 변형률 연화 특성이 고려되었다. 응력 계산은 보수층의 두께와 보수 재료를 변수로 하였다. 습도 변화에 의한 영향은 보수체가 장기간 공용된 후 수위 하강으로 인해 나타나는 현상(콘크리트 댐)과 보수 후 일정한 양생 기간 후에 거푸집을 제거했을 때 나타나는 현상의 두 가지 경우에 대해서 조사되었다 건조되기 전 보수체 표변의 초기 습도는 100%, 대기 습도는 55%로 가정하였고, 계산기간(양생＋건조기간)은 30일간으로 하였다. 상기 두 가지 경우에 대해서 응력을 계산한 결과, 보수체 표면에서는 일부 보수체(CM20, ECM25)에서 단지 변형률 연화 단계의 가상 균열이 발생되었다. 한편 단부 경계면에서는 양생 중에 부착 강도를 약간 상회하는 일부 보수체(CM20)를 제외하고는 부착 전단 파괴는 발생치 않았다. 습도 변화에서도 단부 경계면의 들뜸현상(Peel-Off)이 보수체 손상의 주요원인으로 나타났고, 이를 유발하는 연직 인장 응력은 공용 중에 건조되는 경우에는 보수층 두께 dO=1cm에서만 부착 강도보다 낮은 값을 유지하고, 보수 작업시 양생 후 대기에 노출되는 경우에는 1.5일 이내에 발현된 부착 강도를 초과하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1163-1169
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• 2012

초탄성 재료인 고무는 타이어의 주 원료인데, 주행 중 다양한 형태의 하중을 받는다. 그와 같은 하중에 의하여 타이어에 변형률에너지가 축적되어 파손에 이르게 된다. 일반적으로 초탄성재료인 고무는 금속과 다른 응력연화 특성을 갖고 있기 때문에 금속의 시험법을 적용할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 조성비가 다른 2 종의 타이어용 고무에 대한 피로특성을 평가하기 위하여, ASTM D4482 규격에서 요구하는 변형률 범위를 확장하여 인장 및 피로시험을 진행하였으며, 실험 결과를 이용하여 피로수명식을 제안하였다.

• Computers and Concrete
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• 제7권4호
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• pp.317-329
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• 2010

The paper describes localization of deformation in a bar under tensile loading. The material of the bar is considered as non-linear viscous elastic and the bar consists of two symmetric halves. It is assumed that the model represents behavior of the quasi-brittle viscous material under uniaxial tension with different loading rates. Besides that, the bar could represent uniaxial stress-strain law on a single plane of a microplane material model. Non-linear material property is taken from the microplane material model and it is coupled with the viscous damper producing non-linear Maxwell material model. Mathematically, the problem is described with a system of two partial differential equations with a non-linear algebraic constraint. In order to obtain solution, the system of differential algebraic equations is transformed into a system of three partial differential equations. System is subjected to loadings of different rate and it is shown that localization occurs only for high loading rates. Mathematically, in such a case two solutions are possible: one without the localization (unstable) and one with the localization (stable one). Furthermore, mass is added to the bar and in that case the problem is described with a system of four differential equations. It is demonstrated that for high enough loading rates, it is the added mass that dominates the response, in contrast to the viscous and elastic material parameters that dominated in the case without mass. This is demonstrated by several numerical examples.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권8호
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• pp.953-960
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• 2012

This paper reports the irradiation effect on the deformation behavior and tensile fracture properties of A533B RPV steel. An inverse identification technique using iterative finite element (FE) simulation was used to determine those properties from tensile data for the A533B RPV steel irradiated at 65 to $100^{\circ}C$ and deformed at room temperature. FE simulation revealed that the plastic instability at yield followed by softening for higher doses was related to the occurrence of localized necking immediately after yielding. The strain-hardening rate in the equivalent true stress-true strain relationship was still positive during the necking deformation. The tensile fracture stress was less dependent on the irradiation dose, whereas the tensile fracture strain and fracture energy decreased with increasing dose level up to 0.1 dpa and then became saturated. However, the tensile fracture strain and fracture energy still remained high after high-dose irradiation, which is associated with a large amount of ductility during the necking deformation for irradiated A533B RPV steel.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권8호
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• pp.981-987
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• 2010

Split Hopkinson Pressure Bar(SHPB) 실험기법은 고변형률 하중 조건하에서 변형하는 여러 가지 공업 재료의 변형 거동 특성을 규명하는데 가장 널리 사용되는 실험 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 봉을 통하여 전파하는 응력파의 모양과 라이징 시간을 제어할 수 있는 pulse shaper를 사용하는 수정 SHPB 실험기법을 이용하였다. 수정 SHPB 실험 장치에 고온 장치를 부착하고 알루미늄 합금 7075-T6의 고변형률 하에서의 고온 변형거동에 대한 연구를 수행하였다. 고온 수정 SHPB 실험 장치를 이용하여 알루미늄 합금 7075-T6의 온도와 변형률속도에 따른 기계적 특성을 규명하고, 실험적으로 얻어진 데이터를 Johnson-Cook 구성방정식을 적용하여 알루미늄 합금 7075-T6의 동적 거동을 모델 하는 변수를 결정하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권7호
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• pp.1700-1709
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• 1993

The stepped specimen which is subjected to step loading is modeled to study the initiation and growth of adiabatic shear band using explicit time integration finite element method. Three different clearance sizes are tested. The material model for the stepped specimen includes effects of strain hardening, strain rate hardening and thermal softening. It is found that the material inside the fully grown adiabatic shear band experiences three phase of deformation, (1) homogeneous deformation phase, (2) initiation/incubation phase, and (3) fast growth phase. The second phase of deformation is initiated after sudden shear stress drop which occurs at the same time regardless of the clearance size. The incubation time prior to fast growth phase increases, as the clearance size of the stepped specimen increases. Whereas, after incubation period, the growth rate of the adiabatic shear band decreases, as the clearance size decreases. It is also found that two adiabatic shear band may develop instead of one for the smaller clearance size.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.31-38
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• 1989

본 논문은 점진적 증가하중에 의한 철근 콘크리트 구조물의 전반적인 거동을 고찰하기 위한 것으로써 콘크리트의 인장균열, 철근 및 콘크리트의 응력-변형을 관계의 비선형성을 고려하였다. 콘크리트는 인장영역에서는 선형 탄성체로 가정하였으며 압축영역에서 탄소성체로 가정하였다. 압축영역의 콘크리트 거동을 파악함에 있어 Kupfer가 제안한 파괴표면 식을 항복한계로 사용 하였으며 associated flow rule에 의해 거동한다고 가정하였다. 철근은 일축응력을 받는 선형의 변형경화 재료로 모델링하였다. 콘크리트의 균열 발생시 인접한 균열 사이의 tension stiffening effect를 고려하였으며 콘크리트 구조물의 해석시 나타나는 유한요소의 크기에 따른 수치해석 오차를 콘크리트 인장부분의 변형연화 영역의 기울기를 보정함으로써 감소시키는 에너지 개념에 의한 ${\epsilon}_0$의 결정 모델 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제3권5호
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• pp.411-427
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• 1995

The most known continuum damage theories for brittle structures are suitable to model the degradation of the material due to the deformation process and the consequent initiation of a macro-crack. Nevertheless, they are not able to describe the propagation of the crack that leads, eventually, to the breakage of the structure into parts that undergo rigid body motion. This paper presents a theory, formulated from formal arguments of Continuum Mechanics, that may describe not only the degradation but also the fracture of elastic structures. The modeling of such a discontinuous phenomenon through a continuous theory is possible by taking a cohesion variable, related with the links between material points, as an additional degree of kinematical freedom. The possibilities of the proposed theory are discussed through examples.