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.
This study suggests the tangent modulus $E_t$ associated with partially yielded section of steel member under axially compressed. The provisions for column strength does not provide a information about failure mode of structural system. So, designers can not evaluate that a failure comes from member buckling or material yielding. The material of the axially compressed column under inelastic behavior reaches yielding point before the axial force renders the column bent. If axial members yields not by buckling effect but gradually yielding effect of material, the design code should accept related tangent modulus Et which is based on gradual yielding effect of material. This study provides the new effective tangent modulus $E_t$ derived in the case that residual stress is 30 percent and 50 percent of yielding stress respectively. The study considers idealized I section of steel which ignores web and general I section of steel with web respectively and makes conclude that tangent modulus $E_t$ with idealized I section of steel is rational.
This paper focuses on the development of the tangent modulus to describe the nonlinearity of concrete based on the continuum damage mechanics. This tangent modulus includes the effects of elasticity, damage and plasticity of concrete.
The finite plasticity in strain space is viewed by formulating the consistency condition and the thermodynamic condition with respect to proposed state variables. The Naghi-Trapp work assumption is used to obtain a constraint equation, and the normality equation is formulated. Finally, an elastoplastic tangent modulus, which is based on the derived equations in strain space, is proposed.
Unlike artificially created homogeneous materials, the process of calculating the elastic modulus of natural soil involves the possibility of errors. Because the stress-strain behavior of soil is nonlinear, the secant modulus of elasticity is often used based on 1/2 of the stress at failure. Since soil has the property of changing its elastic modulus depending on the confining pressure, numerical analysis models that analyze its behavior inevitably include complex elements. The hyperbolic model, which relatively accurately simulates the behavior immediately after loading in soft ground, assumes that the stress-strain curve of the consolidated undrained triaxial test is hyperbolic and requires the slope of the tangent line at the starting point. However, the slope of the initial tangent in the stress-strain curve obtained from an actual triaxial test is difficult to have regularity according to changes in confining pressure. Additionally, due to the characteristics of a hyperbola, even small changes in related factors cause large changes in the hyperbola. Therefore, there is a lot of randomness in the process of calculating model parameters from the triaxial test results, which causes large differences in the results. Therefore, the method of calculating the initial elastic modulus by the consolidation test presented in this study is also used to verify the method by the triaxial test. It can be applied. However, since this study was applied to only one sample showing typical consolidation characteristics, it is necessary to check samples with various physical properties in the future.
In this study, a series of large-scale oedometer tests was performed to investigate the compressibility of rock fill materials. The testing samples were prepared to have three different grain size distributions and for each distribution, exist in two different states(dried and saturated). The test results indicated that particle breakages occurred mainly for the particles larger than 4.75mm in size and increased with increasing grain sizes. Also, it was found that, for a dry sample as it became well-graged, its compressibility decreased and accordingly, its tangent constrained modulus increased. A comparion between the samples in dry and saturated states revealed that compressibility of the materials increases with increasing water content. The values of tangent constrained modulus calculated for the tested dry samples were larger by about 10 to 20%, on average, than those for the saturated samples.
This study presents an improved method that uses the elastic and inelastic system buckling analyses for determining the K-factors of steel column members. The inelastic system buckling analysis is based on the tangent modulus theory for a single column and the application is extended to the frame structural system. The tangent modulus of an inelastic column is first derived as a function of nominal compressive stress from the column strength curve given in the design codes. The tangential stiffness matrix of a beam-column element is then formulated by using the so-called stability function or Hermitian interpolation functions. Two inelastic system buckling analysis procedures are newly proposed by utilizing nonlinear eigenvalue analysis algorithms. Finally, a practical method for determining the K-factors of individual members in a steel frame structure is proposed based on the inelastic and/or elastic system buckling analyses. The K-factors according to the proposed procedure are calculated for numerical examples and compared with other results in available references.
본 논문은 강사장교의 극한강도를 다루고 있다. 강사장교의 극한강도를 평가하기 위하여 비선형 비탄성 해석 접근법과 분기점 좌굴 고유치해석 접근법인 유효접선탄성계수$(E_f)$법을 사용하여 예제를 수행하였다. 이를 위하여 초기형상을 고려한 실용적인 비선형 비탄성 해석기법을 제시하였다. 초기형상 해석 시각 형상해석 단계마다 보-기둥 부재의 부재력 대신 개선된 구조물형상을 고려하였다. 보-기둥 부재의 기하학적 비선형은 안정함수를 사용하여 고려하였고, 재료적 비선형은 CRC 접선계수와 포물선 함수를 사용하여 고려하였다. 또한, 케이블 부재의 기하학적 비선형은 할선탄성계수 값을 사용하여 고려하였다. 본 연구에서 제안한 해석기법으로 예측된 하중-변위 곡선들이 다른 연구에 의한 결과들과 비교 검증 되었으며, 제시된 3차원 강사장교 모델들에 대하여 제안한 해석기법과 비탄성 좌굴해석을 사용하여 극한강도를 비교하였다.
Perhac, Diane G.;Young, Timothy M.;Guess, Frank M.;Leon, Ramon V.
International Journal of Reliability and Applications
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제8권2호
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pp.153-173
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2007
Wood-plastic composites (WPC) are gaining market share in the building industry because of durability/maintenance advantages of WPC over traditional wood products and because of the removal of chromated copper arsenate (CCA) pressure-treated wood from the market. In order to ensure continued market share growth, WPC manufacturers need greater focus on reliability, quality, and cost. The reliability methods outlined in this paper can be used to improve the quality of WPC and lower manufacturing costs by reducing raw material inputs and minimizing WPC waste. Statistical methods are described for analyzing stiffness (tangent modulus of elasticity: MOE) and flexural strength (modulus of rupture: MOR) test results on sampled WPC panels. Descriptive statistics, graphs, and reliability plots from these test data are presented and interpreted. Sources of variability in the MOE and MOR of WPC are suggested. The methods outlined may directly benefit WPC manufacturers through a better understanding of strength and stiffness measures, which can lead to process improvements and, ultimately, a superior WPC product with improved reliability, thereby creating greater customer satisfaction.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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