The application of short, fiber-reinforced polymer composite pipes has been increasing rapidly. A comprehensive review of the prior research reveals that the majority of the previously-reported studies have been conducted on the filament-wound composite pipes, and fewer studies have been reported on the mechanical behavior of short, randomly-oriented fiber composite pipes. On this basis, the main objective of this research endeavor is to investigate the mechanical behavior and failure modes of short, randomly-oriented glass-fiber composite pipes under three-point bending tests. To this end, an experimental study is performed in order to explore the load-bearing capacity, failure mechanism, and deformation performance of such pipes. Fourteen properly-instrumented composite pipe specimens with different diameters, thicknesses, lengths, and nominal pressures have been tested and also simulated using the finite element approach for verification purposes. This study demonstrates the effectiveness of the diameter-to-thickness ratio, length-to-diameter ratio, and nominal pressure on the mechanical behavior and deformation performance of short, randomly-oriented glass-fiber composite pipes.
Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
/
v.20
no.7
/
pp.166-172
/
2019
A case study was performed in order to develop well-designed of thin plate door impact beam. The conventional impact beam was consisted of steel-pipe welded two brackets on the both side, which causes low productivity and high cost. In order to overcome those disadvantage, it is necessary to develop a new type of door impact; thin plate impact beam. The thin plate impact beam was not needed a welding procedure, which can lead low cost and high productivity. In order to maximally resist from an external force, the cross-section design should be well designed. 6 different cross-section design were proposed based on engineer's experience. Three point bending test was simulated those 6 different impact beam and compared the reaction forces. Among them, one case was chosen and redesigned for detail design.
With a quasi-three point bending apparatus, ratcheting deformation is studied experimentally on a pressurized austenitic stainless steel Z2CND18.12N pipe under bending load and vertical displacement control, respectively. The characteristic of ratcheting behavior of straight pipe under both control methods is achieved and compared. The cyclic bending loading and internal pressure influence ratcheting behavior of pressurized straight pipe significantly under loading control and the ratcheting characteristics are also highly associated with the cyclic displacement and internal pressure under displacement control. They all affect not only the saturation of the ratcheting strain but the ratcheting strain rate. In addition, ratcheting simulation is performed by elastic-plastic finite element analysis with ANSYS in which the bilinear model, Chaboche model, Ohno-Wang model and modified Ohno-Wang model are applied. By comparison with the experimental data, it is found that the CJK model gives reasonable simulation. Ratcheting boundaries under two control modes are almost same.
Fiber reinforced polymer (FRP) applications in the structural engineering field include concrete-FRP composite systems, where FRP components are either attached to or embedded into concrete structures to improve their structural performance. This paper presents the results of an analytical study conducted using finite element model (FEM) to simulate the behavior of three-points load beam reinforced with GFRP and/or steel bars. To calibrate the FEM, a small-scale experimental program was carried out using six reinforced concrete beams with $200{\times}200mm$ cross section and 1000 mm length cast and tested under three point bending load. The six beams were divided into three groups, each group contained two beams. The first group was a reference beams which was cast without any reinforcement, the second group concrete beams was reinforced using GFRP, and the third group concrete beams was reinforced with steel bars. Nonlinear finite element simulations were executed using ANSYS software package. The difference between the theoretical and experimental results of beams vertical deflection and beams crack shapes were within acceptable degree of accuracy. Parametric study using the calibrated model was carried out to evaluate two parameters (1) effect of number and position of longitudinal main bars on beam behavior; (2) performance of concrete beam with composite longitudinal reinforcement steel and GFRP bars.
The bending strength characteristics and local deformation behaviors of honeycomb sandwich composites were investigated using three-point bending experiment and finite element simulation with a real model of honeycomb core. Two kinds of cell sizes of honeycomb core, two kinds of skin layer thicknesses, perfect bonding specimen as well as initial delamination specimen were used for analysis of stress and deformation behaviors of honeycomb sandwich beams. Various failure modes such as skin layer yielding, interfacial delamination, core shear deformation and local buckling were considered. Its simulation results were very comparable to the experimental ones. Consequently, cell size of honeycomb core and skin layer thickness had dominant effects on the bending strength and deformation behaviors of honeycomb sandwich composites. Specimens of large core cell size and thin skin layer showed that bending strength decreased by $30\~68\%$.
Journal of the Society of Naval Architects of Korea
/
v.57
no.1
/
pp.23-34
/
2020
This paper covers the development of prediction techniques for ice load on ice-breakers operating in continuous ice-breaking under level ice conditions using particle-based continuum mechanics. Ice is assumed to be a linear elastic material until the fracture occurs. The maximum normal stress theory is used for the criterion of fracture. The location of the crack can be expressed using a local scalar function consisting of the gradient of the first principal stress and the corresponding eigen-vector. This expression is used to determine the relative position of particle pair to the new crack. The Hertz contact model is introduced to consider the collisions between ice fragments and the collisions between hull and ice fragments. In order to verify the developed technique, the simulation results for the three-point bending problems of ice-specimen and the continuous ice-breaking problem around a wedge-type model ship with bow angle of 20° are compared with the experimental results carrying out at Korea Research Institute of Ships and Ocean Engineering (KRISO).
According to the results of three-point bending tests of rubberized concrete and plain concrete, the parameters such as total fracture energy ($G_F$), initial fracture energy ($G_f$), and tensile strength ($f_t$) are obtained for concrete material. Using ABAQUS software and a bilinear softening fictitious crack model, the crack propagation process was simulated and compared to the experimental results. It is found that the increase of AE hit count has a similar trend with the increase of energy dissipation in FEM simulation. For two types of concretes, both experimental results and numerical simulation indicate that the rubberized concrete has a better fracture resistance.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
/
v.13
no.1
/
pp.136-146
/
2021
This paper aims to numerically estimate the dynamic ice load on a conical structure. The Discrete Element Method (DEM) is employed to model the level ice as the assembly of numerous spherical particles. To mimic the realistic fracture mechanism of ice, the parallel bonding method is introduced. Cases with four different ice drifting velocities are considered in time domain. For validation, the statistics of time-varying ice forces and their frequencies obtained by numerical simulations are extensively compared against the physical model-test results. Ice properties are directly adopted from the targeted experimental test set up. The additional parameters for DEM simulations are systematically determined by a numerical three-point bending test. The findings reveal that the numerical simulation estimates the dynamic ice force in a reasonably acceptable range and its results agree well with experimental data.
Steel tubes have an efficient shape with large second moment of inertia relative to their light weight. One of the main problems of these members is their low buckling resistance caused from having thin walls. In this study, steel foams with high strength over weight ratio is used to fill the steel tube to beneficially modify the response of steel tubes. The linear eigenvalue and plastic collapse FE analysis is done on steel foam filled tube under pure compression and three point bending simulation. It is shown that steel foam improves the maximum strength and the ability of energy absorption of the steel tubes significantly. Different configurations with different volume of steel foam and composite behavior is investigated. It is demonstrated that there are some optimum configurations with more efficient behavior. If composite action between steel foam and steel increases, the strength of the element will improve, in a way that, the failure mode change from local buckling to yielding.
Yousefi, Omid;Narmashiri, Kambiz;Ghaemdoust, Mohammad Reza
Steel and Composite Structures
/
v.25
no.1
/
pp.35-43
/
2017
This paper presents the findings of experimental and numerical investigations on failure analysis and structural behavior of notched steel I-beams reinforced by bonded Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) plates under static load. To find solutions for preventing or delaying the failures, understanding the CFRP failure modes is beneficial. One non-strengthened control beam and four specimens with different deficiencies (one side and two sides) on flexural flanges in both experimental test and simulation were studied. Two additional notched beams were investigated just numerically. In the experimental test, four-point bending method with static gradual loading was employed. To simulate the specimens, ABAQUS software in full three dimensional (3D) case and non-linear analysis method was applied. The results show that the CFRP failure modes in strengthening of deficient steel I-beams include end-debonding, below point load debonding, splitting and delamination. Strengthening schedule is important to the occurrences and sequences of CFRP failure modes. Additionally, application of CFRP plates in the deficiency region prevents crack propagation and brittle failure.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.