• 제목/요약/키워드: Torsional shear tests

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이축성과 위상차의 영향을 고려한 이축 하중하에서 구멍 주위에서의 피로 균열 발생 방향 예측 (Prediction of Fatigue Crack Initiation Direction around a Hole under Biaxial Loads Considering Phase Difference and Biaxiality)

  • 허용학;박휘립;김동진
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2004년도 춘계학술대회
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    • pp.156-161
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    • 2004
  • To predict the direction of the fatigue crack initiated from a hole under various types of biaxial fatigue loads with different phase difference and biaxiality, fatigue parameters were investigated. Axial and torsional biaxial fatigue loads were selected with the respective combination of five different phase differences of 0, 45, 90, 145 and 180 degrees and five biaxialities of 0, $1/{\sqrt{3}}$, 1, ${\sqrt{3}}$, ${\infty}$. Directions of the fatigue crack initiation around the hole were found to approach to the circumferential direction of the specimen with increment of the phase difference for fatigue tests with phase differences less than $90^{\circ}$. Whereas directions for tests with phase differences greater than $90^{\circ}$ went away from the circumferential direction and those were symmetric to the directions for tests with phase difference less than $90^{\circ}$. With increase of biaxilities, the fatigue crack initiated more apart from the circumferential direction of the specimen. These crack initiation direction were predicted using maximum tangential stress range and maximum shear stress range obtained at far-field and around the hole. Comparing these two stress parameters, The crack initiation direction can be successfully explained by using the direction of the maximum tangential stress range obtained around the hole and at far-field.

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후방추돌시 목상해를 고려한 승객거동해석 및 좌석설계 (Occupant Analysis and Seat Design to Reduce the Neck Injury for Rear End Impact)

  • 신문균;박기종;박경진
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제7권9호
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    • pp.182-194
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    • 1999
  • Occupant injury in rear end impact is rapidly becoming one of the most aggravating traffic safety problems with high human suffering and societal costs. Although rear end impact occurs at relatively low speed , it may cause permanent disability due to neck injuries resulting from an abrupt moment, shear force , and tension/compression force at the occipital condyles. The analysis is performed for a combined occupant-eat model response, using the SAFE(Safety Analysis for occupant crash Environment) computer program. The computational results are verified by those from sled tests. A parameter study is conducted for many physical and mechanical properties. Seat design has been performed based on the design of experiment process with respect to five parameters; seat-back upholstery stiffness, torsional stiffness of the seat-back. An orthogonal array is selected from the parameter study. A good design has been found from the analysis results based on the orthogonal array. The results show that reductions of stiffness in seat-back upholstery and joint are the most effective for preventing neck injuries.

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Life-cycle-cost optimization for the wind load design of tall buildings equipped with TMDs

  • Venanzi, Ilaria;Ierimonti, Laura;Caracoglia, Luca
    • Wind and Structures
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    • 제30권4호
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    • pp.379-392
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    • 2020
  • The paper presents a Life-Cycle Cost-based optimization framework for wind-excited tall buildings equipped with Tuned Mass Dampers (TMDs). The objective is to minimize the Life-Cycle Cost that comprises initial costs of the structure, the control system and costs related to repair, maintenance and downtime over the building's lifetime. The integrated optimization of structural sections and mass ratio of the TMDs is carried out, leading to a set of Pareto optimal solutions. The main advantage of the proposed methodology is that, differently from the traditional optimal design approach, it allows to perform the unified design of both the structure and the control system in a Life Cycle Cost Analysis framework. The procedure quantifies wind-induced losses, related to structural and nonstructural damage, considering the stochastic nature of the loads (wind velocity and direction), the specificity of the structural modeling (e.g., non-shear-type vibration modes and torsional effects) and the presence of the TMDs. Both serviceability and ultimate limit states related to the structure and the TMDs' damage are adopted for the computation of repair costs. The application to a case study tall building allows to demonstrate the efficiency of the procedure for the integrated design of the structure and the control system.

전개형 복합재 반사판 안테나의 유연 다물체 동역학 해석 (Flexible Multibody Dynamic Analysis of the Deployable Composite Reflector Antenna)

  • 임윤지;오영은;노진호;이수용;정화영;이재은;강덕수;윤지현
    • 한국항공우주학회지
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    • 제47권10호
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    • pp.705-711
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    • 2019
  • 전개형 반사판 안테나의 전개거동 특성을 해석적 그리고 실험적 방법으로 분석하고자 한다. Kane 방정식을 이용하여 전개형 안테나의 다물체 운동방정식을 공식화하였다. 복합재료 반사판의 구조변형 특성을 살펴보기 위해 FSDT(First-order Shear Deformation Theory)를 이용하여 빔 모델로 유한요소 정식화 하였다. 역진자 모델을 이용하여 안테나 전개시간에 따른 스프링 상수 그리고 댐핑 계수들을 결정하였다. 다물체 동력학 해석을 통하여 설계변수에 따른 안테나 반사판의 동적구조 특성을 확인하였고, 무중력 모사 전개실험을 통하여 해석결과 검증 및 거동특성을 실험적으로 관찰하였다.

화강풍화토의 거동 특성 규명을 위한 비교란 시료채취기 개발 (Undisturbed Sampler for Characterizing the Behaviour of Weathered Granite Residual Soils)

  • 정순용;이승래
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제13권6호
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    • pp.13-24
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    • 1997
  • 화강풍화토는 국내 지반의 2/3이상을 차지할 정도로 광범위하게 분포하며 도로, 지하철, 사면조성, 건물의 기초설치 등 여러 건설현장에서 빈번히 접할 수 있다. 화강풍화토의 입자구조는 풍화정도와 모암의 구성광물에 의해 영향을 받고 특히 보통의 구속 암에서도 입자 파쇄가 발생하며 비교란 지반의 특성과 다짐토 지반의 특성이 큰 차이가 있다. 본 연구에서는 현장에서 직접 삼축시험용 비교란 화강풍화토시료를 채취할 수 있는 시료채취기를 개발하였고 이를 이용하여 채취한 비교란 시료와 정적으로 다져진 시료에 대하여 공진주/비틂 전단시험과 삼축압축시험을 수행하였다. 시험결과로부터 미소한 변형률에서의 거동특성과 비교란 및 다짐 화강풍화토의 강도특성을 검토하였다. 대상으로 한 지반의 경우 1% 이내의 미소한 변형률 영역에서는 다짐시료와 비교란시료의 탄성계수가 거의 일치하였으며 강도의 뚜렷한 차이 또한 발견할 수 없었다. 비교란화강풍화토의 경우는 시료의 불균일성 등으로 인하여 파괴시의 변형률이 매우 넘게 분포하였다.

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저층부에 약층과 비틀림 비정형성을 가진 고층 비정형 RC벽식 구조물의 지진응답 (Seismic Response of a High-Rise RC Bearing-Wall Structure with Irregularities of Weak Story and Torsion at Bottom Stories)

  • 이한선;고동우
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권6호
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    • pp.81-91
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    • 2003
  • 최근 우리나라의 대도시에서는 주거와 상업기능을 동시에 갖는 복합용도의 건축물이 많이 건설되고 있는데, 이러한 건물은 대부분 하부골조에서 연층, 약층 또는 비틀림 비정형을 띠게 된다. 본 논문의 목적은 이러한 건물의 지진응답을 실험을 통해 관찰하는 것으로서 1:12 축소모델의 진동대 실험을 통해 다음과 같은 결론에 이르렀다. 1) 구조물의 불확실성으로 인한 우발비틀림을 예측하는 것은 정적해석에 의한 방법보다 동적해석에 의한 방법이 더 타당하였다. 2) 횡운동과 비틀림운동이 연관되어 있을 때, 전도모멘트는 지진방향 뿐만 아니라 지진방향에 수직인 방향으로도 상당부분 작용하였으며, 일반적인 해석프로그램에서 수행하는 모드해석법으로는 이와 같은 거동을 예측하기에 부적절하였다. 3) 모드형상과 BST 다이아그램을 통해 대상구조물과 같은 건물의 주요 진동모드와 파괴양상을 쉽게 예측할 수 있었다.

다짐지반의 모관흡수력 변화에 따른 탄성계수 평가를 위한 VPPE-BE 시험 시스템 개발 (Development of VPPE-BE Testing System to Evaluate Modulus under Post-Compaction Variation in Matric Suction for Unsaturated Compacted Soils)

  • 이세현;서원석;추연욱;김동수
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.117-127
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    • 2008
  • 본 논문에서는 불포화 상태로 존재하는 다짐 지반에 대하여 함수특성곡선의 획득뿐만 아니라 다양한 모관흡수력 변화에 따른 탄성계수 평가를 위해 종래의 압력판 추출 시험기(VPPE)를 개선하였다. 이를 위해, 비파괴 시험이 가능한 벤더엘리멘트(BE) 시험 시스템을 도입하여 전단파 속도와 최대 전단탄성계수를 평가하였다. 개발된 시험 시스템을 이용하여 시공 중인 국내 도로 현장에서 채취된 3종의 노상토에 대해 모관흡수력 및 함수비 변화에 따른 최대 전단탄성계수의 변화를 평가하였다. 또한 시험결과를 기존의 모관흡수력 조절 비듦전단시험 및 현장 탄성파 시험으로부터 획득한 결과와 비교함으로써 개발된 시험 시스템의 타당성을 검증하였다. 본 연구에서 제안된 새로운 VPPE-BE 시스템은 향후, 탄성계수의 계절적 변화 모델 개발을 위한 도구로서의 효율적인 적용이 가능함을 확인하였다