PMFBG sensor was fabricated using phase mask and Excimer laser. The reflected wavelength of PMFBG sensor had dual peaks due to intrinsic birefringence. To discover the polarization axes, peak sensitivity was measured under compression test. The signal characteristics of PMFBG sensor were also examined in embedding condition. The embedded PMFBG sensor in epoxy block was loaded for the transverse strain measurements. Experiments showed that the PMFBG sensor could successfully measure the transverse strain. This PMFBG sensor is useful for the structures that require measuring transverse stram.
본 논문에서는 편광 유지 광섬유 브래그 격자(PMFBG) 센서를 제작하고 신호특성을 파악하였으며, 횡방향 변형률(transverse strain)을 측정하였다. PMFBG 센서는 위상 마스크와 엑시머 레이저를 이용해서 제작하였으며, 반사파는 내부 복굴절율의 영향으로 기존의 FBG 센서와 다르게 두개의 피크를 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 PMFBG 센서는 자체적으로 2개의 광축을 가지고 있으므로 이 광축을 찾는 실험을 수행하였다. 제작된 PMFBG 센서를 에폭시 시편에 삽입하여, 센서에 가해지는 횡방향 변형률을 측정하였다. PMFBG 센서의 광원으로서 파장 이동 광섬유 레이저(WSFL)를 사용하였다. 실험결과, PMFBG 센서로 측정된 변형률은 스트레인 게이지로 측정한 변형률과 잘 일치하였다.
철근콘크리트 기둥은 횡보강철근으로 구속함으로써 부재의 강도 및 연성능력의 증진효과를 얻을 수 있다. 이에 횡보강철근으로 구속된 콘크리트의 응력-변형률 모델이 다양하게 제시되어왔다. 본 연구에서는 고강도 횡보강철근으로 구속한 원형실린더의 최대 횡구속 응력에 영향을 주는 요소를 파악하고 실험결과로부터 콘크리트와 횡보강철근 사이의 변형률을 분석하여 포아송비식을 제안하였다.
An equivalent single layer trigonometric shear deformation theory taking into account transverse shear deformation effect as well as transverse normal strain effect is presented for static flexure of cross-ply laminated composite and sandwich plates. The inplane displacement field uses sinusoidal function in terms of thickness coordinate to include the transverse shear deformation effect. The cosine function in thickness coordinate is used in transverse displacement to include the effect of transverse normal strain. The kinematics of the present theory is much richer than those of the other higher order shear deformation theories, because if the trigonometric term (involving thickness coordinate z) is expanded in power series, the kinematics of higher order theories (which are usually obtained by power series in thickness coordinate z) are implicitly taken into account to good deal of extent. Governing equations and boundary conditions of the theory are obtained using the principle of virtual work. The closed-form solutions of simply supported cross-ply laminated composite and sandwich plates have been obtained. The results of present theory are compared with those of the classical plate theory (CPT), first order shear deformation theory (FSDT), higher order shear deformation theory (HSDT) of Reddy and exact three dimensional elasticity theory wherever applicable. The results predicted by present theory are in good agreement with those of higher order shear deformation theory and the elasticity theory.
The ductility of circular hollow reinforced concrete columns with one layer of longitudinal and spiral reinforcement placed near the outside face of the section and the steel tube placed on the inside face of the section is investigated. Such hollow sections are confined through the wall thickness since the steel tube is placed. The results of analytical moment-curvature analyses for such hollow sections are compared with those for the circular section with the sane diameter. In this study, moment-curvature analyses are conducted with Mandel's confined concrete stress-strain relationship in which the effect of confinement is to increase the compression strength and ultimate strain of concrete. The moment-curvature analyses confirmed that the ductility is primarily influenced on the ultimate strain. The variables influenced on the ultimate strain is the ratio and yield strength of confining reinforcement and the compression strength for confined concrete. From this ultimate strain - the transverse reinforcement ratio relationship, the transverse reinforcement ratio for circular hollow reinforced columns with confinement is proposed. The proposed transverse reinforcement ratio is confirmed by experimental results.
The mechanism of transverse shrinkage for the butt joint weldig of plates is investigated in this paper. It was certified that the compressive plastic strain due to thermal expansion of materials during heating play an important role on the transverse shrinkage. It was also pointed out that the transverse shrinkage has to be treated with the samples of which the shapes are as close to real shapes of welded materials as possible, because the distribution of temperature and relative rigidity of materials during welding have great influence on the transverse shrinkage. The formulas for the calculation of transverse shrinkage were presented and the experiments were carried out in order to verify the formulas. the main results are as follows; 1. For the bead-on-plate welding, the transverse shrinkage in the begining parts of welding is the smallest, the end parts is next and the transverse shrinkage of mid section is the largest. 2. In bead-on-plate welding, the equations presented in this paper concerning transverse shrinkage coincide fairly well with the experimental values generally. 3. Transverse shrinkage increases generally as specific heat input per unit thickness increaes.
PURPOSES : The purpose of this study is to analyse the longitudinal steel strain and stress of continuously reinforced concrete pavement(CRCP) with longitudinal and transverse direction at early age using stress dependent strain analysis method. METHODS : To measure the longitudinal steel strain, 9-electrical resistance and self-temperature compensation gauges were installed to CRCP test section (thickness = 250mm, steel ratio = 0.7%) and continuously measured 10min. intervals during 30days. In order to properly analyze the steel stress first, temperature compensation process has been conducted. Secondly, measured steel strains were divided into stress dependent strain (elastic strain) and stress independent strain (thermal strain) and then stress dependent strain was applied to stress calculation of longitudinal steels. RESULTS : Steel strains were successfully measured during 30days. To verify the accuracy of temperature compensation process, measured coefficient of thermal expansion(COTE,$11.46{\times}10^{-6}m/m/^{\circ}C$) of longitudinal steel before paving was compared with that of unrestrained steel. Max. steel stress in the transverse direction shows about 266MPa at 23days after placement. CONCLUSIONS : Steel stresses in the longitudinal and transverse direction have been evaluated. In longitudinal direction, steel stress from the crack was rapidly reduced from 183MPa at crack to 18MPa from 600mm apart the crack. From this observation, stress effective length can be identified as within 600mm apart from the crack. In transverse direction, max. stress point was located near the center of pavement width and stress level(266MPa) is about 66% of yield stress of steel.
Purpose: The finite element method (FEM) is advantageous because it can save time and cost by reducing the number of samples and experiments in the effort to identify design factors. In computational problem-solving it is necessary that the exact material properties are input for achieving a reliable analysis. However, in the case of fiber boards, it is difficult to measure their cross-directional material properties because of their small thickness. In previous research studies, the Poisson's ratio was measured by analyzing ultrasonic wave velocities. Recently, the Poisson's ratio was measured using a high-speed digital camera. In this study, we measured the transverse strain of a fiber board and calculated its Poisson's ratio using a high-speed digital camera in order to apply these estimates to a FEM analysis of a fiber board, a corrugated board, and a corrugated box. Methods: Three different fiber board samples were used in a uniaxial tensile test. The longitudinal strain was measured using the Universal Testing Machine. The transverse strain was measured using an image processing method. To calculate the transverse strain, we acquired images of the fiber board before the test onset and before the fracture occurred. Acquired images were processed using the image processing program MATLAB. After the images were converted from color to binary, we calculated the width of the fiber board. Results: The calculated Poisson's ratio ranged between 0.2968-0.4425 (Machine direction, MD) and 0.1619-0.1751 (Cross machine direction, CD). Conclusions: This study demonstrates that measurement of the transverse properties of a fiber board is possible using image processing methods. Correspondingly, these processing methods could be used to measure material properties that are difficult to measure using conventional measuring methodologies that employ strain gauge extensometers.
We present a simple and easy-to-implement lumped stiffness model to elucidate the load transfer mechanism among all individual tube shells and intertube van der Waals (vdW) interactions in transversely compressed multi-walled carbon nanotubes (CNTs). Our model essentially enables theoretical predictions to be made of the relevant transverse mechanical behaviors of multi-walled tubes based on the transverse stiffness properties of single-walled tubes. We demonstrate the validity and accuracy of our model and theoretical predictions through a quantitative study of the transverse deformability of double- and triple-walled CNTs by utilizing our recently reported nanomechanical measurement data. Using the lumped stiffness model, we further evaluate the contribution of each individual tube shell and intertube vdW interaction to the strain energy absorption in the whole tube. Our results show that the innermost tube shell absorbs more strain energy than any other individual tube shells and intertube vdW interactions. Nanotubes of smaller number of walls and outer diameters are found to possess higher strain energy absorption capacities on both a per-volume and a per-weight basis. The proposed model and findings on the load transfer and the energy absorption in multi-walled CNTs directly contribute to a better understanding of their structural and mechanical properties and applications, and are also useful to study the transverse mechanical properties of other one-dimensional tubular nanostructures (e.g., boron nitride nanotubes).
The tensile strength of unidirectional carbon fiber reinforced plastics under a high strain rate was experimentally investigated. A high-strain-rate test was performed using the tension-type split Hopkinson bar technique. In order to obtain the tensile stress-strain relations, a special fixture was used for the impact tensile specimen. The experimental results demonstrated that the tensile modulus and strength in the longitudinal direction are independent of the strain rate. In contrast, the tensile properties in the transverse direction and the shear properties increase with the strain rate. Moreover, it was observed that the strain-rate dependence of the shear strength is much stronger than that of the transverse strength. The tensile strength of off-axis specimens was measured using an oblique tab, and the experimental results were compared with the tensile strength predicted based on the Tsai-Hill failure criterion. It was concluded that the tensile strength can be characterized quite well using the above failure criterion under dynamic loading conditions.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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