In this paper, an effective design procedure was proposed to design the rib of die structure for auto-body member with ultra-high strength steel (UHSS) having ultimate tensile strength (UTS) of 1.5 GPa. From analysis results of the die structure, structural safety of the die was evaluated with information such as displacement and von-Mises stress. It was concluded that the casting part could be designed in order to reduce tool deformation. A design guideline of the die structure was proposed, especially for the rib structure in the casting part with an optimization scheme and local reinforcement concept. Simulation result following the design guideline fully explained that stability of the tool structure could be obtained simultaneously with weight minimization.
Williams, E.M.;Graham, S.S.;Akers, S.A.;Reed, P.A.;Rushing, T.S.
Computers and Concrete
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제7권2호
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pp.191-202
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2010
A laboratory investigation was conducted to characterize the constitutive property behavior of Cor-Tuf, an ultra-high-performance composite concrete. Mechanical property tests (hydrostatic compression, unconfined compression (UC), triaxial compression (TXC), unconfined direct pull (DP), uniaxial strain, and uniaxial-strain-load/constant-volumetric-strain tests) were performed on specimens prepared from concrete mixtures with and without steel fibers. From the UC and TXC test results, compression failure surfaces were developed for both sets of specimens. Both failure surfaces exhibited a continuous increase in maximum principal stress difference with increasing confining stress. The DP tests results determined the unconfined tensile strengths of the two mixtures. The tensile strength of each mixture was less than the generally assumed tensile strength for conventional strength concrete, which is 10 percent of the unconfined compressive strength. Both concretes behaved similarly, but Cor-Tuf with steel fibers exhibited slightly greater strength with increased confining pressure, and Cor-Tuf without steel fibers displayed slightly greater compressibility.
The production of ultra-early-strength concrete (UESC) traditionally involves complexity or necessitates high-temperature curing conditions. However, this study aimed to achieve ultra-early-strength performance solely through room-temperature curing. Experimental results demonstrate that under room-temperature (28℃) curing conditions, the concrete attained compressive strengths of 20 MPa at 4 hours and 69.6 MPa at 24 hours. Additionally, it exhibited a flexural strength of 7.5 MPa after 24 hours. In contrast, conventional concrete typically reaches around 20.6 MPa (3,000 psi) after approximately 28 days, highlighting the rapid strength development of the UESC. This swift attainment of compressive strength represents a significant advancement for engineering purposes. Small amounts of steel fibers (0.5% and 1% by volume, respectively) were added to address potential concrete cracking due to early hydration heat and enhance mechanical properties. This allowed observation of the effects of different volume contents on ultra-early-strength fiber-reinforced concrete (UESFRC). Furthermore, the compressive strength of 0.5% and 1% UESFRC increased by 16.3% and 31.3%, respectively, while the flexural strength increased by 37.1% and 47.9%. Moreover, toughness increased by 58.2 and 69.7 times, respectively. These findings offer an effective solution for future emergency applications in public works.
Recently ultra high strength steels(UHSS) has been widely applied to the structural or safety components in the automotive industry. Specially, hot stamping boron steel 22MnB5 has shown the crash-resistant characteristics when applying to bumpers and pillars. Lap joint Laser welding of the hot stamped and die quenched sheets of Boron steel was carried out using 3kW Nd/YAG laser. The appropriate Lap joint laser welding conditions were founded separately for four lap joint combinations. The lower sheest is a hot stamped sheet in common and the upper sheet is selected among the hot stamped steel and high strength steels such as SPCC, 370MPa, and 590MPa grade high strength steels. Cross bead sections and local hardening and softening were observed as well as tensile-shear test results.
In this study a new innovative method of earthquake-resistant strengthening of reinforced concrete structures is presented for the first time. Strengthening according to this new method consists of the construction of steel fiber ultra-high-strength concrete jackets without conventional reinforcement which is usually applied in the construction of conventional reinforced concrete jackets. An innovative solution is proposed also for the first time that ensures a satisfactory seismic performance of existing reinforced concrete structures, strengthened by using composite materials. The weak point of the use of such materials in repairing and strengthening of old R/C structures is the area of beam-column joints. According to the proposed solution, the joints can be strengthened with a steel fiber ultra-high-strength concrete jacket, while strengthening of columns can be achieved by using CFRPs. The experimental results showed that the performance of the subassemblage strengthened with the proposed mixed solution was much better than that of the subassemblage retrofitted completely with CFRPs.
Ultra high strength steels(UHSS) are widely used to fill the needs of lightweight part for automobile, and the control of springback is very important (actor in sheet metal forming using UHSS. In this study, to lighten the center floor side member(CFSM) which is normally manufactured using $600{\sim}800MPa$ steel sheet, new design of the manufacturing process for CFSM using APFC980 has been proposed. To accomplish this goal, the influence of process variables such as die corner radius and die wall angle on the springback were investigated using FE-analysis. In order to insure the validity of FE-analysis, the springback results of FE-analysis was verified with prototype product.
The use of ground granulated blast furnace slag (GGBFS) from steel industries waste is showing perspective application in civil engineering as partial substitute to cement. Use of such waste conserves natural resources and minimizes the space required for landfill. The GGBFS used in the present work is of ultra fine size and hence serves as micro filler. In this paper strength and durability characteristics of ultra fine slag based high strength concrete (HSC) (with a characteristic compressive strength of 50 MPa) were studied. Cement was replaced with ultra fine slag in different percentages of 5, 10, and 15% to study the compressive strength, porosity, resistances against sulfate attack, sorptivity and chloride ion penetration. The experiments to study compressive strength were conducted for different ages of concrete such as 7, 28, 56, and 90 days. From the detailed investigations with 16 mix combinations, 10% ultra fine slag give better results in terms of strength and durability characteristics.
In ultra-high strength SFRCC(Steel Fiber Reinforced Cementious Composites), much silica fume are used to improve strength, flowability and durability. Silica fume have merits of filling the voids, enhancement of reheological chracteristics, production of secondary hydrates by pozzolanic reaction in reactive powder concretes. However silica fume has been imported in high-cost in domestic industry, we need to investigate replaceable material in stead of silica fume in a view of economy Therefore, in this paper, in order to investigate replacement of silica fume in ultra-high strength SFRCC we used the granulate blast-furnce slag with finess 4000, 6000, 8000. As a results, we have evaluated that the bigger the finess the more increase compressive strength of ultra-high strength SFRCC using the blast-furnce slag and there was no problem from the viewpoint of flowability and compressive strength when we use blast-furnce $50\%$ with replacement ratio of silica fume
The biggest topics in the automobile industry are light weightening and fuel efficiency improvement. There's a lot of research going on. It is focused on light weight materials. Light weight material is seen as the best way to reduce fuel consumption and to solve the problem of environmental pollution and resource depletion. For the light weight materials, new materials such as aluminum, magnesium, and carbon-hardening materials can be found. Research on the joining techniques of dual materials, improvement of material properties by improving the method of manufacture of existing materials, and studies on ultra-high strength steel sheets are expected to take up the most weight in lightweight materials. As the strength of the ultra-high strength steel sheets increases during forming, it is difficult to obtain dimensional precision due to the increase in elastic restoring force compared to mild or high strength steel sheets. Spring back is known to be affected by a number of factors due to poor plastic molding, and can be divided into the effects of the material spraying and the process. The study on the plasticitic variables were studied as plasticitic factors that can be controlled by a part company. Tensile testing of ultra-high strength materials was conducted to derive properties for plasticitic analysis and to analyze spring back with two factors controlling the height of the bead and blank holding force by adding tensile force and controlling the flow rate.
초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 역학특성은 높은 인장강도와 균열 이후의 높은 연성발현을 들 수있다. 본 연구에서는 섬유혼입률의 변화에 따른 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화 특성을 시험적으로 규명하고, 시험결과를 토대로 FEM 해석을 통해 변형성능을 정확하게 추정할 수 있는 인장 연화모델을 구축하고자 하였다. 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장거동은 강섬유의 혼입률에 관계없이 일정한 값의 초기강성을 나타내었으며, 강섬유의 혼입률이 증가할수록 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 휨인장강도는 증가하고 연화거동은 취성적인 것으로 나타났다. 노치낸 보에 대한 3점 휨실험 결과를 토대로 초고강도 강섬유 보강 콘크리트의 인장연화곡선을 얻기 위해 Uchida 등이 제안한 역해석법을 사용하였으며, 섬유혼입률과 임계균열폭의 함수로서 인장연화모델을 제안하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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