Kim, Il-Kyu;Son, Choong-Yul;Jang, Keum-Soo;Cho, Hyun-Young;Baek, Min-Kyu;Park, Sheung-Hoon
Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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v.30
no.1
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pp.60-71
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2008
The objective of this study is to evaluate the stress distribution according to the thread design and the marginal bone loss of a single unit dental implant under the axial and offset-axial loading by three dimensional finite element analysis. The implants used had the diameter of 5mm and 4mm with 13mm in length and prosthesis with a conical type which is 6mm in height and 12mm in diameter. The thread designs were triangular, square and buttress. In the three dimensional finite element model with $15\times15\times20mm$ hexahedron and 2mm cortical thickness, implants were placed with crown to root ratio 7:12, 10:9, 13:6 and 16:3. And additionally the axial force of 100N were applied into 0mm, 2mm and 4mm away from the center of the implants. The results were as follows 1. The maximum von-Mises stress in cortical bone was concentrated to cervical area of implant, and in cancellous bone, apical portion. 2. Comparing the von-Mises stresses in cortical bone of 2mm and 4mm offset loading with central axial loading, it were increased to 3 and 5 times in diameter 4mm implant, and 2 and 4 times, in diameter 5mm implant. 3. The square threads were more effective than the triangular and butress as the longer diameter, the offset loading, and the worse crown to root ratio. 4. The von-Mises stresses were relatively stable until crown to root ratio 13:6, but it was suddenly increased at 16:3. From the results of this study, minimum requirement of crown to root ratio of implant is 2:1, and in the respect of crown to root ratio, diameter and offset loading, square threads are more effective than triangular and buttress threads.
Park, Jong-Wook;Woo, Jae-Hyun;Kim, Byung-Il;Lee, Jung-Yoon
Journal of the Korea Concrete Institute
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v.22
no.5
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pp.675-684
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2010
The reinforced concrete members are designed to fail in flexural to lead ductile fracture. In the building structures, the failure is typically imposed on beams to prevent damages in columns. However, progression of plastic collapse mechanism may ultimately develop, a plastic hinge at the bottem end of the first floor column, which then can be subjected to shear or bond finally due to large axial force and small shear span-to-depth ratio. In this study, 10 RC column specimens failed in shear after flexural yielding was investigated to determine the factors affecting the plastic hinge length. The findings of this study showed that the most effective factor affecting the plastic hinge length was an axial force. As an axial force increase, an axial strain and a ductility ratio were decreased obviously. The test also shows the observed plastic hinge length was about 0.8~1.2d and the this result has difference compared with forward research.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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v.18
no.2E
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pp.79-87
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2006
The main objective of this research is to examine the behavior of high-strength concrete(HSC) columns. Eight test columns in one-third scale were tested under the conditions of cyclic lateral force and a constant axial load equal to 30% of the column axial load capacity. The $200{\times}200mm$ square columns were reinforced with eight DB bars constituting a longitudinal steel ratio of 2.54% of the column cross-sectional area. The main experimental parameters were volumetric ratio of transverse reinforcement(${\rho}_s$=1.58, 2.25 percent), tie configuration(Type H, Type C, Type D) and tie yield strength($f_{yh}$=548.8 and 779.1 MPa). It was found that the hysteretic behaviour and ultimate deformability of HSC columns were influenced by the amount and details of transverse reinforcement in the potential plastic hinge regions. Columns of transverse reinforcement in the amount 42 percent higher than that required by seismic provisions of ACI 318-02 showed ductile behavior. At 30% of the axial load capacity, it is recommended that the yield strength of transverse reinforcement be held equal to or below 548.8 MPa. Correlations between the calculated damage index and the damage progress are proposed.
The effect of reinforcing concrete members with high strength steel bars with yield strength up to 600 MPa on the overall seismic behavior of concrete moment frames was studied experimentally and numerically. Three geometrically identical plane frame models with two bays and two stories, where one frame model was reinforced with hot rolled bars (HRB) with a nominal yield strength of 335 MPa and the other two by high strength steel bars with a nominal yield strength of 600 MPa, were tested under simulated earthquake action considering different axial load ratios to investigate the hysteretic behavior, ductility, strength and stiffness degradation, energy dissipation and plastic deformation characteristics. Test results indicate that utilizing high strength reinforcement can improve the structural resilience, reduce residual deformation and achieve favorable distribution pattern of plastic hinges on beams and columns. The frame models reinforced with normal and high strength steel bars have comparable overall deformation capacity. Compared with the frame model subjected to a low axial load ratio, the ones under a higher axial load ratio exhibit more plump hysteretic loops. The proved reliable finite element analysis software DIANA was used for the numerical simulation of the tests. The analytical results agree well with the experimental results.
Wang, Jun;Liu, Weiqing;Zhou, Ding;Zhu, Lu;Fang, Hai
Steel and Composite Structures
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v.17
no.4
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pp.431-452
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2014
The present study focuses on the mechanical behaviour of concrete filled double skin steel tubular (CFDST) stub columns confined by fiber reinforced polymer (FRP). A series of axial compression tests have been conducted on two CFDST stub columns, eight CFDST stub columns confined by FRP and a concrete-filled steel tubular (CFST) stub column confined by FRP, respectively. The influences of hollow section ratio, FRP wall thickness and fibre longitudinal-circumferential proportion on the load-strain curve and the concrete stress-strain curve for stub columns with annular section were discussed. The test results displayed that the FRP jacket can obviously enhance the carrying capacity of stub columns. Based on the test results, a new model which includes the effects of confinement factor, hollow section ratio and lateral confining pressure of the outer steel tube was proposed to calculate the compressive strength of confined concrete. Using the present concrete strength model, the formula to predict the carrying capacity of CFDST stub columns confined by FRP was derived. The theoretically predicted results agree well with those obtained from the experiments and FE analysis. The present method is also adapted to calculate the carrying capacity of CFST stub columns confined by FRP.
Recently, there is a great demand for precast reinforced concrete (RC) construction methods on the purpose of simplicity in construction. Nishimatsu Construction Company has developed a construction method with precast reinforced concrete members in medium-rise building. In this construction method, how to joint precast members, especially the anchorage of the main bar of beam, is important problem. In this study, the structural performance of exterior joints with precast members was investigated. The parameters of the test specimens are anchorage type of the main bar of beam (U-shape anchorage or anchorage plate) and the ratio of the column axial force to the column strength. Specimens J-3 and J-4 used U-shape anchorage and the ratio of the column axial force of specimen J-4 was higher. On the other hand, specimens J-5 and J-6 used anchorage plate, and the anchorage lengths are 15d and 18d, respectively. Experimental results are summarized as follows; 1) For the joints with beam flexural failure mode, it was found that the maximum strength of specimen with anchorage plate is equal to or larger than that of specimen with conventional U-shaped anchorage if the anchorage length of more than 15d would be ensured, 2) Each specimen shows stable hysteretic curves and there were no notable effects on the hysteretic characteristics and the maximum strength caused by the anchorage method of beam main bar and the difference of column axial stress level.
Transactions of The Korea Fluid Power Systems Society
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v.5
no.2
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pp.1-7
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2008
To improve the performance of the bent axis type axial piston pump driven by the tapered piston, it is necessary to know the driving characteristics and mechanism of the tapered piston and the cylinder block. Since each piston not only rotates on its axis and reciprocates in the cylinder bore, but also revolves around the axis of the driving shaft, it is difficult to analyze the driving mechanism theoretically. The theoretical mechanism far the bent axis type axial piston pump is studied by using the geometrical method. The driving range of the tapered piston is determined by theoretical equations. The results show that the cylinder block is driven by one tapered piston in a limited range and the core parameters such as driving factor of the piston and the ahead delay angle influenced performance of the bent axis type axial piston pump.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.21
no.6
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pp.793-803
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1997
This experimental study was mainly investigated on the swirl flow characteristics in the cylinder generated by a helical intake port. LDA system was used for the measurement of in-cylinder velocity fields. Tangential and axial velocity profiles, with varying valve lifts, valve eccentricity ratios and axial distance, were measured. When the intake valve was set in the cylinder center, we could find that in-cylinder swirl flow fields were composed of a forced vortex motion and a free vortex motion in the vicinity of the cylinder center and the cylinder wall respectively. In case of valve eccentricity ratio, N$_{y}$ = 0.45, the vortex flow which rotates to the opposite direction of a main rotating flow in the cylinder was found. And the reverse flow toward the cylinder head surface was also found in axial velocity profile and it showed the tendency of the linear decrease in the region of 0.leq.Y/B.leq.1.2.2.
The tubed steel reinforced concrete (SRC) column is a composite column in which the outer steel tube is mainly used to provide confinement on the core concrete. This paper presents experimental and analytical studies on the behavior of circular tubed SRC (TSRC) columns subjected to axial compression. Eight circular TSRC columns were tested to investigate the effects of length-to-diameter ratio (L/D) of the specimens, diameter-to-thickness ratio (D/t) of the steel tubes, and use of stud shear connectors on the steel sections. Elastic-plastic analysis on the steel tubes was used to investigate the mechanism of confinement on the core concrete. The test results indicated that the tube confinement increased the strength and deformation capacity for both short and slender columns, and the effects on strength were more pronounced for short columns. A nonlinear finite element (FE) model was developed using ABAQUS, in which the nonlinear material behavior and initial geometric imperfection were included. Good agreement was achieved between the predicted results using the FE model and the test results. The test and FE results were compared with the predicted strengths calculated by Eurocode 4 and the AISC Standard. Based on the analytical results, a new design method for this composite column was proposed.
Park, Tae Choon;Kang, Young-Seok;Hwang, Oh-Sik;Song, Ji-Han;Lim, Byeung Jun
The KSFM Journal of Fluid Machinery
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v.15
no.6
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pp.77-84
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2012
The aerodynamic performance of a single-stage transonic axial compressor was experimentally evaluated by measuring pressure and temperature distribution at the inlet and outlet of the compressor. The compressor was developed by Korea Aerospace Research Institute through multidisciplinary design optimization (MDO) method, especially integrating aerodynamic performance and structural stability. The test results show that the pressure ratio is 1.65 and the efficiency is 85.8 % at design point, where the corrected speed is 22,000 rpm and the corrected mass flow rate is 15.4 kg/s, and it has a good agreement with the design target and computational results. The distribution of pressure ratio is very steep at design speed, compared with the trend of other subsonic compressors. Also the static pressure distribution on the stator casing shows that the blade loading is gradually increasing through the stage as designed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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