Polymeric composites exhibit highly nonlinear and rate dependent behavior during loading and unloading in off-axis directions. The equilibrium state of stress during loading is lower than the state of stress produced at finite strain rates. The amount of stress relaxation during loading decreases. Interestingly, however, the stress goes up to reach to the equilibrium state of stress for a fixed displacement during unloading. The unloading behavior is quite similar to the loading behavior. The stress relaxation patterns during loading and unloading is also similar, and those depend on the fiber orientation angles and the loading and unloading rates. The AS4/PEEK thermoplastic composite is used to characterize the relaxation behavior for different off-axis angles and loading rates. There exists a transient loading region at the beginning of unloading. The effective stress and effective plastic strain concept is used to establish a master curve of stress recovery pattern for different off-axis angles and unloading rates.
Material failure behavior is generally dependent on loading rate. Especially in brittle and quasi-brittle materials, rate dependent material behavior can be significant. Empirical formulations are often used to predict the rate dependency, but such methods depend on extensive experimental works and are limited by practical constraints of physical testing. Numerical simulation can be an effective means for extracting knowledge about rate dependent behavior and for complementing the results obtained by testing. In this paper, the failure behavior of a brittle material under different loading rates is simulated by molecular dynamics analysis. A notched specimen is modeled by sub-million particles with a normalization scheme. Lennard-Jones potential is used to describe the interparticle force. Numerical simulations are performed with six different loading rates in a direct tensile test, where the loading velocity is normalized to the ratio of the pseudo-sonic speed. As a consequence, dynamic features are achieved from the numerical experiments. Remarkable failure characteristics, such as crack surface interaction/crack arrest, branching, and void nucleation, vary in case of the six loading cases. These characteristics are interpreted by the energy concept approach. This study provides insight into the change in dynamic failure mechanism under different loading rates.
In this paper, the fracture characteristics of concrete specimens with different notch depths under three-point flexural loads are studied by finite element and fracture mechanics methods. Firstly, the concrete beams (the size is 700×100×150 mm) with different notch depths (a=30 mm, 45 mm, 60 mm and 75 mm respectively) are tested to study the influence of notch depths on the mechanical properties of concrete. Subsequently, the concrete beams with notch depth of 60 mm are loaded at different loading rates to study the influence of loading rates on the fracture characteristics, and digital image correlation (DIC) is used to monitor the strain nephogram at different loading rates. The test results show that the flexural characteristics of the beams are influenced by notch depths, and the bearing capacity and ductility of the concrete decrease with the increase of notch depths. Moreover, the peak load of concrete beam gradually increases with the increase of loading rate. Then, the fracture energy of the beams is accurately calculated by tail-modeling method and the bilinear softening constitutive model of fracture behavior is determined by using the modified fracture energy. Finally, the bilinear softening constitutive function is embedded into the finite element (FE) model for numerical simulation. Through the comparison of the test results and finite element analysis, the bilinear softening model determined by the tail-modeling method can be used to predict the fracture behavior of concrete beams under different notch depths and loading rates.
Rhim, Hong-Chul;Buyukozturk, Oral;Soon, K. A;Kim, Gwang-Ho
KCI Concrete Journal
/
제13권1호
/
pp.53-60
/
2001
Tests of cylindrical concrete specimens under lateral confining pressure of up to 5,000 psi were conducted for two different axial loading cases: monotonic compression and monotonic tension. The purpose of this experimental investigation is to provide stress-strain characteristics of plain concrete in triaxial stress conditions. Lateral confining pressure levels, loading rates, and strength of concrete specimens are varied as parameters. The loading rates are $34.75$\times$10^{-5}$ in/in/sec for fast, $\times$$6.95x10^{-5}$ in/in/sec for normal. and $0.579$\times$10^{-5}$ in/in/sec for slow loading cases. The concrete specimens used in the experiment have compressive strength of 3,500 psi and 6,500 psi, respectively. Findings of this experiment include dependency of the stress-strain behavior of concrete on the above parameters under two different types of loading conditions. The parametric study includes a series of 106 triaxial tests.
Dynamic behaviours of reinforced concrete (RC) bending beams subjected to monotonic loading with different loading rates were studied. A dynamic experiment was carried out with the electro-hydraulic servo system manufactured by MTS (Mechanical Testing and Simulation) Systems Corporation to study the effect of loading rates on the mechanical behaviours of RC beams. The monotonic displacement control loading, with loading rates of 0.1 mm/s, 0.5 mm/s, 1 mm/s, 5 mm/s and 10 mm/s, was imposed. According to the test results, the effects of loading rates on the failure model and load-displacement curve of RC beams were investigated. The influences of loading rates on the cracking, ultimate, yield and failure strengths and displacements, ductility and dissipated energy capability of RC beams were studied. Then, the three-dimensional finite element models of RC beams, with the rate-dependent DP (Drucker-Prager) model of concrete and three rate-dependent model of steel reinforcement, were described and verified using the experimental results. Finally, the dynamic mechanical behaviours and deformation behaviours of the numerical results were compared with those of the experimental results.
Son Maeng Hyun;Jeon Im Gi;Jo Jae-Yoon;Moon HaeYoung
Fisheries and Aquatic Sciences
/
제2권1호
/
pp.52-57
/
1999
Air-drived rotating biological contactor (RBC) system, which is effective method in filtering performance, was tested for the nitrification capacity in a recirculating system. At ammonia concentrations between 0.029 and 0.528 mg/l, the effect of ammonia loading rate on ammonia removal rate at three different hydraulic loading rates could be defined by the following firstorder regression models: Hydraulic loading rate of $14.8 m^3/m^3/day:\;y=39.2\times+3.4 (r^2=0.9137)$, Hydraulic loading rate of $26.5 m^3/m^3/day: y=53.3\times+4.0 (r^2=0.8686)$, Hydraulic loading rate of $37.3 m^3/m^3/day: y=58.4\times+4.2 (r^2=0.7755)$, where, $\times$ is ammonia loading rate (mg/l), y is ammonia removal rate $(g/m^3/day)$, The equations showed the optimal ammonia removal rate at the hydraulic loading rate of $26.5m^3/m^3/day$. Below the ammonia concentration of 2.72 mg/l, first-order regression models between ammonia loading rate and ammonia removal rate at three different rates of speed are defined as follows: Rotational speed of $0.75 rpm: y=28.5\times+4.7 (r^2=0.9143)$, Rotational speed of $1.0 rpm: y=33.6\times+8.4 (r^2=0.9534)$, Rotational speed of $2.0 rpm: y=28.9\times+3.6 (r^2=0.9488)$, where, x is ammonia loading rate (mg/l), y is ammonia removal rate $(g/m^3day)$. The equations show the ammonia removal rate at the rotational speed of 1.0 rpm is significantly higher than that at the rotational speed of either 0.75 rpm or 2.0 rpm (P<0.05).
Nitrification performance of fixed film biofilters using coarse sand, loess bead, or styrofoam beads in biofilter columns 1 meter high and 30cm in diameter were studied at different hydraulic and organic matter loading rates. Synthetic wastewater was supplied to the culture tank in order to maintain desired TAN concentrations in inlet water to biofilters. All the biofilters were conditioned 5 months before start of sampling. TAN and $NO_2-N$ conversion rates increased with an increase in the hydraulic loading rate (HLR). However, the improvement in biofilter performance was not linearly correlated to HLR in styrofoam bead filters. This is mainly due to the characteristics of the styrofoam beads used. TAN conversion rates of sand filters increased with the increase of HLR up to $200m^3/m^2$. per day. No increase in the TAN conversion rate was observed at the highest HLR since flooding on the media surface took place. HLR had a significant impact on the TAN conversion rates in loess bead filter up to the highest HLR tested (P<0.05). TAN conversion rates were much less at organic matter loading rates of 9 and 18kg $O_2/m^3$ per day than those without the addition of organic matter in styrofoam bead filters. The addition of glucose resulted in a reduction of the TAN conversion rate from 540 to 284g $TAN/m^3$ per day. No significant difference of TAN conversion rates between the two organic matter loading rates was found (p<0.05). This indicates that the impact of organic matter on nitrification becomes less and less sensitive with an increase in the COD/TAN ratio. At an organic matter loading rate of 9kg $O_2/m^3$. per day, a great reduction of TAN conversion rates was observed in sand filters and loess bead filters. Clearly, organic matter can be one of the most Important Impacting factors on nitrification. $NO_2-N$ conversion rates showed a similar trend for TAN. Based on the TAN and nitrite conversion rates, styrofoam beads showed the best performance among the three filter media tested. Also, the low gravity and price of styrofoam beads make the handling easier and more cost-effective for commercial application. The results obtained at the highest organic matter loading rates can be used in the biofilter design in recirculating aquaculture system.
The purpose of this study was to assess the efficiency of nitrification based on ammonia loading rates and hydraulic air-loading rates in a moving bed bioreactor (MBBR) under seawater conditions. The goal was to provide foundational data for the design of these bio reactors. At an ammonia loading rate of 0.2 g TAN·m-2 surface area·day-1, the influent TAN concentration was determined to be 1.76±0.33 mg·L-1, which is below the safe concentration for fish survival (2 mg·L-1). Considering operational aspects, the optimal ammonia-loading rate was derived. Subsequently, experimental results for nitrification efficiency at the optimal ammonia-loading rate revealed that the optimum hydraulic air-loading rate was 1.8 L·air·m-2 surface area·min-1. This condition resulted in the lowest concentrations of TAN and NO2-N in the influent water, thus establishing the optimal hydraulic air-loading rate. A regression equation was derived for the ammonia-removal rate (Y) based on the ammonia-loading rate (x) and expressed as a 0.5-order equation (Y=ax0.5+b). Specifically, for TAN concentrations of 0-6 mg·L-1, the regression equation Y=0.1683x0.5-0.13628, was established.
The paper describes localization of deformation in a bar under tensile loading. The material of the bar is considered as non-linear viscous elastic and the bar consists of two symmetric halves. It is assumed that the model represents behavior of the quasi-brittle viscous material under uniaxial tension with different loading rates. Besides that, the bar could represent uniaxial stress-strain law on a single plane of a microplane material model. Non-linear material property is taken from the microplane material model and it is coupled with the viscous damper producing non-linear Maxwell material model. Mathematically, the problem is described with a system of two partial differential equations with a non-linear algebraic constraint. In order to obtain solution, the system of differential algebraic equations is transformed into a system of three partial differential equations. System is subjected to loadings of different rate and it is shown that localization occurs only for high loading rates. Mathematically, in such a case two solutions are possible: one without the localization (unstable) and one with the localization (stable one). Furthermore, mass is added to the bar and in that case the problem is described with a system of four differential equations. It is demonstrated that for high enough loading rates, it is the added mass that dominates the response, in contrast to the viscous and elastic material parameters that dominated in the case without mass. This is demonstrated by several numerical examples.
Recent developments in fractal theory suggest that fractal may provide a more realistic representation of characteristics of cementitious materials. In this paper, the roughness of fracture surfaces in cementitious material has been characterized by fractal theory. A systematic experimental investigation was carried out to examine the dependency of fracture parameters on the aggregate sizes as well as the loading rates. Three maximum aggregate sizes (4.76 mm, 12.7 mm, and 19.1 mm) and two loading rates (slow and fast loading rate) were used. A total of 25 compression tests and 25 tension tests were performed. All fracture parameters exhibited an increase, to varying degrees, when aggregates were added to the mortar matrix. The fracture surfaces of the specimens were digitized and analyzed. Results of the fractal analysis suggested that concrete fracture surfaces exhibit fractal characteristics, and the fractal geometry provide a useful tool for characterizing nonlinear fracture behavior of concrete. Fractal dimension D was monotonically increased as maximum aggregate sizes increase. A new fractal fracture model was developed which considers the size and shape of aggregate, and the crack paths in the constituent phases. Detailed analyses were given for four different types of fracture paths. The fractal fracture model can estimate fractal dimension for multiphase composites.
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.