• 제목/요약/키워드: maximum shear strain

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Recent results on the analysis of viscoelastic constitutive equations

  • Kwon, Youngdon
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제14권1호
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    • pp.33-45
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    • 2002
  • Recent results obtained for the port-pom model and the constitutive equations with time-strain separability are examined. The time-strain separability in viscoelastic systems Is not a rule derived from fundamental principles but merely a hypothesis based on experimental phenomena, stress relaxation at long times. The violation of separability in the short-time response just after a step strain is also well understood (Archer, 1999). In constitutive modeling, time-strain separability has been extensively employed because of its theoretical simplicity and practical convenience. Here we present a simple analysis that verifies this hypothesis inevitably incurs mathematical inconsistency in the viewpoint of stability. Employing an asymptotic analysis, we show that both differential and integral constitutive equations based on time-strain separability are either Hadamard-type unstable or dissipative unstable. The conclusion drawn in this study is shown to be applicable to the Doi-Edwards model (with independent alignment approximation). Hence, the Hadamardtype instability of the Doi-Edwards model results from the time-strain separability in its formulation, and its remedy may lie in the transition mechanism from Rouse to reptational relaxation supposed by Doi and Edwards. Recently in order to describe the complex rheological behavior of polymer melts with long side branches like low density polyethylene, new constitutive equations called the port-pom equations have been derived in the integral/differential form and also in the simplifled differential type by McLeish and carson on the basis of the reptation dynamics with simplifled branch structure taken into account. In this study mathematical stability analysis under short and high frequency wave disturbances has been performed for these constitutive equations. It is proved that the differential model is globally Hadamard stable, and the integral model seems stable, as long as the orientation tensor remains positive definite or the smooth strain history in the flow is previously given. However cautious attention has to be paid when one employs the simplified version of the constitutive equations without arm withdrawal, since neglecting the arm withdrawal immediately yields Hadamard instability. In the flow regime of creep shear flow where the applied constant shear stress exceeds the maximum achievable value in the steady flow curves, the constitutive equations exhibit severe instability that the solution possesses strong discontinuity at the moment of change of chain dynamics mechanisms.

FCC계 고엔트로피 합금의 냉간 인발 유한요소해석 및 실험적 검증 (Finite Element Analysis and Experimental Verification for the Cold-drawing of a FCC-based High Entropy Alloy)

  • 조한솔;배성준;나영상;김정한;이동근;이광석
    • 소성∙가공
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    • 제29권3호
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    • pp.163-171
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    • 2020
  • We present a multi-step cold drawing for a non-equiatomic Co10Cr15Fe25Mn10Ni30V10 high entropy alloy (HEA) with a simple face-centered cubic (FCC) crystal structure. The distribution of strain in the cold-drawn Co10Cr15Fe25Mn10Ni30V10 HEA wires was analyzed by the finite element method (FEM). The effective strain was expected to be higher as it was closer to the surface of the wire. However, the reverse shear strain acted to cause a transition in the shear strain behavior. The critical effective strain at which the shear strain transition behavior is completely shifted was predicted to be 4.75. Severely cold-drawn Co10Cr15Fe25Mn10Ni30V10 HEA wires up to 96% of the maximum cross-sectional reduction ratio were successfully manufactured without breakage. With the assistance of electron back-scattering diffraction and transmission electron microscope analyses, the abundant deformation twins were found in the region of high effective strain, which is a major strengthening mechanism for the cold-drawn Co10Cr15Fe25Mn10Ni30V10 HEA wire.

GNSS를 활용한 한반도 동남권 지역의 지각 변동 파라미터 분석 (Analysis of Plate Motion Parameters in Southeastern South Korea using GNSS)

  • 이승준;윤홍식
    • 한국측량학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.697-705
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    • 2020
  • 본 논문은 GNSS 자료를 이용하여 한반도 동남권 지역의 지각 변동 파라미터에 관한 내용이다. 한반도 동남권 지역에 5.0이상의 지진이 발생하였으며, 여러 가지 방법으로 지진의 위험성에 대하여 평가할 필요성이 있다. 포항과 경주의 장기적인 지각 운동 패턴을 밝히기 위해 탄성 이론을 이용하여 지각변동 파라미터를 도출하였다. CORS의 7년간의 GNSS 데이터를 Gamit/Globk S/W를 사용하여 정밀한 좌표를 취득하였다. 한반도 전체의 속도 벡터는 평균 31mm/yr로 나왔으며 방위각은 일반적으로 110°의 경향을 나타내었다. 연구의 주요 내용은 7년간 한반도 동남권 지역의 주응력의 방향은 몇가지 예외를 제외하면 전체적으로 ENE-WSW으로 나왔다. 최대 전단 변형률의 크기는 평균적으로 (0.11±0.07) μ/yr으로 일본 중부 지역의 약1/3이다. 이번 연구 결과를 고려하면 한반도 남부의 평균 최대전단응력은 타당한 것으로 간주된다. 주응력의 평균 방위각은 약 (85.4°±26.8°)이다. 양산단층을 기준으로 평균 방위각이 좌우 (73.2°±21.5°) 와 (105.2°± 17.0°)로 차이가 난다. 한반도 동남부 지역의 지진 발생 지역이 전단응력이 크게 나온 것은 주목할만 하다. 결론적으로 본 연구는 한반도 동남부 지각 변동 파라미터 특성을 반영하여 지진 재해 관리 연구에 기여할 수 있음을 알 수 있다.

에너지 소산형 감쇠기를 이용한 철근콘크리트 전단벽-골조 시스템의 진동제어 (Vibration Control of Shear Wall-Frame System using Energy Dissipation Devices)

  • 박지훈;김길환
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.578-581
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    • 2007
  • In this study, the seismic control performance of energy dissipation devices installed in a shear all-frame structure is investigated through nonlinear time history analysis of a 12-story building. Inelastic shear walls are modeled using the multiple vertical line element model (MVLEM) and inelastic columns and girders were modeled using fiber beam elements. For a seismic load increased by 38% compared to the design load, the seismic control performance was analyzed based on the results of a nonlinear time history analysis in terms of the inter-story drift, the story shear and the flexural strain. Friction type dampers was found to performs best if they are installed in the form of a brace adjacent to the shear wall with the friction force of 15 % of the maximum story shear force induced in the original building structure without dampers.

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Effect of constant loading on unsaturated soil under water infiltration conditions

  • Rasool, Ali Murtaza;Kuwano, Jiro
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제20권3호
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    • pp.221-232
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    • 2020
  • In many tropical regions, soil structures often fail under constant loads as a result of decreasing matric suction due to water infiltration. Most of the previous studies have been performed by infiltrating water in the soil specimen by keeping shear stress constant at 85-90% of peak shear strength in order to ensure specimen failure during water infiltration. However, not many studies are available to simulate the soil behavior when water is infiltrated at lower shear stress and how the deformations affect the soil behavior if the failure did not occur during water infiltration. This research aimed at understanding both the strength and deformation behavior of unsaturated soil during the course of water infiltration at 25%, 50% and 75% of maximum deviatoric stress and axial strain by keeping them constant. A unique stress-strain curve expresses the transient situation from unsaturated condition to failure state due to water infiltration is also drawn. The shearing-infiltration test results indicate that the water infiltration reduces matric suction and increase soil deformation. This research also indicates that unsaturated soil failure problems should not always be treated as shear strength problems but deformation should also be considered while addressing the problems related to unsaturated soils.

Zr계 벌크 비정질 복합재의 변형률 속도에 따른 인장 변형 거동 연구 (Tensile Deformation Behavior of Zr-based Bulk Metallic Glass Composite with Different Strain Rate)

  • 김규식;김지식;허훈;이기안
    • 소성∙가공
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    • 제18권6호
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    • pp.500-507
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    • 2009
  • Tensile deformation behavior with different strain rate was investigated. $Zr_{56.2}Ti_{13.8}Nb_{5.0}Cu_{6.9}Ni_{5.6}Be_{12.5}$(bulk metallic glass alloy possessed crystal phase which was called $\beta$-phase of dendrite shape, mean size of $20{\sim}30{\mu}m$ and occupied 25% of the total volume) was used in this study. Maximum tensile strength was obtained as 1.74GPa at strain rate $10^2s^{-1}$ and minimum strength was found to be 1.6GPa at $10^{-1}s^{-1}$. And then, maximum plastic deformation occurred at the strain rate of $5{\times}10^{-2}s^{-1}$ and represented 1.75%, though minimum plastic deformation showed 0%. In the specific range of strain rate, relatively higher plastic deformation and lower ultimate tensile strength were found with lots of shear bands. The fractographical observation after tensile test indicated that vein like pattern on the fracture surface was well developed especially in the above range of strain rate.

Zr 계 벌크 비정질 복합재의 변형률 속도에 따른 인장 변형 거동 (Tensile Deformation Behavior of Zr-based Bulk Metallic Glass Composite with Different Strain Rate)

  • 김규식;김지식;허훈;이기안
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.353-354
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    • 2009
  • Tensile deformation behavior with different strain rate was investigated. $Zr_{56.2}Ti_{13.8}Nb_{5.0}Cu_{6.9}Ni_{5.6}Be_{12.5}$ (bulk metallic glass alloy possessed crystal phase which was called $\beta$-phase of dendrite shape, mean size of $20{\sim}30{\mu}m$ and occupied 25% of the total volume) was used in this study. Maximum tensile strength was obtained as 1.74Gpa at strain rate of $10^2/s$ and minimum strength was found to be 1.6GPa at $10^{-1}/s$. And then, maximum plastic deformation occurred at the strain rate of $5{\times}10^{-2}/s$ and represented 1.75%, though minimum plastic deformation showed 0%. In the specific range of strain rate, relatively higher plastic deformation and lower ultimate tensile strength were found with lots of shear bands. The fractographical observation after tensile test indicated that vein like pattern on the fracture surface was well developed especially in the above range of strain rate.

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측지학적 방법에 의한 지각변동 매개변수 결정에 관한 연구 (A Study on the Parameter Determination of Crustal Movement by Geodetic Technique)

  • 조규전;정의환
    • 한국측량학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.405-414
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    • 2001
  • 판 구조는 현대 지구물리학에 있어서 중요한 역할을 담당하고 있다. 우리나라의 지리적 메커니즘을 고려할때 판거동에 의한 지진 발생 가능성을 갖고 있으며, 지진에 의한 피해가 날로 증가하고 있는 실정이므로 이에 대한 인식의 중요성이 강조되고 있다. 이에 본 연구에서는 GPS 데이터를 이용하여 우리나라 주변국 및 국내의 지각변동 매개변수를 결정하고자 주변국에 설치되어 있는 여섯 개의 GPS 상시관측소와 국내에 설치된 11개의 GPS 상시관측소로부터 수신한 데이터를 정밀 처리소프트웨어인 GIPSY-OASIS II를 이용하여 처리하였다. 그 결과 주변국의 최대전단변형률의 평균값 ${\gamma}_max$$0.04{\mu}/yr$로 나타났으며, 최대 압축변화율(E$_2$)의 평균 방위각은 $97.75^{\circ}$로 나타났다. 국내의 지각변동 매개변수중 최대전단변형률의 평균값 ${\gamma}_max$$0.17{\mu}/yr$로 나타났으며, 최대 압축변화율$(E_2)$의 평균 방위각은 $70.25^{\circ}$ 보이고 있었으며, 지진의 발생 빈도와 비교해 볼 때 매우 비슷한 경향을 나타내고 있었다.

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변환각 트러스 모델에 의한 철근콘크리트 기둥의 전단거동 예측 (Shear Behavior Prediction of Reinforced Concrete Columns Using Transformation Angle Truss Model)

  • 김상우;채희대;이정윤;이범식
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제17권3호
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    • pp.435-444
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    • 2005
  • 본 연구에서는 휨모멘트와 축력의 효과가 고려된 변환각 트러스 모델(TATM)을 이용하여 철근콘크리트 기둥의 전단거동을 예측하였다. TATM의 해석결과를 검증하기 위하여 다양한 전단경간비와 축력비를 가지는 총 9개의 철근콘크리트 기둥을 전단 실험하였다. 철근콘크리트 기둥의 곡률, 축변형 및 전단변형을 측정하기 위하여 기둥 옆면 전단위험단면을 중심으로 5개의 변위변환기(LVDT)를 설치하였다. 하중은 최대하중의 $85\%$ 이하로 떨어질 때까지 가력하였으며, 모든 실험체는 휨 철근의 항복이전에 전단파괴 되었다. 기둥의 전단강도와 강성은 축 하중이 증가할수록 증가하는 반면 전단경간비가 증가할수록 감소하였다. TATM으로부터 얻은 전단응력-전단변형률 관계와 전단응력-전단철근변형률 관계는 본 연구에서 수행된 실험결과와 잘 일치하였으며, 기존의 트러스 모델(MCFT, RA-STM, FA-STM)보다 더 우수하였다.

조립재료의 입도특성에 따른 동적 변형특성 평가 (Dynamic Deformation Properties of Coarse Granular Materials with Respect to Gradation Characteristics)

  • 하익수;김남룡
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권8호
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    • pp.5-14
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    • 2013
  • 굵은 자갈 이상의 대입경 입자를 포함하는 조립질 지반재료는 댐, 제방, 철도 등 대형 지반구조물의 성토 및 채움재료로 널리 사용되며, 이러한 구조물의 동적 해석을 위해서는 축조재료의 변형특성에 대한 엄밀한 평가가 필수적이다. 본 연구에서는 대입경 조립재료의 동적 변형특성 평가를 위하여 지름 200mm, 높이 400mm의 공시체에 대한 시험이 가능하도록 개발된 대형 공진주시험기를 활용하여 댐 축조용 사력재의 최대전단탄성계수, 전단탄성계수감소곡선 및 감쇠비를 평가하였으며, 재료의 최대입경과 균등계수와 같은 입도분포특성이 재료의 변형특성에 미치는 영향을 확인하였다. 재료의 입경이 동적 변형특성에 미치는 영향을 평가한 결과, 동일한 균등계수에서 평균입경의 범위에 따른 전단탄성계수감소곡선에 차이가 발생함을 확인하였다. 동일한 최대입경에 대하여 균등계수를 달리하는 경우 균등계수에 따라 최대전단탄성계수의 구속압 영향계수가 증가함을 확인하였다. 결과적으로 조립재료의 입도 특성 중 최대입경은 전단탄성계수감소곡선을, 균등계수는 미소변형영역의 구속압 영향계수에 대한 영향요소임을 확인하였으며, 조립재료의 동적 변형특성을 엄밀히 평가하기 위한 대형 공진주시험기의 효용성을 확인하였다.