• Steel and Composite Structures
• /
• 제29권4호
• /
• pp.451-464
• /
• 2018

This paper presents some quasi-static tests for 4 mixed columns composed of CFST column and RC column. The seismic performance and failure mode were studied under low-cyclic revised loading. The failure mode was observed under different axial compression ratios. The hysteretic curve and skeleton curve were obtained. The effects of axial compression ratio on yield mechanism, displacement ductility, energy dissipation, stiffness and strength attenuation were analyzed. The results indicate that the failure behavior of CFST-RC mixed column with archaized style is mainly caused by bending failure and accompanied by some shear failure. The axial compression ratio performs a control function on the yielding order of the upper and lower columns. The yielding mechanism has a great influence on the ductility and energy dissipation capacity of specimens. Based on the experiment, finite element analysis was made to further research the seismic performance by ABAQUS software. The variable parameters were stiffness ratio of upper and lower columns, axial compression ratio, yielding strength of steel tube, concrete strength and rebar ratio. The simulation results show that with the increase of stiffness ratio of the upper and lower columns, the bearing capacity and ductility of specimens can correspondingly increase. As the axial compression ratio increases, the ductility of the specimen decreases gradually. The other three parameters both have positive effect on the bearing capacity but have negative effect on the ductility. The results can provide reference for the design and engineering application of mixed column consisted of CFST-RC in Chinese archaized buildings.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
• /
• pp.760-763
• /
• 2011

본 논문의 목적은 효율적인 3절점 판 유한요소를 개발하는 것이다. Hellinger-Reissner 범함수에 근거한 혼합정식화(mixed formulation)를 사용한다. 잠김현상을 일으키는 전단변형률장을 독립적으로 분리한 후, MITC(Mixed Interpolation of Tensorial Components)방법을 이용하여 대체전단변형률장(assumed transverse shear strain field)을 구성한다. 추가적으로 회전된 반변기저벡터(contravariant base vector)로 정의된 근사전단변형률장(approximated transverse shear strain field)에 미지수(unknowns)를 도입하여 혼합정식화를 완성시키고 정적응축(static condensation)을 통해 최종 강성행렬을 구성한다. 거짓영에너지모드시험(spurious zero energy mode test), 조각시험(patch test), 등방성시험(isotropic test) 등을 실시하였으며, 4변 완전구속 정사각형 판 구조물과 60도 기울어진 단순지지 판 구조물 등 예제들을 해석하여 MITC3판 유한요소와 수렴성능을 비교하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제8권6호
• /
• pp.607-622
• /
• 1999

Being a significant mode of deformation, shear effect in addition to the other modes of stretching and bending have been considered to develop two finite element models for the analysis of beams on elastic foundation. The first beam model is developed utilizing the differential-equation approach; in which the complex variables obtained from the solution of the differential equations are used as interpolation functions for the displacement field in this beam element. A single element is sufficient to exactly represent a continuous part of a beam on Winkler foundation for cases involving end-loadings, thus providing a benchmark solution to validate the other model developed. The second beam model is developed utilizing the hybrid-mixed formulation, i.e., Hellinger-Reissner variational principle; in which both displacement and stress fields for the beam as well as the foundation are approxmated separately in order to eliminate the well-known phenomenon of shear locking, as well as the newly-identified problem of "foundation-locking" that can arise in cases involving foundations with extreme rigidities. This latter model is versatile and indented for utilization in general applications; i.e., for thin-thick beams, general loadings, and a wide variation of the underlying foundation rigidity with respect to beam stiffness. A set of numerical examples are given to demonstrate and assess the performance of the developed beam models in practical applications involving shear deformation effect.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.519-527
• /
• 1997

The effect of Al content and heating rate on the sintering behavior, microstructure, and mechanical properties of reaction bonded alumina (RBAO) was investigated. As the heating rate became slower a critical Al content which could be added to RBAO increased. The weight gain and linear shrinkage of RBAO containing of 55 vol% Al were 28% and 6.5%, respectively. The relative density of RBAO decreased from 96 to 94%, as the amount of Al increased from 15 to 55 vol%. The hardness of RBAO increased from 17.8 to 19.9 GPa and the bending strength enhanced from 370 to 570 MPa, as the amount of Al increased from 15 to 55 vol%. On the other hand, the wear rate of RBAO degraded from 6.7 to 3.39$\times$10-5 $\textrm{mm}^2$/kg and the fracture toughness decreased from 4.1 to 3.6 MPa.m1/2, as the amount of Al increased from 15 to 55 vol%. Fracture modes were shown to the mixed mode of inter/transgranular. However, transgranular fracture was dominant with increasing the content of Al.

• 한국안전학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.8-13
• /
• 2018

The light weight composite materials have been replacing in high performance structures. The object of this study is to examine the effects of the initial crack location about a delamination in a PVC foam cored sandwich composite that is used for the strength improvement of structures. The initial crack location and fiber laminates thickness were changed with several types. The MMB specimen was used for evaluating the fracture toughness and crack behaviors. The material used in the experiment is a commercial twill carbon prepreg in CFRP material and Airex in PVC foam core. Sandwich laminate composites are composed by PVC foam core layer between CFRP face sheets. The face sheets were fabricated as 2 types of 5 and 8 plies. The initial cracks were located in a PVC form core and the interface of upper CFRP sheet. From the results, the crack initiation was affected with the location of the initial crack inserted in the PVC foam core. Among them, the initial crack at 1/3 of the upper part of the PVC foam core was the most rapid progression. And the critical energy release rate was $0.40kJ/m^2$, which is the lowest value when the initial crack was inserted into the interface between a PVC foam core and CFRP laminated with 5 plies. Meanwhile, the highest value of $1.27kJ/m^2$ was obtained when the initial crack was located at the center line in case of the 8 plies.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제12권4호
• /
• pp.590-596
• /
• 2009

본 연구에서는 탄소, 유리, 케블라 및 탄소-케블라 하이브리드 섬유로 제작된 원형튜브를 이용하여 각 소재별 에너지 흡수특성과 파손메커니즘을 규명하였다. 이를 위해 각 튜브에 대한 10mm/min의 준정적 압축시험을 수행하였다. 시험결과 탄소섬유 튜브가 가장 에너지 흡수특성이 우수했으며 탄소-케블라 하이브리드 섬유 튜브가 가장 낮은 에너지 흡수율을 보였다. 또한, 각 소재별 에너지 흡수메커니즘을 분석한 결과 탄소 및 유리섬유튜브는 취성파괴 모드로 압축되었다. 또한, 케블라 섬유 튜브는 국부좌굴에 의한 접힘모드가 지배적이고, 탄소와 케블라 하이브리드 섬유 튜브의 경우 단층굽힘과 국부좌굴모드가 혼합되어 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제32권1A호
• /
• pp.11-18
• /
• 2012

이 논문에서는 유리-에폭시 섬유 보강 복합재료판에 $K_I$ 과 $K_{II}$ 에 의한 혼합모우드 상태의 균열된 알루미늄판의 응력확대계수의 수치해석 산정을 다루고 있다. 응력확대계수 산정을 위한 가상균열닫힘법과 2단계 확장법이 고려된다. 에너지 방출률과 응력확대계수의 항으로 표현되는 파괴역학 매개변수 계산을 위하여, p-수렴 부분 층별모델이 채택된다. 고려되는 p-수렴 방식은 저매개변수 요소의 개념에 기초한다. 1개 층에 대해 가정된 변위장, 변위-변형률 관계, 그리고 3차원 구성방정식은 2차원과 1차원 고차 형상함수의 조합으로 정의된다. 고려되는 요소는 변위장의 보간과 수치적분을 수행하기 위해 로바토 형상함수와 가우스-로바토 적분법이 사용된다. 언급된 모델과 기법들을 사용하여, 경사각도의 변화에 따른 적층판 형상의 효과와 접착제의 강도가 팻치보강 시스템에 미치는 영향이 조사된다. 중립축 변화에 따른 팻치보강 적층판의 면외 휨 효과도 분석된다. 고려되는 모델의 정확성과 단순성 등에 관해서 응력확대계수, 응력분포, 자유도 수, 에너지 방출률 등의 항목을 가지고서 평가된다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제11권1호
• /
• pp.1-20
• /
• 1979

수화물 결정에 있어서 $H_2O$ 분자의 외부 각 운동을 조사하고저 NaBr-2$H_2O$ 및 BaCl$_2$-2$H_2O$ 분말시료에 대한 중성자비탄성산란실험을 수행하였으며, 관측된 진동수를 모두 이 외부 각 운동에 의한 것으로 보고 다중 및 다준위산란효과를 제거하므로서 평균진동수 분포함수를 구하였다. FG 행열법에 의해서 계산된 진동수의 이론 값들은 모두 복합 mode에 의한 것이였으며 따라서 그 중 포텔샬.에너지분포가 큰 mode로서 관측치에 대한 assignment를 하였다. 소수결합력은 Lippincott-Schroeder 포텐샬함수에서 추산하였으며, 절선형 및 분기형수소결합에 대한 이 함수의 유용성을 $H_2O$ 외부 각 운동 포텐샬함수 모양에 의거하여 검토하였다. 수소결합력의 성질에 대하여 더욱 자세한 자료를 얻기 위해서는 진동수 계산에 H…Y 신축상호작용 운만 아니라 O-H…Y 변각상호작용의 도입이 필요함을 논의하였고 또 $H_2O$ 외부 각 운동에 인어서 mode의 순수성 및 대칭성을 군론을 작용한 방법에 의거하여 논의하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제19권3호
• /
• pp.62-71
• /
• 1991

An evaluation of bending test of composite I and Box beams for determining the ultimate strength limit design criteria was presented. Maxium loads of composite I beams were found in beams composed of thicker upper flanges and/or vertical LVL flanges. These loads of plywood web beams were greater than those of PB web beams. Maximum loads of unsymmetrical box beams were less than those of symmetrical box beams. Thus, it took on different phase in box type beams. Ultimate loads of composite beams were greater than those of solid. The failure of composite beams were abrupt and failure mode was classified into following categories; Edgewise shear failure in web, delamination in flange-web joint, tension failure and tearing in LVL flanges, and web delamination. These failures of composite beams were appeared at the mixed mode. The influence factor affecting the performance of tested composite beams was shear strength of PB-web composite beams and compressive strength in plywood-web composite beams. It was also assumed that the influence factors on structural performance on composite beams were flange quality, web material and geometry of cross section. As one of the design methods resisting to compressive stress that was required in the case of small span to depth ratio and deep beams. composite I-beams composed of thicker upper flanges comparing to lower flanges were very effective in structural performance.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제13권2호
• /
• pp.161-167
• /
• 2001

RILEM위원회가 제시한 3점 휨 시험은 하중-변위곡선 형상이 불규칙하고 안정된 균열 발생 후 최종 균열이 발생하기 때문에 정확한 파괴인성을 구하는 것은 어렵다. 그러나 디스크 시험은 균열개시하중만 알면 쉽게 파괴인성을 구할 수 있다. 따라서, RILEM위원회가 제시한 3점 휨 시험보다 파괴인성 계산의 편리함을 보이기 위해 중앙에 노치가 있는 고강도 콘크리트 디스크를 실험하여 실험결과와 유한요소해석에 의한 결과를 비교하였다. 또한 실험에 의한 파괴 포락선과 이론에 의한 파괴 포락선도 비교하였으며, 콘크리트 강도수준에 따른 파괴특성의 차이를 나타내었다. 본 연구의 결과는 다음과 같다 유한요소해석과 실험결과를 비교해 볼 때, 최대 원주방향 인장응력 이론을 적용한 유한요소해석은 실험결과와 좋은 일치를 보였다. 그리고 콘크리트의 강도수준에 따른 파괴특성의 차이는 균열개시하중과 파괴인성 등에 영향을 끼치지만 최종 균열전파각의 변화에는 큰 영향이 없었다. 또한, 최대 원주방향 인장응력이론에 의한 파괴 포락선과 실험에 의한 포락선이 일치하지 않는 이유는 콘크리트에서 혼합모드와 면내전단모드(모드 II) 파괴를 유발하는 데 필요한 에너지량이 크기 때문이라고 판단된다