• Composites Research
• /
• 제34권2호
• /
• pp.101-107
• /
• 2021

복합재료를 활용하여 설계되는 구조물은 각 부품들의 조립, 체결부를 갖게 된다. 이러한 연결 또는 조인트는 구조에서 잠재적으로 취약 부분이 될 수 있다. 복합재료 볼트 조인트의 파손모드는 구조 안전성을 위해 베어링 파손모드로 설계된다. 베어링 파손모드로 파괴되는 복합재료 볼트 조인트의 하중-변위 관계는 초기 파손 발생 후 비선형 거동을 보이며, 점진적인 파손을 보인다. 이러한 비선형적이고 점진적인 복합재료 볼트 조인트의 파손거동을 정확히 예측하기 위해 본 연구에서는 기존의 파손해석 모델에서 전단 손상변수 계산 과정에 수정을 수행하였다. 수정된 파손해석 모델을 이용하여 복합재료 볼트 조인트의 베어링 응력-베어링 변형률 결과를 예측하였으며, 기존 수정되지 않은 해석모델과 비교를 통해 수정된 모델의 유효성을 입증하였다.

• 한국농공학회지
• /
• 제36권3호
• /
• pp.74-83
• /
• 1994

A series of isotropic consolidation tests, undrained and drained triaxial compression tests was carried out to investigate the physical characteristics and behaviours of marine silty sands collected from the western coast of Korea. This study also included a theoretical development of the constitutive equation to evaluate stress-strain relationship and volume change of silty sands. The results and main conclusions of the study are summarized as follows; 1. Isotropic compression and swelling index are linearly decreased with an increase in relative density. 2. Both undrained shear strengh and elastic modulus are increased with an increase in relative density and confining pressure. 3. Internal friction angles obtained from drained and undrained compression tests of the soils are proportional to relative density. 4. The phenomenon of dilatancy of each sample is less profound when confining stress is increased but more profound when relative density is increased. 5. The slope of critical state lines is 1.78 for Saemangum, 1.70 for Siewha and 1.26 for Sukmoon sands. 6. In this study, Drucker-Praper type criterion is used and hardening function of Cap model is modified by hyperbolic fuction. This will improve a lack of physical meaning of hardening parameters in conventional Cap model. 7. A newly developed constitutive equation to the forementioned silty sands and checked its applicability. This is in good agreement with the measured data.

• 소성∙가공
• /
• 제26권5호
• /
• pp.286-292
• /
• 2017

Magnesium alloy shows strong anisotropy and asymmetric behavior in tension and compression curve, especially at room temperature. These characteristics limit the application of finite element method (FEM) which is based on conventional continuum mechanics. To accurately predict the material behavior of magnesium alloy at microstructural level, a methodology of fully coupled multiscale simulation is presented and a crystal plasticity model as a constitutive equation in the simulation of metal forming process is introduced in this study. The existing constitutive equation for rigid plastic FEM is modified to accommodate deviatoric stress component and its derivatives with respect to strain rate components. Viscoplastic self-consistent (VPSC) polycrystal model was selected as a constitutive model because it was regarded as the most robust model compared to Taylor model or Sachs model. Stiffness matrix and load vector were derived based on the new approach and implemented into $DEFORM^{TM}-3D$ via a user subroutine handling stiffness matrix at an elemental level. The application to extrusion and rolling process of pure magnesium is presented in this study to assess the validity of the proposed multiscale process.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제12권5호
• /
• pp.17-26
• /
• 1996

본 연구에서는 아산만 지역의 해안 연약층에서 채취한 해성토의 거동을 자동화된 삼축실험기를 사용하여 비배수 상태하에서 실내실험과 모델예측을 수행하여 파괴전과 파괴상태시 응력-변형률 상태를 점토질 및 실트질 흙과 비교분석하였다. 채취한 해성토는 실트질 70%와 점토질 30%가 섞인 혼합토로 현장의 비교란 시료와 이를 재 성형한 시료의 2종류로 만들어 400kpa인 유효구속압력까지 등방압밀 시킨 후 압밀하중을 감소시키며 구속압이 각각 400, 200, 100, 67kpa인 경우에 비배수 상태로 삼축압축 및 인장실험을 하였다. 본 연구결과 모든 시료의 극한상태를 연결하면 일정한 파괴선에 도달하였으며 이때 파괴선은 순수점토나 실트에 비해서는 그 기울기에 차이가 있었다. 또한 정규압밀된 아산만 해성토에서는 전단초기에는 순수점토와 유사하게 전단하에서는 양의 간극수압이 발생하여 P'이 계속 감소하나 실트질에서 나타나는 상태변형선을 지나서는 체적팽창경향이 나타나며 전단강도가 증가하고 있다. 과압밀 시료는 체적변형 경향으로 순수실트와는 상당히 다른 거동을 보임을 알 수 있었다. 수정 Camflay모델 및 항복경계면 모델을 사용하여 예측한 결과 정규압밀된 경우에는 최대강도 이전까지는 실제거동을 적절히 예측할 수 있었으나 과압밀비$(2\leqOCR\leq6)$가 커질수록 그 거동에는 정량적인 차이를 보임을 알 수 있었다.

• Advances in nano research
• /
• 제14권3호
• /
• pp.211-224
• /
• 2023

This work presents a modified analytical model for the bending behavior of axially functionally graded (AFG) carbon nanotubes reinforced composite (CNTRC) nanobeams. New higher order shear deformation beam theory is exploited to satisfy parabolic variation of shear through thickness direction and zero shears at the bottom and top surfaces.A Modified continuum nonlocal strain gradient theoryis employed to include the microstructure and the geometrical nano-size length scales. The extended rule of the mixture and the molecular dynamics simulations are exploited to evaluate the equivalent mechanical properties of FG-CNTRC beams. Carbon nanotubes reinforcements are distributed axially through the beam length direction with a new power graded function with two parameters. The equilibrium equations are derived with associated nonclassical boundary conditions, and Navier's procedure are used to solve the obtained differential equation and get the response of nanobeam under uniform, linear, or sinusoidal mechanical loadings. Numerical results are carried out to investigate the impact of inhomogeneity parameters, geometrical parameters, loadings type, nonlocal and length scale parameters on deflections and stresses of the AFG CNTRC nanobeams. The proposed model can be used in the design and analysis of MEMS and NEMS systems fabricated from carbon nanotubes reinforced composite nanobeam.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.223-232
• /
• 2003

본 연구에서는 DSC를 이용한 구성방정식을 이용하여 토목섬유 사이의 접촉전단 응력과 변위와의 관계를 모델링하였다. DSC 모델은 두 개의 기준 상태, 즉 상대적으로 손상되지 않은 RI 상태와 완전히 파괴된 FA 상태와 한가지의 교란 함수로 구성된다. 본 모델은 통합된 모델로서, RI 상태를 탄성-완전 소성 모델, 계층적 단일 항복곡면 (HiSS) 모델 등 다양한 모델을 이용하여 모사할 수 있다. 한편 본 모델은 탄성과 소성 변위를 동시에 고려할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 4가지의 대형 직접전단 시험으로부터 측정된 자료와 측정자료로부터 도출된 모델 변수를 이용하여 재해석한 결과를 서로 비교하여, 둘 사이의 비교 결과가 상당히 일치함을 발견하였으며, 특히 표면이 매끄러운 지오멤브레인의 접촉면에서는 매우 상관관계를 보였다. 비록 표면이 거친 지오멤브레인이 포함된 접촉면에서는 예측 최대 전단강도가 실험결과와 약간의 차이를 보이기는 하였지만, 전체적으로 본 모델이 최대 전단응력이 나타나는 변위점과 대변형에서의 전단강도를 상당히 정확히 예측하였으며, 이를 통해 본 모델이 변형율 연화 현상을 보이는 접촉면 전단거동의 모델링에 유용함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권2C호
• /
• pp.71-79
• /
• 2009

본 연구에서는 국내 철도 토공노반 재료로 가장 흔히 사용되는 입도조정쇄석, 화강풍화토, 암버럭-토사 혼합 재료에 대해 평균유효주응력과 축변형률의 함수로 표현되는 회복탄성계수 예측모델을 결정하였다. 회복탄성계수 예측모델은 대표적인 동적물성치인 변형률에 따른 전단탄성계수 감소곡선의 표현과 같이 최대영탄성계수와 정규화 영탄성계수 감소곡선으로 구성된다. 평균유효주응력의 함수로 표현되는 최대영탄성계수의 모델인자는 $A_E$와 $n_E$이고, 비선형 영역의 정규화 영탄성계수 감소곡선은 기준변형률(${\varepsilon}_r$)과 곡률계수(a)를 모델인자로 하는 수정 쌍곡선 모델로 표현된다. 제안된 회복탄성계수 예측모델을 검증하기 위해 3차원 다층탄성해석 프로그램(GEOTRACK)을 이용하여 평택 시험 철도노반의 탄성거동을 평가하였고, 화물열차 및 여객열차가 시험구간을 통과할 때 계측한 노반의 수직 탄성변위와 비교하였다. 현장계측은 자갈도상 아래의 재료가 각각 입도조정쇄석과 양질의 화강풍화토인 두 개소에서 수행되었다. 자갈도상 아래에서 계산된 수직 탄성변위는 대략 0.6mm 이내였고 계측 결과와 잘 일치하였다. 본 연구를 통해 제안된 회복탄성계수 예측모델이 열차하중에 의한 노반의 탄성거동을 적절히 표현하고 있음을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제36권6호
• /
• pp.512-527
• /
• 2004

This paper describes the finite element (FE) analysis results of a 1/4 scale model of a prestressed concrete containment vessel (PCCV) by considering the tension stiffening effect, which is a result of the bond effect between the concrete and the steel. The tension stiffening model is assumed to be an exponential form based on the relationship between the average stress and the average strain of the concrete. The objective of the present FE analysis is to evaluate the ultimate internal pressure capacity of the PCCV, as well as its failure mechanism, when the PCCV model is subjected to a monotonous internal pressure beyond is design pressure capacity. With the commercial code ABAQUS, the FE analysis used two concrete failure criteria: a 2-dimensional axi-symmetric model with modified Drucker-Prager failure criteria and a 3-dimensional model with a damaged plasticity mod디. The results of our FE analysis on the ultimate pressure capacity and failure modes of PCCV have a good agreement with the experimental data.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
• /
• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
• /
• pp.1115-1123
• /
• 2008

When constructing projects such as road embankments, bridge approaches, dikes or buildings on soft, compressible soils, significant settlements may occur due to the consolidation of these soils under the superimposed loads. The compressibility of the soil skeleton of a soft clay is influenced by such factors as structure and fabric, stress path, temperature and loading rate. Although it is possible to determine appropriate relations and the corresponding material parameters in the laboratory, it is well known that sample disturbance due to stress release, temperature change and moisture content change can have a profound effect on the compressibility of a clay. The early research of Tezaghi and Casagrande has had a lasting influence on our interpretation of consolidation data. The 24 hour, incremental load, oedometer test has become, more or less, the standard procedure for determining the one-dimensional, stress-strain behavior of clays. An important notion relates to the interpretation of the data is the ore-consolidation pressure ${\sigma}_p$, which is located approximately at the break in the slope on the curve. From a practical point of view, this pressure is usually viewed as corresponding to the maximum past effective stress supported by the soil. Researchers have shown, however, that the value of ${\sigma}_p$ depends on the test procedure. furthermore, owing to sampling disturbance, the results of the laboratory consolidation test must be corrected to better capture the in-situ compressibility characteristics. The corrections apply, strictly speaking, to soils where the relation between strain and effective stress is time independent. An important assumption in Terzaghi's one-dimensional theory of consolidation is that the soil skeleton behaves elastically. On the other hand, Buisman recognized that creep deformations in settlement analysis can be important. this has led to extensions to Terzaghi's theory by various investigators, including the applicant and coworkers. The main object of this study is to suggestion the modified compression index value to predict settlements by back calculating the $C_c$ from different numerical models, which are giving best prediction settlements for multi layers including very thick soft clay.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제33권2호
• /
• pp.121-128
• /
• 2020

본 논문에서는 고속열차-차륜-레일-지반부의 상호작용에 따른 지반부의 변위장과 가속도장의 분포양상을 연구하고자 하였다. 이를 위해 고속열차 주행을 실제 차륜으로 모형하여 차륜-레일간의 연직접촉과 사행동에 의한 횡접촉을 모사하고, 이동질량해석을 근간으로 하였다. 이 때 지반부는 Modified Drucker-Prager 모델을 이용하여 상면 지반부의 비선형 거동을 부여하고 이에 따른 변위, 가속도의 변화를 탄성지반의 거동과 비탄성지반의 거동을 상호 비교하였다. 이를 통해, 실제 지반거동과 가까운 변위와 가속도 범위를 예측하고자 하였다. 이 때 지반부의 von-Mises응력과 등가소성변형도를 검토하고, 각 파괴면에서의 등가소성변형도, 전체 체적변형도 등을 검토하였다. 이동질량을 이용한 차륜-레일 접촉부의 수직응력, 횡압, 종방향 구속압 등의 시간이력에 따른 응력변화도 검토하였다. 비선형 지반모델의 경우 탄성 지반모델에 비해 열차 주행에 따른 변위 차이는 크지 않는 반면에 가속도의 경우는 큰 감소를 발생시키는 것으로 나타났다.