• Title/Summary/Keyword: relaxation zone

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유한요소법을 이용한 지반 공동 및 이완영역 모사에 관한 연구 (A Study on Simulation of Cavity and Relaxation Zone Using Finite Element Method)

  • 유승경;김주봉;한중근;홍기권;윤중만;이강일
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제16권4호
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    • pp.67-74
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    • 2017
  • 지반 공동 발생으로 인한 지반함몰 사고를 미연에 방지하기 위해서는 발생된 공동 주변 지반의 이완영역에 대한 역학적 특성 평가와 더불어 이에 상응하는 적합한 보강 대책을 신속히 수립하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 지중 공동 주변의 이완영역 발생에 대한 메커니즘 분석을 위해 유한요소 수치해석을 실시하였다. 수치해석에서는 지중 공동과 이완영역을 모사하기 위해 강제변위법을 적용하였으며, 수치해석 결과는 실내모형실험을 수행한 기존 연구 결과를 이용하여 검증하였다. 유한요소 수치해석 결과로부터 토사 유실로 인한 공동 주변 지반의 간극비 분포 특성을 파악하였으며, 전단응력 감소 특성을 분석하여 이완영역의 범위를 정량적으로 제시하였다.

용접부 잔류응력의 이완에 관한 해석 (Numerical Analysis for Residual Stress Relaxation of Weld Zone)

  • 서정원;구병춘;이동형;정홍채
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.43-48
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    • 2003
  • The problem of welding stresses and fatigue behavior is the main concerns of welding research fields. The residual stresses and distortion of structures by welding is exert negative effect on the safety of mechanical structures. That is, expansion of material by high temperature and distortion by cooling during welding process is caused of tensile and compressive residual stresses on welding material, and this residual stresses reduce fracture and fatigue strength of welding structures. The accurate prediction of residual stress and relaxation due to loading and post weld heat treatment of weld zone is very important to improve the quality of weldment. In this study, a finite element modeling technique is developed to simulate the relaxation of residual stresses due to loading and post weld heat treatment of weld zone. The accuracy of finite element models is evaluated based on experimental results and the results of the analytical solution.

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하수관거 파손폭과 토피고를 고려한 지중 공동 및 이완영역 발생 규모에 관한 수치해석적 연구 (A Numerical Study on the Occurrence Scope of Underground Cavity and Relaxation Zone Considering Sewerage Damage Width and Soil Depth)

  • 유승경;안희철;김영호;한중근;홍기권;박정준
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.43-53
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    • 2019
  • 본 논문에서는 하수관거 파손에 따른 토사 유실로 인해 발생되는 지중 공동 및 이완영역의 규모를 정량적으로 분석하기 위해 하수관거 파손 폭과 하수관거 상부의 토피고 변화를 고려한 유한요소 수치해석을 실시하였다. 수치해석에서는 선행 연구에서 검증된 역학모델을 적용하였으며, 강제변위법을 이용하여 토사 유실에 따른 하수관거 파손부 주변지반의 역학적 거동을 모사하였다. 수치해석 결과로부터 파손 폭 및 토피고 변화에 따른 모형지반의 간극비 분포, 지표면 침하, 전단응력 분포 특성을 분석하였다. 또한, 지중의 전단응력 감소 특성을 분석하여 지중 공동 및 이완영역의 경계를 결정하였으며, 파손 폭과 토피고 변화에 따른 공동 및 이완영역의 발생 규모를 정량적으로 평가하였다.

실내모형실험과 개별요소법을 이용한 지반 공동 및 이완영역 모사에 관한 연구 (A Study on Simulation of Cavity and Relaxation Zone Using Laboratory Model Test and Discrete Element Method)

  • 김주봉;유승경;한중근;홍기권;박종범
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.11-21
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    • 2017
  • 지반함몰의 발생은 하수관 파손으로 인한 토사유실이 주원인으로써 그 대책을 수립하기 위해서는 공동과 이완영역의 발생, 주변 지반의 거동을 이해하여야 할 필요성이 있다. 본 논문에서는 지중 하수관의 파손으로 인한 지반함몰 메커니즘 분석을 위해 실내모형실험과 개별요소 수치해석을 실시하였다. 실내모형실험에서는 알루미늄 봉과 트랩도어를 이용하여 모형지반의 거동을 모사하였고, 개별요소 수치해석은 모형실험과 동일한 경계조건으로 수행하여 그 결과를 모형실험 결과와 비교분석하였다. 모형실험 및 개별요소 결과로부터 토사유실로 인한 공동과 이완영역의 형상 및 규모를 파악하였으며, 공동 주변 지반의 간극비 분포 특성 및 이완정도를 파악할 수 있었다.

선체 주위 파에 대한 고정도 모사가 선체 저항에 미치는 영향 (An Effect of Numerical Region with High Resolution for Kelvin Wave on Ship Resistance)

  • 강민재;오석환;김찬우;윤미진;이상봉
    • 대한조선학회논문집
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    • 제57권5호
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    • pp.278-286
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    • 2020
  • Reynolds-averaged Navier-Stokes simulations have been performed to investigate an effect of numerical region with high resolution for Kelvin wave around KRISO container ship on its resistance. In the present study, 13 millions cells were used to describe wave profile along the ship hull and Kelvin wave patterns. In order to control a size of numerical region with high resolution for waves around the hull, we employed relaxation zones from a side boundary of numerical domain in which Kelvin wave was suppressed. When the far-field Kelvin wave was not precisely resolved due to the relaxation zone, the instantaneous history of ship resistance was affected although the time average of ship resistance showed -1.15~2.1 % errors. Especially, the damping characteristics of ship resistance in time history was significant when using a large relaxation zone in the side boundary.

터널 굴진면 전방에 위치한 연약대 폭과 이격거리에 따른 이완영역에 대한 실험적 연구 (Experimental study on the relaxation zone depending on the width and distance of the weak zone existing ahead of tunnel face)

  • 함현수;이상덕
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.855-867
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    • 2018
  • 터널 굴진면 전방에 연약대가 존재할 때에는 종방향 아칭에 의해서 굴진면 직전영역에 응력이 증가되어 터널의 안정성이 영향을 받는다. 따라서 굴진면 전방에 연약대 존재 여부 및 연약대의 특성을 파악하여 이에 대한 대비책을 마련하는 것이 중요하다. 굴진면 전방 연약대의 예측 방법은 물리탐사 및 수치해석적 방법과 터널지보 및 보강방안에 대한 연구는 많이 이루어 졌으나 굴진면 전방 연약대의 폭과 이격거리에 따른 이완영역에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 굴진면 전방에 연약대 존재 시 연약대의 폭과 이격거리에 따른 이완영역에 대하여 실내모형실험을 통해 규명하였다. 모형시험기에 주문진 자연사를 이용하여 함수비 3.8%로 모형 원지반을 조성하였으며 모형 연약대는 모형 원지반과 같은 자연건조 상태의 주문진 자연사를 샌드커튼 방식으로 강사하여 조성하였다 연약대 폭과 굴진면과 연약대 간 이격거리를 변화시키며 실험을 수행하였다. 모형시험기는 상하반단면 굴착이 구현 가능하도록 제작하였으며, 토조 바닥에 로드셀을 설치하고 지표에 변위계를 설치하여 터널굴착에 따른 연직응력 및 지표변위를 측정하였다. 지표침하는 연약대의 폭에 상관없이 굴진면과의 이격거리가 0.25D 이내에서 급격히 증가하였고, 수직응력 및 수평응력 또한 이격거리가 0.5D 이내에서부터 증가하는 경향이 나타났다. 실험결과 종방향 아칭의 영향은 터널 전방 1.0D 영역 내부터 형성된다고 판단된다.

남해중부연안관리의 발전적 정책방향에 대한 고찰 (A Study on direction of developmental policy for coastal management in the central southern sea)

  • 윤성윤
    • 한국습지학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.11-17
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    • 2000
  • The natural ecology of our coastal zone has been well preserved because of the designation of Han-Ryea national sea park. However, recently, it is being threatened by the frequent request of district regulation of national park and relaxation of green belt, etc. And also, with the reclamation of the foreshore by the development of industrial complex and tourism resource cultivation on a large scale, development pressure for natural coast is increasing. For that reason, preservation of the ecology, organized management and investigation is needed for the islands which scenery is beautiful and rare animals and plants inhabit. And also, it is worried that major habitats of migrants are diminishing because of the district regulation of national park, relaxation of green belt zone and construction of coastal streets. Therefore. on the basis of the through environmental impact assessment, only the business which are aimed at the preservation and restoration of the natural coast should be admitted and the act of eroding must be restricted.

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초소성변형거동의 온도의존성에 대한 이론 및 실험적 고찰 (Theoretical and Microstructural Study on the Temperature Dependence of Superplastic Deformation Behavior)

  • 방원규;장영원
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1997년도 추계학술대회논문집
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    • pp.228-231
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    • 1997
  • A series of load relaxation tests was performed to determine stress-strain rate curves at high temperatures. Constitutive parameters of GBS and GMD were evaluated from the curves using the recently proposed inelastic deformation theory. Tensile tests and Microsturcture investigations showed deformation behavior as the relaxation test results predicted.

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A framework for modelling mechanical behavior of surrounding rocks of underground openings under seismic load

  • Zhang, Yuting;Ding, Xiuli;Huang, Shuling;Pei, Qitao;Wu, Yongjin
    • Earthquakes and Structures
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    • 제13권6호
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    • pp.519-529
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    • 2017
  • The surrounding rocks of underground openings are natural materials and their mechanical behavior under seismic load is different from traditional man-made materials. This paper proposes a framework to comprehensively model the mechanical behavior of surrounding rocks. Firstly, the effects of seismic load on the surrounding rocks are summarized. Three mechanical effects and the mechanism, including the strengthening effect, the degradation effect, and the relaxation effect, are detailed, respectively. Then, the framework for modelling the mechanical behavior of surrounding rocks are outlined. The strain-dependent characteristics of rocks under seismic load is considered to model the strengthening effect. The damage concept under cyclic load is introduced to model the degradation effect. The quantitative relationship between the damage coefficient and the relaxation zone is established to model the relaxation effect. The major effects caused by seismic load, in this way, are all considered in the proposed framework. Afterwards, an independently developed 3D dynamic FEM analysis code is adopted to include the algorithms and models of the framework. Finally, the proposed framework is illustrated with its application to an underground opening subjected to earthquake impact. The calculation results and post-earthquake survey conclusions are seen to agree well, indicating the effectiveness of the proposed framework. Based on the numerical calculation results, post-earthquake reinforcement measures are suggested.

기계적인 하중에 의한 용접부 잔류응력에 이완에 관한 해석 (Numerical Analysis on Residual Stress relaxation by mechanical loading)

  • 서정원;구병춘;이동형;정흥채
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.872-877
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    • 2004
  • Welding residual stresses are the main topics of welding research fields. The residual stresses and distortion of structures by welding exert negative effect on the safety of mechanical structures. That is, expansion of material by high temperature and distortion by cooling during welding process are caused by tensile and compressive residual stresses in welding material, and this residual stresses can induce fracture and fatigue problems of welding structures. The accurate prediction of residual stress and relaxation due to mechanical loading of weld zone is very important to improve the quality of weldment. In this study, a finite element modeling technique is developed to simulate the relaxation of residual stresses due to mechanical loading. The effects of load ratio for static and cyclic loading are evaluated based on analytical results.

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