The microstructural and shear tests of STS304/, STS430/ and low-C steel/Cu joints brazed using Cu-P, Cu-P-Sn(four type) and Cu-P-Sn-Ag(three type) filler metals at 1003 and 1033K for 1.2ks in Ar atomsphere were performed. Interfacial microstructures were divided into three type ; first, reaction layer contained cracks second, dispersed layer without cracks third, dispersed layer and reaction layer contained cracks. The joints composed only of dispersed layer without cracks have the high shear strength of above 40-60 MPa and result in failure in copper base metal. Low shear strength and joint failure result from the formation of reaction layer which induced cracks. The reaction layer is a Fe-P compound. This tendency of microstructure and shear strength depends on the existence and/or nonexistence of Sn in filler metals as well as Ni (and Cr) in base metals.
This study has been performed to investigate the stress distribution around defects that behave as stress concentrators. Besides, the effect of stress interaction effects on the initiation of primary cracks were also investigated by rotary bending fatigue tests which were performed with specimens drilled micro surface defects and the stress distribution was analyzed using Finite Element Method. In addition, the stress interaction effects around defects and cracks were investigated by comparing the results of experiments and F.E.M. The results obtained are summarized as follows ; 1) Area which slip and micro cracks initiated at micro surface defects is between the maximum shear stress points and this area is over than ${\pm}30^{\circ}$ from the maximum stress point along the defect edge. 2) The stress interaction effect for the small size defect is larger than that of large size defect when the interval between them is near 3) Interval which there is no shear stress interaction effect analyzed by F.E.M. is larger than that of experimental results.
In this study, interaction of several interface cracks located between a functionally graded material (FGM) layer and an elastic layer under anti-plane deformation based on the distributed dislocation technique (DDT) is analyzed. The variation of the shear modulus of the functionally graded coating is modeled by an exponential and linear function along the thickness of the layer. The complex Fourier transform is applied to governing equation to derive a system of singular integral equations with Cauchy type kernel. These equations are solved by a numerical method to obtain the stress intensity factors (SIFs) at the crack tips. The effects of non-homogeneity parameters for exponentially and linearly form of shear modulus, the thickness of the layers and the length of crack on the SIFs for several interface cracks are investigated. The results reveal that the magnitude of SIFs decrease with increasing of FG parameter and thickness of FGM layer. The values of SIFs for FGM layer with exponential form is less than the linear form.
In this paper, the effect of matrix cracks on the buckling of a hybrid laminated plate is investigated. The plate is composed of carbon nanotube reinforced functionally graded (CNTR-FG) layers and conventional fiber reinforced composite (FRC) layers. Different distributions of single walled carbon nanotubes (SWCNTs) through the thickness of layers are considered. The cracks are modeled as aligned slit cracks across the ply thickness and transverse to the laminate plane, and the distribution of cracks is assumed statistically homogeneous corresponding to an average crack density. The first-order shear deformation theory (FSDT) is employed to incorporate the effects of rotary inertia and transverse shear deformation, and the meshless kp-Ritz method is used to obtain the buckling solutions. Detailed parametric studies are conducted to investigate the effects of matrix crack density, CNTs distributions, CNT volume fraction, plate aspect ratio and plate length-to-thickness ratio, boundary conditions and number of layers on buckling behaviors of hybrid laminated plates containing CNTR-FG layers.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2000.04a
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pp.527-532
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2000
Cracks in reinforced concrete members are important element in structural analysis and design. It is clear from the test results that shear strength of cracked member is remarkably degraded compared with uncracked one. However, considerable amount of shear resistance by such mechanisms as aggregate interlock and dowel action is still active. There are various approaches to shear transfer estimation including finite element analysis, fracture mechanics, upper bound theory of plasticity, etc., but working out comprehensive and consistent models and manageable equations is rather difficult and remains to be improved. Shear transfer problems under cyclic loading and effective compressive strength of cracked concrete have not been adequately investigated and need further systematic research.
Experimental and discrete element method were used to investigate the effects of joint number and its angularities on the shear behaviour of joint's bridge area. A new shear test condition was used to model the gypsum cracks under shear loading. Gypsum samples with dimension of 120 mm×100 mm×50 mm were prepared. the length of joints was 2cm. in experimental tests, the joint number is 1, 2 and 3 and its angularities change from 0° to 90° with increment of 45°. Assuming a plane strain condition, special rectangular models are prepared with dimension of 120 mm×100 mm. similar to joints configuration in experimental test, 9 models with different joint number and joint angularities were prepared. This testing show that the failure process is mostly governed by the joint number and joint angularities. The shear strengths of the specimens are related to the fracture pattern and failure mechanism of the discontinuities. The shear behaviour of discontinuities is related to the number of induced tensile cracks which are increased by increasing the rock bridge length. The strength of samples decreases by increasing the joint number and joint angularities. Failure pattern and failure strength are similar in both of the experimental test and numerical simulation.
Haeri, Hadi;Sarfarazi, Vahab;Zhu, Zheming;Marji, Mohammad Fatehi
Smart Structures and Systems
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v.22
no.5
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pp.611-620
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2018
In this research the effect of bedding layer angle and bedding layer thickness on the shear failure mechanism of concrete has been investigated using PFC3D. For this purpose, firstly calibration of PFC3d was performed using Brazilian tensile strength. Secondly shear test was performed on the bedding layer. Thickness of layers were 5 mm, 10 mm and 20 mm. in each thickness layer, layer angles changes from $0^{\circ}$ to $90^{\circ}$ with increment of $25^{\circ}$. Totally 15 model were simulated and tested by loading rate of 0.016 mm/s. The results shows that when layer angle is less than $50^{\circ}$, tensile cracks initiates between the layers and propagate till coalesce with model boundary. Its trace is too high. With increasing the layer angle, less layer mobilize in failure process. Also the failure trace is very short. It's to be note that number of cracks decrease with increasing the layer thickness. The minimum shear test strength was occurred when layer angle is more than $50^{\circ}$. The maximum value occurred in $0^{\circ}$. Also, the shear test tensile strength was increased by increasing the layer thickness.
In this research the effect of bedding layer angle and bedding layer thickness on the shear failure mechanism of concrete has been investigated using PFC3D. For this purpose, firstly calibration of PFC3d was performed using Brazilian tensile strength. Secondly punch shear test was performed on the bedding layer. Thickness of layers were 5 mm, 10 mm and 20 mm. in each thickness layer, layer angles changes from $0^{\circ}$ to $90^{\circ}$ with increment of $25^{\circ}$. Totally 15 model were simulated and tested by loading rate of 0.016 mm/s. The results show that when layer angle is less than $50^{\circ}$, tensile cracks initiates between the layers and propagate till coalesce with model boundary. Its trace is too high. With increasing the layer angle, less layer mobilizes in failure process. Also, the failure trace is very short. It's to be note that number of cracks decrease with increasing the layer thickness. The minimum shear punch test strength was occurred when layer angle is more than $50^{\circ}$. The maximum value occurred in $0^{\circ}$. Also, the shear punch test tensile strength was increased by increasing the layer thickness.
The use of fracture mechanics has traditionally concentrated on crack growth under an opening mechanism. However, many service failures occur from cracks subjected to mixed-mode loading. Hence, it is necessary to evaluate the fatigue behavior under mixed-mode loading. Under mixed-mode loading, not only the fatigue crack propagation rate is of importance, but also the crack propagation direction. In modified range 0.3$\leq$a/W$\leq$0.5, the stress intensity factors (SIFs) of mode I and mode II for the compact tension shear (CTS) specimen were calculated by using elastic finite element analysis. The propagation behavior of the fatigue cracks of cold rolled stainless steels (STS304) under mixed-mode conditions was evaluated by using K$\_$I/ and $_{4}$ (SIFs of mode I and mode II). The maximum tangential stress (MTS) criterion and stress intensity factor were applied to predict the crack propagation direction and the propagation behavior of fatigue cracks.
Rock contains discontinuities at all scales. These discontinuities make rock behave in a complex way. This paper discusses a new approach to underground design based on the theory of rock fracture mechanics. The mechanism of deformation and failure of coal was studied by observing the distributions of length, orientation and spacing of the pre-existing as well as stress-induced cracks. Different types of crack information. The crack information is dependent on the scale used. The cracks propagate along the intersections of the pre-existing cracks, and both extensile and shear crack growth occur depending on the direction of the load relative to the bedding planes. An analytical model that takes into account both shear and extensile crack growth was developed to predict the nonlinear stress-strain behavior of coal including strain-hardening and strain-softening.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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