• 제목/요약/키워드: 균일응력

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Finite Element Analysis of Thermoforming Process for Axisymmetric System (축대칭형계 열성형공정의 수치모사연구)

  • 이재욱
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.8 no.3_4
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    • pp.215-225
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    • 1996
  • 평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.

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Analysis of a Branched Crack in a Semi-Infinite Plate Under Tension and Bending Moment (인장과 굽힘을 받는 반무한 평판내의 분기균열 해석)

  • 김유환;범현규;박치용
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.3
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    • pp.433-440
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    • 2002
  • A branched crack in a semi-infinite plate under uniform tension and bending moment is considered in this study By using the superposition, the stress and moment intensity factors for the branched crack subjected to uniform tension and bending moment we evaluated. The stress intensity factors we obtained by using the finite element method and the J-based mutual integral. The moment intensity factors are calculated by extrapolating the values of the moment new the crack tip. Numerical results lot the normalized stress and moment Intensity factors we shown as functions of the ratio of branched crack length to main crack length and the branching angle.

Boundary Element Analysis of Stress Singularity at the Interface Corner of Viscoelastic Adhesive Layer Bonded Between Rigid Adherends (강체모재들을 결합하고 있는 점탄성 접착재층의 계면모서리에서 발생하는 응력특이성의 경제요소해석)

  • 이상순;박준수
    • Computational Structural Engineering
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    • v.10 no.2
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    • pp.131-138
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    • 1997
  • This paper concerns the stress singularity at the interface corner of the viscoelastic adhesive layer bonded between rigid adherends, subjected to a uniform transverse tensile strain. The characteristic equation is derived in the Laplace transformed space, following Williams, and the transformed characteristic equation is inverted analytically into real time space for the viscoelastic model considered here. The order of the singularity is obtained numerically. The time-domain boundary element method is employed to investigate the nature of stresses along the interface. Numerical results show that the order of the singularity increases with time while the free-edge stress intensity factors are relaxed with time.

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Analysis on Shapes of Shear Pocket for the Full-Depth Precast Slab (프리캐스트 바닥판의 전단포켓 형상에 관한 해석 연구)

  • Han, Sang Yun;Lee, Man Seop;Lee, Seung Rok;Kang, Young Jong
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.5A
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    • pp.817-822
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    • 2006
  • Post-tensioning the full-depth precast slab longitudinally is to eliminate the tensile stresses in the transverse joints and to prevent any leakage through the joints. When the prestressing is applied to full-depth precast slab which does not composite steel girder, stress concentration occurs at the corners of shear pocket, and compressive stress is not uniformly distributed in the section of precast slab. In this paper, full-depth precast slabs using four different shapes of shear pockets are analyzed by commercial finite element program. Round type of shear pockets is superior to reduction in stress concentration.

Rock Anchors Subjected to Static Uplift Loads ; Shear Stress Distribution of Tendon-Grout Interface (정적 인발하중을 받는 암반 앵커의 거동;텐던-그라우트 경계면의 전단응력 분포)

  • 임경필;조남준;황성일
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.15 no.6
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    • pp.143-154
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    • 1999
  • In this study, the load transfer mechanism of tendon-grout interface of rock anchors has been examined through a series of static pull-out tests conducted on the model rock anchors constructed in the natural and artificial rock masses of granite and concrete, respectively. Several rock masses with horizontal discontinuities have been prepared to study the effects of weak planes on the shear stress distribution in tendon-grout interface. As a result, for the rock anchors constructed in the rock mass without discontinuities, stress concentration occurs on the upper part of the tendon-grout interface. On the contrary, as the frequency or the number of discontinuities increases, the shear stress distribution along the depth tends to be uniform. Also, an experimental equation about shear stress distribution between tendon-grout interface can be made by the regression of test results. The shear stresses computed from the experimental results between the rock surface and the depth of 2~3 times the tendon diameter are smaller than those from theory. Below the depth, the reverse can be observed.

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A Study on the estimation of the flow characteristics and the bottom shear stress in an annular flume (환형수조의 내부 흐름특성 및 바닥전단응력 산정에 대한 연구)

  • Yang, Su-Hyun;Im, Ik-Tae;Hwang, Kyu-Nam
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.176-176
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    • 2011
  • 환형수조는 점착성 퇴적물의 이송특성 연구를 위해 가장 선호되는 실험 장치로 알려져 있다. 과거 많은 연구자들은 퇴적물의 이송특성, 특히 침식/퇴적 특성 조사를 위해 주로 수로를 이용한 실험적 연구를 수행하였는데, 최초의 실험적 연구들은 주로 직선수조에서 수행되었다. 그러나 입자간의 응집이 중요한 역할을 하는 점착성 퇴적물의 경우에, 직선수조 끝단에서의 자유낙하 및 재순환 펌프의 날개에 의해 응집된 토사가 쉽게 분리될 수 있어 그 타당성이 의문시 되어 왔으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 환형수조가 고안되었다. 환형수조는 수면과 접하여 회전하는 상부링의 마찰력에 의해 흐름이 생성되기 때문에 시간의 제약 없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류를 형성시켜 반경 방향(radial direction)에서의 바닥전단응력을 불균일하게 하는 단점을 갖는다. 이러한 2차 순환류와 바닥전단응력의 불균일을 저감시키기 위하여 환형수조의 몸체를 상부링의 회전 방향과 역방향으로 직접 회전시키는 방법이 채택되어져 왔다. 한편, 환형수조의 상부링과 몸체를 서로 역방향으로 동시에 회전시키는 양방향 회전(counter-rotation)의 적용을 위해서는 2차 순환류가 최소가 되며 바닥전단응력이 균일해지는 최적 회전속도비에 대한 분석은 필수적 사항이다. 이를 위하여, 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부의 흐름특성 및 평균바닥전단응력에 대한 연구가 선행되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 전북대에 설치된 환형수조의 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부에서의 흐름특성 및 바닥전단응력에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 이를 기초로, 환형수조의 최적 회전속도비 산출을 위한 연구가 수행 중에 있다. 이러한 결과들은 추후 환형수조를 이용한 점착성 퇴적물의 침식/퇴적 등과 같은 이송특성 연구시, 퇴적물에 작용하는 흐름조건의 정밀산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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Density Variation within Specimen as Affected by Vibration (진동으로 인한 모래 공시체내의 밀도변화에 관한 연구)

  • 장병욱
    • Geotechnical Engineering
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    • v.3 no.3
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    • pp.7-20
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    • 1987
  • To obtain meaningful data of the tests for cyclic loading triaxial test, cyclic loading simple shear test ; and Shake table studies, it is necessary to test uniformly densified specimens. However, there is still some question about the assumed uniform density within a specimen when subjected to the process of densification. A study is conducted to investigate the density variation It within the specimen and analyze the effect of various parameters during the process of vibratory densification. It is found that variation of the ideally graded sand having a homogeneous initial density results in large inhomogeneities within the specimen after vibration. The degree of density variation within the speimen becomes more pronounced by the gradation of sand, surcharge and the intensity of acceleration.

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An analysis of erosional properties in Shihwa Lake : Local and spatial variation (시화호 점착성 퇴적물의 침식특성 해석 : 지엽적.공간적 변화)

  • Ryu, Hong-Ryul;Hwang, Kyu-Nam
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.581-585
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    • 2007
  • 본 연구는 시화호 표층에 분포하는 점착성 퇴적물의 침식특성을 정량적으로 산정하고 산정된 침식특성의 지엽적 변화 및 타 지역 침식특성 결과와의 비교/분석을 통한 공간적 변화 해석을 목적으로 환형수조를 이용한 침식 실험을 수행하였다. 또한 퇴적물 자체의 물리 화학적 특성 및 해수 특성이 침식특성에 미치는 영향을 파악하기 위하여 시화호 점착성 퇴적물에 대한 물리 화학적 특성 및 해수 특성에 대한 분석이 수행되었다. 침식실험은 균일저면 조건에서 3개 지점에 대해 지점별로 $5{\sim}7$회씩 총 17회의 실험이 수행되었으며, 본 연구를 통하여 도출되어지는 시화호 점착성 퇴적물의 침식특성 매개변수들은 시화호 해역에서의 수층 탁도 분포 및 세굴/퇴적량 산정 등을 위한 수치모형실험 시에 기초 입력 자료로 크게 활용될 수 있을 것이다.

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An Analytical Study of Flange Local Buckling of Horizontally Curved I-Girders for Estimate Resonable Stress Gradient (합리적 응력경도 산정을 위한 수평 곡선 I-형 거더의 플랜지 국부좌굴의 해석적 연구)

  • Kim, Hee-Soo;Lee, Kee-Sei;Lee, Jeong-Hwa;Choi, Jun-Ho;Kang, Young-Jong
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.10
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    • pp.6504-6510
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    • 2015
  • Horizontally curved I-girders are subjected to not only bending moments but also torsional moments. The torsional moment of the plate girder is addition of St. Venant torsion and non-uniform torsion. In the flange of I-shaped plate girder, a kind of open-section, the normal stresses is not distributed uniformly due to the non-uniform torsion. Because of that, one of compression flange tip can be yielded faster than the flange of general straight girder. In other words, the flange local buckling strength is decreased when the girder has initial curvature. In this paper, the numerical analysis is conducted to investigate the average stresses in flange for curved girders. The subtended angle and slenderness ratio are taken as parameters.

Finite Element Analysis of Residual Stress after Quenching and Element Removal of A1 Ring Rolls (알루미늄 링롤재의 급냉 및 요소제거 후 잔류응력의 유한요소해석)

  • 박성한;구송회;이방업;조원만;은일상
    • Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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    • v.2 no.1
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    • pp.31-40
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    • 1998
  • To predict residual stresses of aluminum ring rolls after quenching and element removal, 2-D and 3-D thermal elasto-plastic analyses were performed. Strains measured by three step sectioning method were directly compared to those analysed using ABAQUS's element removal. Numerical residual stresses after quenching had similar tendency to measured ones after 2 step aging, but the difference between numerical and measured ones was large. The difference is the reason why there are nonuniform residual stress distributions to ring height direction due to small height of ring, It is judged that the increase of ring height will improve the accuracy of measured ones and decrease the difference. By direct comparison between 3-D numerical strains to simulate three step sectioning method and measured ones, the accuracy of measurement and analysis can be improved. It is concluded that there can be predicted the deformation behavior on machining complex shaped large structures with residual stresses.

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