• Title/Summary/Keyword: 비틀림응력

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Nonlinear Analysis of Reinforced Concrete Shear Wall Using Mander's Fiber Section Analysis Method (Mander의 층상화 단면 해석방법을 이용한 철근콘크리트 전단벽체의 비선형해석)

  • Kim, Ki-Wook;Park, Moon-Ho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.9 no.3
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    • pp.111-119
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    • 2005
  • The objective of this study is to predict fracture movements accurately and reliably by nonlinear analysis of the response of RC shear wall or RC flange sections. Hognestad's and Vallenas's theories are used for concrete model and Ramberg-Osgood's theory is used for steel model. Non-linear analysis considering confined concrete and unconfined concrete is performed. Mander's Fiber Approach Section analysis, new strain profile considering the Gamma factor are used to this section analysis. The section analysis considering cases of precracked, uncracked, boundary warping and shear warping is performed.

Analysis of Biomechanical Responses for the Anterior Cervical Plate Fixation in relation to Bone Mineral Density (골밀도에 따른 전방 내고정 장치 시술 후 경추부의 생체역학적 거동에 대한 분석)

  • Shin, T. J.;Lee, S. J.;Shin, J. W.;Chang, H.
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.22 no.1
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    • pp.69-80
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    • 2001
  • 본 연구에서는 환자의 골다공증 유무에 따른 내고정 장치 시술 직후 및 융합 후의 안정성을 평가하기 위해 다양한 하중 모드에서 C5-C6 운동분절의 생체역학적 거동을 분석하였다. 이러한 목적으로 먼저, C5-C6 경추부의 유한요소 모델을 구현하여 검증하였다. 모델의 결과는 기존 실험치와 유사하여 신뢰성이 부여되었다. 검증된 모델은 Smith-Robinson 방식으로 골이식물을 삽입한 후 전방 내고정 장치를 적용한 시술 상황을 재현하기 위해 수정되었다. 수정된 모델은 두 종류로 구현되었다. (1) 첫 번째 모델에서는, 시술 직후의 상황을 재현하기 위해 골이식물과 종판의 경계면에 접촉요소를 사용하였다. (2)두 번째 모델에서는 완전히 융합된 상황을 나타내기 위해 골이식물을 종판에 고정하였다. 골다공증의 효과를 예측하기 위하여 두 모델의 해면골에 대한 탄성계수를 변화시켰다(정상: 100MPa, 골다공증: 40MPa). 각 모델의 C5 주체의 상위면에 73.6N의 압축 하중을 가한 후에 108Nm의 굴곡/신전, 굽힘, 비틀림 하중을 가하였으며, C6 추체의 하단면은 모든 방향에 대하여 구속하였다. 전체적인 결과에 있어서 상대적 회전운동, 미끄럼운동, 골이식물 내에서의 von Mises 응력의 경우 정상 모델에 비해 골다공증 모델에서 증가함을 보였으며, 특히 시술 직후의 모델에서 비틀림 하중이 가해진 경우, 상대적 회전운동 및 미끄럼 운동이 가장 높게 예측되었다. 이는 골다공증환자에게 전방 내고정 장치를 시술한 경우 골이식물의 파단 및 유합의 실패가 비틀림 하중에서 발생할 수 있음을 나타낸다. 해면골의 von Mises 응력은 시술 직후에 골다공증 모델의 모든 하중 모드에서, 유합 후에는 굽힘 하중 외의 모든 하중에서 ultimate strength를 초과하는 것으로 나타나 골다공증 환자에게 screw의 해리가 발생할 가능성이 높은 것으로 예측되었다. 따라서 골다공증 환자에게 과도한 운동이 발생하지 않도록 하기 위해서 시술 후 세심한 주의와 halo 같은 견고한 정형술이 필요할 것으로 사료된다.

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두꺼운 복합적층판의 기계적 체결 거동에 대한 유한요소 해석

  • 김유준;김형근;황태경;도영대
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1997.11a
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    • pp.29-29
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    • 1997
  • 각광 받는 구조재료인 섬유강화 복합적층재에 대한 기계적 체결 거동은 본질적인 재료의 이방성에 의해서 파단강도가 파단 모우드와 매우 밀접한 관련을 갖는 것으로 알려져 있다. 따라서, 복합적층판 체결부의 정밀 구조 설계에서는 단순화에 따른 오차를 줄이고 정밀해에 의한 설계 및 해석이 요청된다. 특히, 층간응력 성분을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층 판의 기계적 체결부 해석이나 실제 구조물의 체결부에서 발생하는 굽힘이나 비틀림과 같은 하중 상태를 묘사하기 위해서도 정밀한 3차원 응력 해석은 필요하다. 하지만, 지금까지 기계적 체결부의 거동에 관한 연구는 층간응력 성분들을 어느정도 무시할 수 있는 얇은 평판에 대한 2차원 응력해석에 주로 국한되어 왔으며, 일부 수행된 체결부에 대한 3차원 응력 해석의 경우 여러 단점을 갖는 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 해석이 수행되었을 뿐이다.본 연구는 층간응력 성분들을 무시할 수 없는 두께를 갖는 복합적층판의 기계적 체결부 해석에 지금까지 사용되어온 3차원 연속체 요소에 의한 유한요소 방법이 갖는 단점들을 개선한 Layerwise 유한요소법을 이용하여 3차원 응력해석을 수행하였다. 특히, 선형상보성원리에 근거한 최적설계 기법을 응용하여, 기계적 체결시 핀과 적층판의 홀 사이에 발생하는 하중 전달 과정을 모사하고, 접촉력에 의한 홀 주위의 복잡하고 국부적인 응력 집중현상을 규명하여본다.

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A Study on Moment Gradient Factor for Inelastic Lateral-Torsional Buckling Strength of Stepped I-Beam Subjected to Linear Moment Gradient (선형 모멘트 하중을 받는 계단식 단면변화 I형보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도산정을 위한 모멘트 구배계수 연구)

  • Park, Jong-Sup;Son, Ji-Min
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.8 no.6
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    • pp.53-60
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    • 2008
  • The cross-sections of continuous multi-span beams sometimes suddenly increase, or become stepped, at the interior supports of continuous beams to resist high negative moments. The three-dimensional finite-element program ABAQUS (2007) was used to analytically investigate the inelastic lateral-torsional buckling behavior of stepped beams subjected to linear moment gradient and resulted in the development of design equations. The ratios of the flange thickness, flange width, and stepped length of beam are considered for the analytical parameters. Two groups of 27 cases and 36 cases, respectively, were analyzed for doubly and singly stepped beams in the inelastic buckling range. The combined effects of residual stresses and geometrical imperfection on inelastic lateral-torsional buckling of beams are considered. First, the distributions of residual stress of the cross-section is same as shown in Pi and Trahair (1995), and the initial geometric imperfection of the beam is set by central displacement equal to 0.1% of the unbraced length of beam. The new proposed equations definitely improve current design methods for the inelastic lateral-torsional buckling problem and increase efficiency in building and bridge design.

A New Model for Accurate Nonlinear Analysis of Prestressed Concrete Members under Torsion (비틀림을 받는 프리스트레스트 콘크리트 부재의 새로운 비선형 해석 모델)

  • 오병환;박창규
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.6 no.2
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    • pp.159-168
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    • 1994
  • The present study proposes a realistic method to analyze the prestressed concrete members subjected to torsion. For this end, this study devises a method to realistically take into account the tensile stiffness of concrete after cracking. The effects of biaxial compressive and tensile loadings on the compressive and tensile strengths of concrete are also taken into account in the present model. The comparison of the present theory with experimental data indicates that the proposed model dipicts reasonably well the actual behavior of prestressed concrete members subjected to torsion. The present model can predict not only the service load behavior, but also up to the behavior of ultimate load stages.

Dynamic Mode Analysis of Thin Walled Closed Section Beams under Warping Conditions (Warping 조건하에서 박판 폐단면 보의 동적 모드 해석)

  • Yu, Hwan-Shin;Chun, Dong-Joon
    • Journal of Advanced Navigation Technology
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    • v.16 no.2
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    • pp.367-374
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    • 2012
  • A dynamic simulation and test of frame with thin walled closed section beams considering warping conditions have been performed. When a beam is subjected under torsional moment, the cross section will deform an warping as well as twist. For some thin-walled sections warping will be large, and accompanying warping restraint will induce axial and shear stresses and reduce the twist of beam which stiffens the beam in torsion. This paper presents that an warping restraint factor in finite element model effects the behavior of beam deformation and dynamic mode shape. The computer modelling of frame is discussed in linear beam element model and linear thin shell element model, also presents a correlation between computer predicted and actual experimental results for static deflection, natural frequencies and mode shapes of frame.

Evaluation of Structural Safety about the Bending and Torsion of Superstructure of the Fish-bone Girder Pier (경골잔교 상부구조의 휨 및 비틀림에 대한 구조 안전성 검토)

  • Ham, Gyu-Sung;Lim, Nam-Hyoung;Park, Jong-Sup;Yoon, Ki-Yong
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.14 no.4
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    • pp.2000-2005
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    • 2013
  • In this paper, the design load acting on a main girder(spine girder) of fish-bone girder pier is proposed. In order to check the structural safety, numerical analyses using finite element program ABAQUS are performed. It is found that the main girder is affected by a torsional behavior as well as a bending behavior and the major influence loading is the torsional loading. Also, from the stress evaluation of the chosen cross section of the main girder, chosen fish-bone girder pier is structurally safe.

Analysis for Residual Twisting Moment in a Steel Cord during Twisting Wires (와이어의 연선공정시 스틸 코드에서의 잔류 비틀림 모멘트의 해석)

  • Lee, Gyu-Nam;Lee, Hyeong-Man;Kim, Gi-Tae
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.24 no.2 s.173
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    • pp.403-410
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    • 2000
  • The effects of various factors were studied on the process of a steel cord by twisting wires. To remove residual twisting moment after the steel cord process, the twisting angles of residual elasti c twisting and overtwisting were measured and compared with finite element results. The agreement between experimental data and finite element calculations was good for the angles of residual elastic twisting and over-twisting. The stress distributions in a steel cord under complex loading conditions were also obtained by using the finite element analysis.

Study of Two Stroke Low Speed Diesel Engine Crankshaft Crack Phenomenon by Torsional Vibration Calculation & Measurement (비틀림 진동 계산 및 측정을 통해 고찰한 선박용 2행정 저속엔진 크랭크축 파단 현상)

  • Moon, Joung-Ha;Kim, Jeong-Ryul
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.24 no.6
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    • pp.452-461
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    • 2014
  • Two stroke low speed diesel engines that have many advantages such as high thermal efficiency and durability have been widely used for marine engine. However, it is also true that many problems have occurred due to the high explosion pressure and severe operating environment. Especially problems of shaft damage etc. intensively occurred due to the phenomenon of crankshaft exceeding the allowable stress, including the shaft vibration of the engine model in the early stage. In this study, the crankshaft fracture phenomenon of early engine model was evaluated and analyzed by using up-to-date torsional vibration calculation program and measurement instrument. And this was numerically shown.

Two Stroke Low Speed Diesel Engine Crankshaft Crack Phenomenon Study by Torsional Vibration Calculation & Measurement (비틀림 진동 계산 및 측정을 통해 고찰한 선박용 2행정 저속엔진 Crankshaft 파단 현상)

  • Moon, Joung-Ha;Kim, Jeong-Ryul
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2014.04a
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    • pp.110-118
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    • 2014
  • In the past two stroke low speed diesel engine were widely used for marine propulsion. these engine have many merit for example, higher thermal efficiency and durability. however, shaft vibration problem was continuously rise up due to large power of two stroke low speed diesel engine. specially, the initial stage engine revolution counter & stress has acculated. For that reason, sometimes occurred crankshaft crack accident. In this study, regarding the initial stage engine, trying to analyze what is cause the crack phenomenon using by latest torsional vibration calculation program & measurement equipment.

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