• Title/Summary/Keyword: 응력 함수

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Analysis of Consolidation and Shear Characteristics for the Kwangyang Bay Clay (실내시험을 통한 광양만 점토의 압밀 및 전단특성분석)

  • 이영휘;김용준;김대길
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.15 no.1
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    • pp.151-160
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    • 1999
  • A series of laboratory tests for the marine clay sampled under the sea of Kwangyang bay have been conducted. The main types of tests are the general index property tests, the oedometer tests and the triaxial compression tests in both undrained(CIU) and drained(CID) conditions. The clayey samples, classified as CL, CH with natural water content of 38.3~84.6% and liquidity index of 0.71~0.98, are in the normally consolidated state with O.C.R. of 1.0l~l.60. The undrained stress path from CIU tests can be normalized with isotropic consolidation pressure$(p_0)$ and equal shear strain contour is linear passing through the origin in the (q, p) plot. The undrained shear strain is found to be the only function of the stress ratio($\eta$) and linear with intercept in the ($\varepsilon/\eta,\eta$) plot. The built-up pore pressure normalized with pc is also linear with respect to $\eta$. and its slope is defined by ´C´ as a pore pressure parameter. Equations to predict the undrained stress path and the shear strain are proposed. It is proved that the proposed equations give better agreements to the measured values than the Cam-clay theories. The failure points of the stress path are located on the same C.S.L. in (q, p) plot during both CIU and CID tests, which justifies the concept of critical state theory.

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A Study on Effect of Residual Stress on Stress Distribution of Arterial Walls Under High Blood Pressure (잔류응력 효과를 고려한 고혈압 상태에 있는 혈관벽 내의 응력분포에 대한 연구)

  • Choi, Jae-Woo;Choi, Deok-Kee
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.35 no.11
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    • pp.1219-1227
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    • 2011
  • Due to recent changes in living conditions, people who suffer from vascular disease have been increasing. As a result, several kinds of procedures to treat diseases of the blood vessels are being carried out and the epidemiological analysis and interpretation is needed. In this paper, the mechanical behavior of blood vessels based on hyperelastic model were evaluated. The stress distributions in the arterial walls subjected to both normal blood pressure and high blood pressure are studied along with different opening angles representing as the effect of the residual stress. As a result, when applied to residual stress effects in blood vessels to act maximum stress compared to as the absence of residual stress effect about 50% stresses can be reduced. When high blood pressure was the normal blood pressure acting on the blood vessel wall that twice stress can be confirmed.

GaAs로 덮인 InAs/InGaAs 양자고리의 비정상 응력 분포 및 이방 응력에 의한 light-hole 분율 증가

  • Mun, Pil-Gyeong;Park, Gwang-Min;Yun, Ui-Jun;Choe, Won-Jun;Leburton, Jean-Pierre
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.02a
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    • pp.89-90
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    • 2010
  • 최근 우리는 InGaAs 위에 성장한 InAs 양자점에 GaAs를 얇게 덮음으로써 양자고리를 성장하고, 그 광학적 특성을 분석하였다. [1] 이번 연구에서는 이 양자고리 구조의 전자 구조 및 광학적 특성을 전산모사를 통해 계산하였고, GaAs가 구조의 응력, 압전 포텐셜 및 light-hole 분율에 미치는 영향을 분석하였다. 이론적인 분석을 위해, valence force field 방법을 이용하여 이종 물질간의 격자상수 차이에 의한 격자 변형 및 압전 포텐셜의 변화를 계산하였고, 양자고리 내 전자의 양자화 에너지 및 파동함수를 k p 방법을 통해 얻을 수 있었다. 또한 광학적인 특성 등의 다체 효과를 예측하기 위해 configuration interaction 방법을 사용하였다. 이 연구에서 우리는, GaAs가 InAs에 강한 압축 응력을 가할 것이라는 일반적인 예측과 달리, InGaAs 매트릭스 안에서는 격자상수가 작은 GaAs가 InAs 양자고리에 효과적인 압축 응력을 가할 수 없음을 보였다. 특히 GaAs 층의 두께가 얇을 경우, InGaAs 매트릭스에 의해 인장 응력을 받는 GaAs가 InAs의 응력을 해소하기 충분한 공간을 제공하여, 오히려 InAs의 압축 응력을 약화시키는 것을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 응력 분포가 단순한 양자우물 등의 2차원 구조와 달리, 응력 분포가 복잡한 3차원 나노 구조에서는 단순히 격자상수만으로 파장 변화 경향을 예측할 수 없음을 나타낸다. 또한 우리는, GaAs의 큰 negative 이방 응력과 InAs의 작은 positive 이방 응력에 의해 전자와 heavy-hole은 InAs에, light-hole은 GaAs에 구속됨을 보였다. 즉, InAs보다 밴드갭이 큰 GaAs가 전자와 heavy-hole에 대해서는 강한 포텐셜 배리어로 작용하지만 light-hole에 대해서는 포텐셜 우물로 작용하는, 반 우물-반 배리어 특성을 가짐을 알 수 있었다. 이로 인해 GaAs가 있는 양자고리의 light-hole 분율이 GaAs가 없을 경우에 비해 2배에서 8배가량 증가함을 보일 수 있었다. 비슷한 특성이 hole에 대해서는 InP나 InGaAsP 위에 성장한 GaAs 층에서 보고된 바가 있으나, 전자는 InAs로, hole은 GaAs로 분리할 수 있는 3차원 나노 구조에 대한 연구는 이 연구가 처음이다. [2]

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Anisotropic Shear Strength of Artificially Fractured Rock Joints Under Low Normal Stress (낮은 수직응력 하에서 인공 절리면의 전단 이방성에 관한 연구)

  • 곽정열;이상은;임한욱
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.13 no.3
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    • pp.169-179
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    • 2003
  • Anisotropic shear strength of rock joints is studied based on the artificially fractured specimens using experimental and analytical methods. Series of direct shear tests are performed to obtain the strength, stiffness and friction angle of joints under various low normal stresses and shearing directions. The results of shear strength and stiffness show anisotropic value according to shearing direction under low normal stress specially less than 2.45 MPa. But, the effect of joint roughness on strength decreases with increasing normal stress. To estimate more effectively the peak shear strength under low normal stress, the modified Barton's equation is suggested.

Adaptive Analysis and Error Estimation in Meshless Method (무요소 방법에서의 적응적 해석을 위한 오차의 평가)

  • 정흥진
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.1
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    • pp.261-274
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    • 1998
  • In this paper, local and global error estimates for the element-free Galerkin (EFG) method are proposed. The essence of proposed error estimates is to use the difference between the values of the projected stress and these given directly by the EFG solution. The stress projection can be obtained simply by taking product of shape function based on a different domain of influence with the stresses at nodes. In this study, it was found that the effectivity index is optimized if the domain of influence in stress projection procedure is the smallest that retains regularity of the matrices in EFG. Numerical tests are shown for various 1D and 2D examples illustrating the good effectiveness of the proposed error estimator in the global energy norm and in the local error estimates.

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Shear Strength Characteristics of Weathered Granite Soil below the Freezing Point (동결온도 조건에서의 화강풍화토 전단강도 특성에 관한 연구)

  • Lee, Joonyong;Choi, Changho
    • Journal of the Korean GEO-environmental Society
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    • v.14 no.7
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    • pp.19-29
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    • 2013
  • Analysis via classical soil mechanics theory is either ineffective or inappropriate for fully describing stress distribution or failure conditions in cold regions, since mechanical properties of soils in cold regions are different from those reported in the classical soil mechanics theory. Therefore, collecting and analyzing technical data, and systematic and specialized research for cold regions are required for design and construction of the structure in cold regions. Freezing and thawing repeat in active layer of permafrost region, and a loading condition affecting the structure changes. Therefore, the reliable analysis of mechanical properties of frozen soils according to various conditions is prerequisite for design and construction of the structure in cold regions, since mechanical properties of frozen soils are sensitive to temperature condition, water content, grain size, relative density, and loading rate. In this research, the direct shear apparatus which operates at 30 degrees below zero and large-scaled low temperature chamber are used for evaluating shear strength characteristics of frozen soils. Weathered granite soil is used to analyzed the shear strength characteristics with varying freezing temperature condition, vertical confining pressure, relative density, and water content. This research shows that the shear strength of weathered granite soil is sensitively affected by various conditions such as freezing temperature conditions, normal stresses, relative densities, and water contents.

Characteristics of River Sand Soil Parameter for Single Work-Hardening Constitutive Model to Stress Path (강모래의 응력경로에 따른 단일항복면 구성모델의 토질매개변수 특성)

  • Lee, Jong-Cheon;Cho, Won-Beom
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.36 no.5
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    • pp.395-400
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    • 2012
  • The stress-strain relationship of soil is dependent on a number of factors such as soil type, density, stress level and stress path. Th accurate stress-stain relationship can be predict using a constitutive model incorporated all influencing factors. In this study, an isotropic compression-expansion test and a series of drained conventional triaxial tests with several stress paths were performed on Baekma river sand to investigate parameters characteristics of Lade's single work hardening model depending on the stress path.. Based on test results, the parameters of yield function (h, ${\alpha}$) are not much influenced by stress level and stress path, the these parameters do affect a little bit of stress-strain behavior. The parameters h and ${\alpha}$ are closely related to failure criterion ${\eta}_1$, they can be replaced by failure criterion parament. We also observed that predicted values from the Lade's single hardening constitutive model are well matched with the observed data.

Finite Element Analysis of Flow by Adaptive Meshing Technique (적응적 요소망을 이용한 흐름의 유한요소 해석)

  • Jang, Hyung-Sang;Kim, Eu-Gene;Goh, Tae-Jin;Kim, Do-Hun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1721-1725
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    • 2006
  • 유한요소법으로 공학적 문제를 해결할 때에는 적절한 모델링을 통하여 가장 빠르고 정확한 해를 얻도록 해야 한다. 유체 흐름의 기본 변수인 속도는 그 공간 도함수가 요소간에 불연속을 이루게 된다. 속도의 공간 도함수는 기본적으로 유체에서의 응력, 압력, 및 와도 등과 밀접한 관련이 있다. 또한 이러한 요소간의 속도의 공간 도함수에서 발생하는 불연속의 크기는 요소망이 세분화되어 감에 따라 감소하면서 정확한 해에 수렴하게 된다. 즉 속도의 공간 도함수를 대상으로 오차에 정도를 판단하는 것이 기존의 유한요소 모델의 타당성을 판단하는 기준으로 적합함을 알 수 있다.

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형상최적설계의 기초

  • 이희각
    • Computational Structural Engineering
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    • v.7 no.3
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    • pp.16-23
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    • 1994
  • 본 고에서는 형상최적설계에 대한 기초이론이 소개되었다. 재료도함수와 변분법 및 보조변수법에 기초한 형상설계민감도해석 절차는 까다로우며 함수론 등 많은 수학적인 배경을 필요로 한다. 설계민감도가 구해지면 이 정보를 필요로 하는 최적화 알고리즘을 사용하여 형상에 대한 최적해를 구할 수 있으며 그 과정은 재래식 최적설계시와 같다. 구조물 형상최적설게에 있어 형상(영역)변화의 효과는 대부분 경계에서 수직이동의 형태로 나타난다. 따라서 경계면에서 변위나 응력값 등에 대한 정확한 수치해는 성공적인 형상최적화의 중요한 관건이 된다. 따라서 구조해석을 위한 정확한 유한요소해석방법과 형상함수 그리고 경계를 나타내는 적절한 함수들을 지속적으로 개선할 필요가 있다. 반복설계과정 중에서 영역과 경계가 계속 바뀌므로 설계민감도 수치해의 정확도를 높이기 위해 경계요소법과 유한요소법에 기초를 둔 영역법 등을 사용하기도 한다.

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A Study on the Mathematical Modeling of Human Pharyngeal Tissue Viscoelasticity (인두조직의 점 탄성특성의 수학적모델링에 관한 연구)

  • 김성민;김남현
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.19 no.5
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    • pp.495-502
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    • 1998
  • A mathematical model of viscoelasticity on the material property of human pharyngeal tissue utilizing Y.C. Fung's Quasi-linear viscoelastic theory is proposed based on cyclic load, stress relaxation, incremental load, and uniaxial tensile load tests. The material properties are characterized and compared with other biological materials' results. The mathematical model is proposed by combining two characteristic functions determined from the stress relaxation and uniaxial tensile load tests. The reduced stress relaxation function G(t) and elastic response function S(t) are obtained from stress relaxation test and uniaxial tensile load test results respectively. Then the model describing stress-time history of the tissue is implemented utilizing two functions. The proposed model is evaluated and validated by comparing the model's cyclic behaviour with experimental results. The model data could be utilized as an important information for constructing 3-dimensional biomechanical model of human pharynx using FEM(Finite Element Method).

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