• Title/Summary/Keyword: 탄성 변형

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Dynamic Deformation Properties of Coarse Granular Materials with Respect to Gradation Characteristics (조립재료의 입도특성에 따른 동적 변형특성 평가)

  • Ha, Ik-Soo;Kim, Nam-Ryong
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.29 no.8
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    • pp.5-14
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    • 2013
  • Coarse granular geomaterials containing large gravels are broadly used for construction of large geotechnical systems such as dams, levees, railways and backfills. It is necessary to evaluate deformation characteristics of these materials for dynamic analysis, e.g. seismic design. This study presents evaluation of dynamic deformation characteristics of coarse materials using large scale resonant column testing apparatus, which uses specimens with 200 mm in diameter and 400 mm in height, and the effects of gradation characteristics on maximum shear modulus, shear modulus reduction curve and damping characteristics were investigated. From experimental study using rock-fill materials for a dam, we could see that the largest or mean particle size affects the shape of shear modulus reduction curve. When the specimens are prepared under the same conditions for maximum particle size, the coefficient of uniformity affects the confining stress exponent of maximum shear modulus. It could be concluded that the maximum particle size is an factor which affects shear modulus reduction curve, and that the coefficient of uniformity is for small strain shear modulus, especially for the sensitivity to confining stress.

A Numerical Study on the Effect of Initial Shape on Inelastic Deformation of Solder Balls under Various Mechanical Loading Conditions (다양한 기계적 하중조건에서 초기 형상이 솔더볼의 비탄성 변형에 미치는 영향에 관한 수치적 연구)

  • Da-Hun Lee;Jae-Hyuk Lim;Eun-Ho Lee
    • Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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    • v.30 no.4
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    • pp.50-60
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    • 2023
  • Ball Grid Array (BGA) is a widely used package type due to its high pin density and good heat dissipation. In BGA, solder balls play an important role in electrically connecting the package to the PCB. Therefore, understanding the inelastic deformation of solder balls under various mechanical loads is essential for the robust design of semiconductor packages. In this study, the geometrical effect on the inelastic deformation and fracture of solder balls were analyzed by finite element analysis. The results showed that fracture occurred in both tilted and hourglass shapes under shear loading, and no fracture occurred in all cases under compressive loading. However, when bending was applied, only the tilted shape failed. When shear and bending loads were combined with compression, the stress triaxiality was maintained at a value less than zero and failure was suppressed. Furthermore, a comparison using the Lagrangian-Green strain tensor of the critical element showed that even under the same loading conditions, there was a significant difference in deformation depending on the shape of the solder ball.

Direct Inelastic Design of Reinforced Concrete Members Using Strut-and-Tie Model (스트럿-타이 모델을 이용한 철근콘크리트 부재의 직접 비탄성 설계)

  • Eom, Tae-Sung;Park, Hong-Gun
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.20 no.3
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    • pp.345-356
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    • 2008
  • In the previous study, direct inelastic strut-and-tie model (DISTM) was developed to perform inelastic design of reinforced concrete members by using linear analysis for their secant stiffness. In the present study, for convenience in design practice, the DISTM was further simplified so that inelastic design of reinforced concrete members can be performed by a run of linear analysis, without using iterative calculations. In the simplified direct inelastic strut-and-tie model (S-DISTM), a reinforced concrete member is idealized with compression strut of concrete and tension tie of reinforcing bars. For the strut and tie elements, elastic stiffness or secant stiffness is used according to the design strategy intended by engineer. To define the failure criteria of the strut and tie elements, concrete crushing and reinforcing bar fracture were considered. The proposed method was applied to inelastic design of various reinforced concrete members including deep beam, coupling beam, and shear wall. The design results were compared with the properties and the deformation capacities of the test specimens.

축대칭 PC탱크의 유한요소 해석

  • 이이환;김동언
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1995.05b
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    • pp.981-986
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    • 1995
  • 이 논문의 목적은 축대칭 프리스트레스트 콘크리트 탱크의 시간의존성 유한요소해석법을 제안하는 것이다. 오늘날 PC구조물은 교량, 포장판, 해상구조물, 원자로 격납구조물, 대규모 액체저장용 탱크 등 여러 형태의 구조물에서 그 사용 예를 쉽게 찾아볼 수 있다. 특히 본 논문에서 고려하고자 하는 압력창기나 액체 저장용 탱크의 경우 유체압력 등의 내부압력에 의해 발생하는 균열은 프리 스트레스를 도입함으로써 매우 효과적으로 제어할 수 있기 때문에 상당히 유리한 구조형식이 된다. 그러니 이러한 구조물의 해석과 설계에 있어서 균열의 예측과 더불어 콘크리트의 크리이프, 건조수축 및 PC강재의 리락세이션 등과 같은 시간 의존성 변형으로 인한 프리스트래스의 손실, 여러 단계의 긴장력을 도입함으로써 발생하는 순간변형인 탄성단축 및 이로 인한 긴장력 감소 등을 정확히 계산하는 일은 매우 복잡하고 어려운 일이다. 본 논문에서는 크리이프, 건조수축 및 리락세이션 등과 같은 시간의존성 변형과 순차적으로 다단계의 프리스트레스 도입으로 인한 순간변형 및 탄성단축의 영향을 고려한 축대칭 PC 탱크 구조물의 시간에 따른 거동 및 긴장력의 변화를 유한요소법을 적용하여 해석할 수 있는 해법체계를 정리하고 이를 전산 프로그램화하여, 축대칭 PC탱크 구조물의 시간 의존성 거동에 대한 보다 정밀한 해석을 수행하였다.

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A Study on Passive Force Control of a Flexible Manipulator (유연 매니퓨레이터의 피동적인 힘 제어에 관한 연구)

  • Kim, Jin-Soo
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.16 no.10
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    • pp.209-216
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    • 1999
  • 일반적으로 힘 제어는 힘 센서의 사용 여부에 따라 능동적 힘 제어와 피동적 힘 제어로 분류시킬 수 있다. 능동적 힘 제어는 힘 세서를 이용하여 구속력을 목표한 힘에 근접하도록 제어한다. 유연 매니퓨레이터의 함수(위치, 속도, 가속도)를 이용하여 일정한 힘에 근접하도록 제어한다. 유연 매티퓨레이터에 있어서 링크 선단의 강성 증대는 힘 제어뿐만이 아니라, 링크의 진동을 크게 유발함으로서 위치 제어에 불리하게 작용한다. 주로 사용되고 있는 힘 센서는 많은 변형 게이지(strain gauge)로 구성되어 있다. 유연 매니퓨레이터 또한 링크 선단의 변형을 측정하기 위해 변형 게이지를 사용하고 있다. 본 논문에서는 이점에 착안하여, 유연 매니퓨레이터의 선단의 탄성 변형을 측정하기 위해 장착한 변형 게이지를 이용한 위치/힘 제어를 제안한다. 먼저, 유연 매니퓨레이터의 집중 정수 모델로부터 링크의 탄성 변형과 구속력 관계를 도출한 후 이 관계를 이용하여 3차원 실험 유연 매니퓨레이터를 실시간 위치/힘 제어 실험을 수행하였다. 또한 범용 동력학 해석 소프트웨어인 ADAMS FEM 을 이용하여 해석하였다. 마지막으로, 실험 결과와 해석 결과를 비교 분석하여 본 논문에서 제안한 유연 매니퓨레이터의 위치/힘 제어의 타당성을 입증시켰다.

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Comparison Study of Elastic Catenary and Elastic Parabolic Cable Elements (탄성현수선 및 탄성 포물선 케이블 요소의 비교연구)

  • Kim, Dong-Yeong;Song, Yo-Han;Kim, Moon-Young
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.224-227
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    • 2011
  • 케이블구조의 기하학적 비선형해석을 위한 탄성포물선 케이블요소를 제시한다. 탄성현수선 케이블요소에 대한 적합조건과 접선강도행렬을 토대로 장력이 충분히 도입되어 자중에 의한 처짐 형상이 포물선에 가깝다는 가정 하에서 무응력길이를 포함하는 탄성포물선 케이블요소의 비선형 힘-변형관계식과 접선강도 행렬을 구한다. 또한 현(chord)방향으로 두 케이블요소의 등가 공칭장력식을 정의한다. 탄성포물선 케이블 요소의 수치적인 정확성을 확인하기 위하여, 경사진 케이블을 탄성현수선과 탄성포물선 케이블요소로 각각 모델링하여 매개변수 해석을 수행하고 비교, 분석한 결과를 제시한다.

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Directional Variation of Apparent Elastic Constants and Associated Constraints on Elastic Constants in Transversely Isotropic Rocks (횡등방성 암석에서 겉보기 탄성정수의 방향성 변화와 탄성정수 제약조건)

  • Youn-Kyou Lee
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.33 no.3
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    • pp.150-168
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    • 2023
  • The anisotropic behavior of rocks is primarily attributed to the directional arrangement of rock-forming minerals and the distribution characteristics of microcracks. Notably, sedimentary and metamorphic rocks often exhibit distinct transverse isotropy in terms of their strength and deformation characteristics. Consequently, it is crucial to gain accurate insights into the deformation and failure characteristics of transversely isotropic rocks during rock mechanics design processes. The deformation of such rocks is described by five independent elastic constants, which are determined through laboratory testing. In this study, the characteristics of the directional variation of apparent elastic constants in transversely isotropic rocks were investigated using experimental data reported in the literature. To achieve this, the constitutive equation proposed by Mehrabadi & Cowin was introduced to calculate the apparent elastic constants more efficiently and systematically in a rotated Cartesian coordinate system. Four transversely isotropic rock types from the literature were selected, and the influence of changes in the orientation of the weak plane on the variations of the apparent elastic modulus, apparent shear modulus, and apparent Poisson's ratio was analyzed. Based on the investigation, a new constraint on the elastic constants has been proposed. If the proposed constraint is satisfied, the directional variation of the apparent elastic constants in transversely isotropic rocks aligns with intuitive predictions of their tendencies.

너비감소 판형 홀다운스프링 집합체의 탄성강성도 특성해석 및 평가방법 보정

  • 송기남;강흥석;윤경호;서정민;이진석
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.169-174
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    • 1998
  • 두께는 일정하나 너비가 균일하게 변하는 판스프링들로 구성된 너비감소 판형 홀다운 스프링 집합체에 대한 탄성강성도 특성해석을 수행하였다. 국산 경수로 핵연료의 홀다운스프링 집합체와 동일한 설계공간내에 있도록 고안한 여러 종류의 너비감소 판형 홀다운 스프링 집합체 시편에 대한 탄성강성도를 해석적으로 평가하였고 특성시험을 수행하였다 또한 실제 시험 결과들을 잘 예측할 수 있도록 Euler 보 이론과 변형률 에너지법에 근거한 탄성강성도 평가방법을 보정하였다.

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Tensile Test and Creep Tests of ETFE Membrane (ETFE 막재에 대한 인장실험과 크리프 실험)

  • Kim, Jae-Yeol;Kang, Joo-Won
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.10 no.3
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    • pp.57-64
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    • 2010
  • Uniaxial tensile tests of ETFE membrane are performed in this paper. Three kinds ETFE membrane with different thickness are used in the tests. The tensile strength, the tensile strain at break and the stress-strain curve are obtained from the tests. Futhermore, The cycle loading test of ETFE membrane is carried out through using different values of cycle stress. The residual strain, the relaxation of stress and the change of the elastic modulus of foil are investigated. In the creep test, three kinds of temperature (25, 40 and 60 $^{\circ}C$)and three kinds of stress(3,6and9 MPa) are set respectively and the creep time lasts 24 hours.

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Material Model and Thermal Response Analysis of Concrete at Elevated Temperatures (고온에서의 콘크리트 재료모델과 열거동해석)

  • 강석원;홍성걸
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.13 no.3
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    • pp.268-276
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    • 2001
  • A numerical model for the thermal response analysis of concrete structures is suggested. The model includes the stress-strain relationship, constitutive relationship, and multiaxial failure criteria at elevated temperature conditions. Modified Saenz's model was used to describe the stress-strain relationship at high temperatures. Concrete subjected to elevated temperatures undergoes rapid strain increase and dimensional instability. In order to explain those changes in mechanical properties, a constitutive model of concrete subjected to elevated temperature is proposed. The model consists of four strain components; free thermal creep strain, stress-induced (mechanical) strain, thermal creep strain, and transient strain due to moisture effects. The failure model employs modified Drucker-Prager model in order to describe the temperature dependent multiaxial failure criteria. Some numerical analyses are performed and compared with the experimental results to verify the proposed model. According to the comparison, the suggested material model gives reliable analytical results.