• Title/Summary/Keyword: 평면응력

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Experimental Study on Plane Stress Fracture Toughness and Fatigue Crack Propagation of SS304 and SS316 (SS304와 SS316의 평면응력 파괴인성치 측정과 피로 균열 전파에 대한 실험적 연구)

  • Lee, O.S.;Han, Y.S.;Yoo, S.S.
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.34 no.3
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    • pp.61-69
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    • 1997
  • A simple and relatively new experimental method is proposed to estimate the plane stress fracture toughness by using compact tension (CT) specimen. The anti-buckling plates (fabricated to prevent the buckling caused by the 45 plastic yielding around crack tip under the plane stress condition) help to determine the relatively accurate plane stress fracture toughness of two stainless steels (SS304 and SS316). The fatigue crack propagation behavior of two stainless steels under two different loading conditions such as 10Hz and 5Hz frequency fatigue loadings was investigated by using image analysis technique (IAT) which renders several technical advantages over various conventional measuring methods. It was found that the IAT could be used to estimate fatigue crack lengths more effectively. Furthermore, it was suggested that we might control the measuring time interval for fatigue crack propagation by nearly automatically controlled technical process with the help of IAT.

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Nonlinear FE Analysis of RC Shear Walls (철근콘크리트 전단벽의 비선형 유한요소해석)

  • 곽효경;김도연
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.3
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    • pp.293-308
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    • 1999
  • 이 논문에서는 패널, 깊은 보 그리고 전단벽과 같이 평면응력상태하에 있는 철근콘크리트 구조물의 비선형 유한요소해석에 있어서의 직교이방성 콘크리트 구성 모델의 적용성을 보여준다. 등가의 일축 변형을 개념을 토대로 콘크리트의 구성 관계가 주변형률 축과 일치하고 하중이력에 따라 회전하는 직교하는 축에 대해 제시된다. 제안된 모델은 이축 압축응력상태와 인장-압축 응력상태에서 각각 압축강도의 증가와 인장 저항력의 감소효과를 보여주는 이축 파괴영역의 정의를 포함한다. 인장균열이 발생한 후, 콘크리트의 압축강도의 감소효과가 제시되고, 인장강화효과로 알려진 철근에 의해 지지되는 콘크리트의 인장응력이 고려된다. 평균응력과 평균변형률 개념을 사용하여 힘의 평형, 적합조건 그리고 철근과 철근을 둘러싼 콘크리트 사이의 부착응력-슬림 관계를 토대로 인장강화효과를 모사하기 위한 모델이 제안된다. 유한요소 모델에 의한 예측은 유용한 실험자료와의 비교에 의해 입증된다. 이 논문에서는 해석결과와 이상화한 전단 패널실험으로부터 얻어진 실험값의 비교연구가 수행되고, 제안된 모델의 타당성을 보여주기 위해 서로 다른 응력상태하의 전단 패널 보와 벽체의 힘-변위 관계를 평가하였다.

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Coupled Analysis of Injection Molding Filling and Fiber Orientation including In-Plane Velocity Gradient Effect (평면 속도구배 효과를 포함한 사출성형 충전유동과 섬유배향의 연계 해석)

  • 권태헌
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.6 no.2
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    • pp.104-118
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    • 1994
  • 단섬유 보강 플래스틱 재료의 사출성형 충전공정에서 금형재의 유동장이 섬유 배향 상태를 형성하는데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 섬유의 배향상태가 역으로 유동장에 영향 을 미친다. 충전유동과 섬유 배향의 연계해석을 위하여 단섬유에 의한 추가적인 응력을 포 함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동의 해석에 도입하였다. 평명방향 으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하여 새롭게 유도된 압력 지배방정식과 에너지방정식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차배향텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법을 이용하여 풀었다. 절점 게이트 주변의 확장유동영역과 라인게이트를 통한 수축유동영역에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력이 유동장에 미치는 영향을 고 찰하였다. 확장유동영역에서는 평면방향으로의 속도구배에 의한 영향이 추가적인 유량으로 나타나면서 주어진 유량조건하에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하지 않은 경우보다 작은 압력구배를 나타냈다. 수축유동영역에서는 위와 반대의 결과를 보였다. 이러 한 경향은 섬유의 부피분율이증가하거나 모양비가 커짐에 따라 증가한다.

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A Study on the Elastoplastic Behavior and Yield Surface of Polymer Nanocomposites by Molecular Dynamics Simulations (분자동역학 전산모사를 이용한 나노입자 복합재의 탄소성 거동과 항복 예측에 관한 연구)

  • Yang, Seung-Hwa;Yu, Su-Young;Cho, Maeng-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.558-561
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    • 2010
  • 본 연구에서는 나노복합재의 탄소성 거동과 항복응력을 예측하기 위해 분자동역학 전산모사를 수행하였다. 나일론 기지와 실리카 나노입자가 포함된 단위 셀 구조로부터 나노입자의 체적분율 변화에 따른 응력-변형률 선도를 등변형률을 적용한 등온등압 앙상블 전산모사로부터 도출하였다. 4%의 변형률 범위에서 나노복합재의 탄성계수를 도출하였고, 이를 이용하여 2% 오프셋 방법으로 항복응력을 예측하였다. 나노입자의 유무에 따른 항복평면의 변화와 고분자 재료에서 나타나는 정수압 효과가 항복평면에 미치는 영향을 확인하기 위해 일축 인장/압축 그리고 이축 인장/압축을 수행하였고, 각각의 경우에 나타나는 나노복합재 내부의 자유체적 변화에 대한 분석을 통해 나노입자의 강화효과를 고찰하였다. 또한 고분자 기지로 인해 발생하는 정수압 효과를 반영한 von-Miss 항복평면을 도출하고, 입자의 체적분율 변화에 따른 항복응력의 예측이 가능하도록 정수압효과에 대한 파라메터를 체적분율의 함수로 근사하였다.

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Analytical Study on Characteristics of von Mises Yield Criterion under Plane Strain Condition (평면변형률상태에서의 von Mises 항복기준의 특성에 관한 이론적 연구)

  • Lee, Seung-Hyun;Kim, Byoung-Il
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.16 no.9
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    • pp.6391-6396
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    • 2015
  • In order to investigate characteristics of the von Mises yield criterion under 2 dimensional stress condition, two cases of plane strain were studied. One of which was for zero elastic strain and the other was for zero plastic strain increment. Yield functions for the plane strain condition for zero elastic strain and for the plane stress condition were represented as ellipse and the two yield functions were compared by ratios of major axis, minor axis and eccentricity and it was seen that the ratio of minor axis was the same between the two cases and the ratios of major axis and eccentricity were functions of Poisson's ratio. Region of elastic behavior obtained from considering plane strain condition of zero elastic strain increases as the Poisson's ratio increases. Yield function for plane strain obtained from considering zero plastic increment and associate flow rule was displayed as straight line and the region of elastic behavior was greater than that for the case of plane stress.

Numerical Analysis Method of Overlay Model for Material Nonlinearity Considering Strain Hardening (변형률 경화를 고려한 오버레이 모델의 재료비선형 수치해석기법)

  • Baek, Ki Youl
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.19 no.3
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    • pp.291-301
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    • 2007
  • The overlay model is a certain kinds of numerical analysis method to present the material non-lineariy which is represented the baushinger effect and the strain hardening. This model simulates the complex behavior of material by controlling the properties of the layers which like the hardening ratio, the section area and the yield stress. In this paper, the constitutive equation and plastic flow rule of each layer which are laid in the plane stress field are obtained by using the thermodynamics. Two numerical examples were tested for the validity of proposed method in uniaxial stress and plane stress field with comparable experimental results. The only parameter for the test is the yield stress distribution of each layers.

Development of an Enhanced 8-node Hybrid/Mixed Plane Stress Element : HQ8-14βElement (8절점 Hybrid/Mixed 평면응력요소)

  • Chun, Kyoung Sik;Park, Won Tae;Yhim, Sung Soon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.26 no.2A
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    • pp.319-326
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    • 2006
  • A new enhanced 8-node hybrid/mixed plane stress elements based on assumed stress fields and modifed shape functions has been presented. The assumed stress fields are derived from the non-conforming displacement modes, which are less sensitive to geometric distortion. Explicit expression of shape functions is modifed so that it can represent any quadratic fields in Cartesian coordinates under the same condition as 9-node isoparametric element. The newly developed element has been designated as 'HQ8-$14{\beta}$'. The presented element is compared with existing elements to establish its accuracy and efficiency. Over a wide range of mesh distortions, the element presented here is found to be exceptionally accurate in predicting displacements.

P1ane Strain Strength of Fine Sands

  • Yoon, Yeo-Won;Van, Impe W.F
    • Geotechnical Engineering
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    • v.12 no.3
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    • pp.5-16
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    • 1996
  • Based on many experimental results on fine silica sands, the strength relation between triaxial and plane strain tests is expressed as a function of both density and mean effective principal stress at failure. Stress ratio of mean normal stress to deviatoric stress at failure is a well defined function of shear angle of friction, This ratio decreases with increasing shear angle of friction. Intermediate principal stress is also expressed in terms of major and minor principal stresses and a relatively good agreement between theoretical and observed angles of failure plane in plane strain test is confirmed.

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Investigation of Plane Strain Fatigue Crack Growth Behavior by Using Side-Grooved Specimens (측면홈 시험편을 이용한 평면 변형률 피로 균열 진전에 관한 연구)

  • 김종한;송지호
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.1
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    • pp.63-69
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    • 1992
  • Plane-strain fatigue crack growth behavior of 7075-76 aluminium alloy was investigated by using side-grooved through-thickness center cracked tension(CCT) specimens. The effect of side-groove on the stress intensity factor value was examined. The effective thickness expression of $B_{e}$= $B_{o}$-( $B_{o}$-( $B_{ o-B_{n}^{2}}$ $B_{o}$ is the most appropriate to evaluate the stress intensity factor of side-grooved CCT specimen for fatigue testing. Fatigue crack growth rates can be well described by the effective stress intensity factor range based on closure measurements, for both side-grooved and uniform thickness specimens. Provided that the thickness of specimen meets the requirements for valid plane-strain fracture toughness, uniform thickness specimen data may be assumed to approximately represent the plane strain through-thickness crack growth behavior.ehavior.r.