• Title/Summary/Keyword: 하한계 응력

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A Study on the Direct Measurement of the Shear Stress of Levee Materials through Large-scale Experiments. (실규모 실험을 통한 제방재료의 한계소류력 실측에 관한 연구)

  • Jung, Dong Gyu;Kim, Young Do;Park, Yong Sung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.21-21
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    • 2022
  • 충적하천의 하상과 제방은 흐름에 의해 쉽게 침식되는 사립자들로 구성되어 있다. 흐름이 더욱 강해지면 커다란 입자들도 움직이게 되고 더욱 커지면 결국 모든 입자들이 움직인다. 이렇게 흐름에 의해 하상과 제방을 구성하는 사립자들이 움직이기 시작하는 상태를 한계운동이라 하며, 이때의 흐름조건을 한계조건이라 한다. 한계조건은 이동상 수리학의 시작으로, 이때부터 흐름은 물과 유사의 혼합이라는 이상류가 되어 순수한 물의 흐름보다 더 복잡하게 된다. 개수로는 관수로와 달리 반드시 자유수면이 있으며, 따라서 물과 공기와의 마찰은 상대적으로 매우 작으므로 개수로의 전단응력 분포는 관수로와 달리 근본적으로 비대칭이다. 따라서 전단응력은 수로 바닥이나 측벽에서만 작용하게 된다. 한계조건은 이러한 추상적인 의미에 앞서 바닥이 침식되지 않는 하도나 수로의 설계 등에 기본적인 자료가 된다. 개수로에서 경계면의 전단응력을 힘으로 표시하는 것을 통상 소류력이라 하며, 개수로 경계면에서 전단응력의 분포도; 이른바 단면의 평균 전단응력의 개념을 도입하여 해석하고 설계기준으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 자연하천과 유사한 조건의 건설기술연구원 하천실험센터의 급경사수로에서 연구를 진행하였으며, 기존 연구를 바탕으로 제작된 소류력 측정장치를 이용하였다. 하천의 설계나 평가에 적용되는 평균 소류력 개념은 복잡한 난류흐름에서 평가지표로써 대표하기 힘들기 때문에 유사 하천환경의 바닥에서 발생하는 소류력을 직접 측정하고자 연구를 진행하였고, 연구결과를 기존의 소류력 산정방법과 비교하였다. 본 연구에 사용된 장치는 실규모 실험을 위해 제작되었으며, 실규모 적용성 검토를 위해 실험실에서 충분한 검증실험을 거친 후 실규모 실험에 적용하였다.

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The electrical and rheological properties of zeolite based electrorheological (ER) Fluids (제올라이트 분말을 기본 재료로한 전기유변유체의 전기 및 유변학적 특성)

  • Jeong, Dong-Un;Choe, Yun-Dae;Kim, Sang-Guk
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.4 no.2
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    • pp.213-218
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    • 1994
  • 제올라이트 분말을 기본재료로 하는 전기유변유체의 전기 및 유변학적 특성이 연구되었다. 전기장 인가시 높은 한계응력을 얻기 위하여 비교적 유전상슈가 큰 5종류의 유전유체를 선택하여 제올라이트 분말과 혼합하여 전기유변유체를 준비하였다. Couette형 rheometer를 이용하여 유변유체의 한계응력을 인가된 전기장 및 온도의 함수로서 측정하였다. 이중 chlorinate hydrocabon oil과 제올라이트 분말을 혼합한 전기유변유체의 한계응력은 6KPa(E=4KV/mm, T=$25^{\circ}C$)로서 최대치를 기록하였다. 측정된 한계응력은 온도가 상승하면 점차 감소하는 반면 전류밀도는 온도에 따라 증가하였다. 전류밀도에 대한 Arrhenius 그라프에서 전기전도에 대한 활성화 에너지는 약 0.7eV였으며 이는 제올라이트 분말에 포함된 $Na^{+}$ 이온의 확산에 기인하는 것으로 분석되었다.

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Fatigue Crack Propagation Characteristics of Duplex-Stainless Steel Weldments (II) -Crack Propagation on Near-Threshold Region- (2상계 스테인리스강 용접부의 피로크랙 전파특성 (II) -하한계치 근접에서의 전파특성-)

  • 권종완;김상대;이택순
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.13 no.1
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    • pp.115-124
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    • 1989
  • Near-threshold fatigue crack-growth behavior at room temperature for a duplex stainless steel weldments was investigated to evaluate the effect of load ratio, microstructural change, and residual stresses. Near-threshold fatigue crack propagation behavior is found to show a marked sensitivity to .alpha./.gamma. phase ratio, and little residual stress effects. Threshold values in the heat affected zones are higher than those of base metals and threshold values for crack growth decrease with increasing the load ratio in the base metals and weldments. The fractrographic features in base metals, weldments and heat affectred zones were discussed in terms mechanism of crack growth.

Analysis of Nonlinear Behavior and Reliability of PSSC Composite Girder Bridge (PSSC 합성거더 교량의 비선형 거동 분석 및 신뢰도 해석)

  • Hwang, Chul-Sung;Paik, In-Yeol
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.12 no.1
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    • pp.158-166
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    • 2008
  • Member force, strain and stress distribution of a section are obtained for prestressed steel and concrete(PSSC) composite bridge subjected to dead and live load in order to interpret the effect of prestressing and deformation of tendon. The stress and strain distribution and moment capacity are obtained for both noncomposite and composite section and for allowable stress limit state, yield limit state and strength limit state. Reliability analysis is conducted after assuming limit states for deflection, stress and flexural strength. Comparing that the reliability index for stress is near 0 for example section which is designed to satisfy the allowable stress exactly, the reliability indexes for deflection and flexural strength are high. Reliability of PSSC girder which is designed based on allowable stress of bridge design code is high for deflection and flexural strength.

Analysis of Prestress Effect and Reliability of PSSC Composite Girder Bridge (PSSC 합성거더 교량의 프리스트레스 효과 및 신뢰도 해석)

  • Hwang, Chul-Sung;Paik, In-Yeol
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.12 no.6
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    • pp.214-224
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    • 2008
  • Member force, strain and stress distribution of a section are obtained for optimized standard 25m~45m PSSC composite bridge subjected to dead and live load in order to interpret the effect of prestressing and deformation of tendon. The stress and strain distribution and moment capacity are obtained for both noncomposite and composite section and for allowable stress limit state, yield limit state and strength limit state. Reliability analysis is conducted after assuming limit states for stress and flexural strength. The reliability index for standard PSSC composite bridge which is designed to satisfy the allowable stress for flexural strength are higher than 3.5 which is required reliability indexes on American code for LRFD. Reliability of PSSC girder which is designed based on allowable stress of bridge design code is high for flexural strength.

An experimental study on the measurement of real-scale tractive force using advanced shear plate (고성능 전단평판을 이용한 실규모 소류력 측정에 관한 연구)

  • Jung, Dong Gyu;Kim, Kwang Soo;Kim, Young Do;Park, Yong Sung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.14-14
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    • 2021
  • 개수로에서는 반드시 자유수면이 있으며, 따라서 물과 공기와의 마찰은 관수로에 비해 상대적으로 매우 작고, 개수로의 전단응력 분포는 관수로와 달리 근본적으로 비대칭이다. 따라서 전단응력은 수로 바닥이나 측면에서만 작용하게 된다. 이러한 평균 전단응력 개념은 흐름에 의해 경계면 구성재료가 이동하는 이동상 수리학에서 유사이송 능력을 해석하는 기준이 되며, 경계면의 전단응력은 힘으로 표시하여 통상 소류력이라 한다. 이러한 복잡한 유체거동은 하천시설물 설계, 시공 및 관리에 있어서 구성재료의 보호능력에 따라 예상하지 못한 조건에서 쉽게 파손될 수 있다. 국내 하천의 경우 한계유속과 한계소류력에 의해 하천설계에 적용되고 있다. 한계 유속의 경우 간단한 수식에 의해 산정될 수 있지만 실제 하천의 보호능력을 대표하기는 힘들기 때문에 한계소류력이 동시에 고려되어야 한다. 한계소류력은 개수로 흐름에서 복잡하게 발생하는 이차류나, 난류 특성에 의해 산정하거나 예측하기는 매우 어렵다. 한계 소류력 뿐만 아니라 하천을 구성하는 재질의 조도계수 역시 균일하지 못하고 매우 예측하기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 이러한 복잡한 양상을 나타내는 수리학적 요소에 대해 표준화된 실험수로에서 실험을 통해 평가하고, 체계화된 설계 지침이 되고자 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 자연하천과 유사한 조건의 경사를 가지는 경사수로와 경사의 영향에서 자유롭게 평가를 진행하고자 기존 연구를 바탕으로 제작된 소류력 측정장치를 이용하였다. 하천의 설계나 평가에 적용되는 평균 소류력 개념은 복잡한 난류흐름에서 평가지표로써 대표하기 힘들기 때문에 유사 하천환경의 바닥에서 발생하는 소류력을 직접 측정하였다. 본 연구에 사용된 장치는 난류유속 u', v'을 이용하여 Reynolds stress산정하여 Total shear stress를 추정하는 기법을 사용하여 검증하였다.

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Revision of Modified Cam Clay Failure Surface Based on the Critical State Theory (한계 상태 기반 수정 Modified Cam Clay 파괴면)

  • Woo, Sang Inn
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.36 no.4
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    • pp.5-15
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    • 2020
  • This paper proposes a revised Modified Cam Clay type failure surface based on the critical state theory. In the plane of the mean effective and von Mises stresses, the original Modified Cam Clay model has an elliptic failure surface which leads the critical-state mean effective stress to be always half of the pre-consolidation mean effective stress without hardening and evolution rules. This feature does not agree with the real mechanical response of clay. In this study, the preconsolidation mean effective stress only reflects the consolidation history of the clay whereas the critical state mean effective stress only relies on the currenct void ratio of clay. Therefore, the proposed failure surface has a distorted elliptic shape without any fixed ratio between the preconsolidation and critical state mean effective stresses. Numerical simulations for various clays using failure surfaces as yield surface provide mechanical responses similar to the experimental data.

The characteristics of Near-thrshold fatigue crack propagation for welding zone in TMCP high strength steels (TMCP 고장력강 용접부의 하한계 피로균열진전 특성평가)

  • 이택순;오대석;이휘원
    • Journal of Ocean Engineering and Technology
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    • v.11 no.3
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    • pp.39-47
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    • 1997
  • Recently developed TMCP steels, which were manufactured by controlled rolling followed by accelerated cooling process, were examined to study their characteristics and weldability. Accelerated cooling type TMCP steel's hardness test result exhibited high value on weld zone. On the contrary, base metal and HAZ exhibited comparatively the similar value. On this experiment result Softening of HAZ is not occurred. in the-heat affected zone, grain size repression be caused by chemical composition properties which a small quantity Al-Ti-B-N. Changing stress ratio near-threshold fatigue crack propagation experiments were carried out. According to this result, crack propagation velocity of the HAZ exhibited slower than the base metal and near-threshold value had increased at the HAZ. Finally accelerated cooling type TMCP steels were exhibited excellent mechanical properties in both strength and toughness.

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The Critical Repeated Stress and Behavior of the Isotropic Normally Consolidated Clays Subjected to Repeated Loads. (반복하중을 받는 등방정친압밀점토의 거동 및 한계반복응력)

  • 김팔규;송전섭
    • Geotechnical Engineering
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    • v.4 no.3
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    • pp.43-52
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    • 1988
  • The behavior of clays subjected to Repeated loading has been shown to be very different from the behavior under a single load application. Especially the behavior of pore water pressure is Qf considerable importance. The objective of this work is to experimentally study the stress-strain characteristics of clays, and this study includes the pore water pressure which is built up during the load repetition. For this study, the samples were consolidated isotropically in the triaxial cell during 24 hours, .and monotonic strain controlled triaxial test is carried out by uslng the tests of Compression failure, Cycled at failure, and Nonfailure equilibrium on remoulded samples under undrained .condition . Consequently there exists a critical level of repeated loading which seperates the behavior of a particular sample into two distinctly different patterns.

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A Modification in the Analysis of the Growth Rate of Short Fatigue Cracks in S45C Carbon Steel under Reversed Loading (반복하중조건 하에서의 S45C 탄소강에 대한 미소피로균열 성장속도 해석의 수정)

  • McEvily,A.J.
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.13 no.2
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    • pp.96-105
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    • 1995
  • A modified method for the analysis of short fatigue crack growth has been presented, and calculations based upon the modified method are compared with experimental results for S45C carbon steel. It is also shown that the modified method is in good agreement with experimental data. The proposed equation for the fatigue crack growth rates includes a material constant which relates the threshold level to the endurance limit, a correction for elastic-plastic behaviour and a means for dealing with the effects of crack closure. In this study one of the modifications is to substitute the Forman' s elastic expression of the stress intensity factor range into the geometrical factor The other is a consideration of the bending effect which is developed from the moment caused by the eccentric cross sectional geometry as the crack grows. Thus, this method is useful for residual life prediction of the mechanical structures as well as the welding structures.

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