Based on the present FEM study for negative Poisson's-ratio UHMWPE, the following conclusions seem expected. 1) Negative Poisson's-ratio UHMWPE transfers less stresses to the subchondral or peripheral iliac bone, compared to the conventional UHMWPE with Poission's-ratio. 2) Negative Poisson's-ratio cup reduces stresses in UHMWPE cup itself as well as metal backing, and subchondral bone. 3) The reduction in periacetabular mechanical stresses would significantly reduce the rate of fatigue failure and consequently reduce the incidence of aseptic loosening of the cup due to wear or bone resorption.
This paper deals with a dynamic modeling of artillery system loaded by gun charge explosion during firing condition. Geometric and elastic gun data are used to modify a projectile interaction model. The maximum impact force on gun barrel was 15,000 N and the gun barrel moved about 1.3 m. A cannon bal] was presented to travel in the flexible gun, the traveling distance was about 23,000 m, and the angular velocity was about 10rad/sec. The artillery dynamic system using the multi-body dynamics enables us to obtain the data for the fatigue analysis.
An, Dawn;Choi, Joo-Ho;Kim, Nam H.;Pattabhiraman, Sriram
Structural Engineering and Mechanics
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제37권4호
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pp.427-442
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2011
In fatigue life design of mechanical components, uncertainties arising from materials and manufacturing processes should be taken into account for ensuring reliability. A common practice is to apply a safety factor in conjunction with a physics model for evaluating the lifecycle, which most likely relies on the designer's experience. Due to conservative design, predictions are often in disagreement with field observations, which makes it difficult to schedule maintenance. In this paper, the Bayesian technique, which incorporates the field failure data into prior knowledge, is used to obtain a more dependable prediction of fatigue life. The effects of prior knowledge, noise in data, and bias in measurements on the distribution of fatigue life are discussed in detail. By assuming a distribution type of fatigue life, its parameters are identified first, followed by estimating the distribution of fatigue life, which represents the degree of belief of the fatigue life conditional to the observed data. As more data are provided, the values will be updated to reduce the credible interval. The results can be used in various needs such as a risk analysis, reliability based design optimization, maintenance scheduling, or validation of reliability analysis codes. In order to obtain the posterior distribution, the Markov Chain Monte Carlo technique is employed, which is a modern statistical computational method which effectively draws the samples of the given distribution. Field data of turbine components are exploited to illustrate our approach, which counts as a regular inspection of the number of failed blades in a turbine disk.
대부분의 선체 및 해양구조물은 용접을 통해서 만들어지며 이러한 구조물들은 항상 변화되는 하중에 노출된다. 본 논문에서는 T형 용접이음부의 응력집중과 피로특성규명을 위하여 수치해석적 방법을 통한 연구결과를 실험결과와 비교 검토하였다. 특히 필렛용접, 완전 용입용접, 부분 용입용접부의 특성을 응력집중과 피로강도면에서 연구하여ㅛ으며 이를 위한 파라메터로는 불 용입부의 길이, 각장의 크기 및 형태, 삽입판의 각도등을 채택하였다. 최적의 용접을 위하여 각 파라메터의 선정을 효과적으로 할 수 있도록 응력 및 피로수명분표, S-N선도를 정리하엿으며 필렛용접이 용입용접을 대신하여 사용될 수 있는 근거를 제시하였다. 본 연구결과는 실제 현장에서 구조의 용접이음부 형태 선정에 지침이 될 수 있다.
Piping failures due to thermal fatigue have been widely reported in normally stagnant non-isolable reactor coolant branch lines. Since the thermal fatigue due to thermal stratification was not considered in the piping fatigue design in old NPPs, it is important to evaluate the effect of thermal stratification on the integrity of branch lines. In this study, geometrical screening criteria for Up-horizontal branch lines in MRP-132 were applied to SI(Safety Injection) lines of KSNP 2-loop and WH 3-loop. Some computational fluid dynamic(CFD) analyses on the Reactor Coolant System(RCS) branch lines were also performed to develop the regulatory guidelines for screening criteria. As a result of applying MRP-132 screening criteria, KSNP 2-loop and WH 3-loop SI lines are determined to need further detailed evaluation. Results of CFD analyses show that both valve isolation and amount of leakage through valve can be used as technical bases for the screening criteria on the thermal fatigue analysis.
최근 장대화 되어가는 강교량의 건설 기술발전에 따라, 자중이 가벼운 강바닥판 형식의 교량 사용이 증가되고 있다. 그러나 강바닥판 교량은 피로에 매우 취약한 구조형식이며, 특히 종리브와 횡리브가 교차되는 상세부에서의 피로균열은 강바닥판 교량이 가지고 있는 가장 큰 문제점 중 하나이다. 이러한 피로균열의 발생원인은 횡리브의 면외거동에 의한 2차 응력으로부터 유발된다. 본 연구에서는 강바닥판 교량의 피로균열을 억제하고, 종리브-횡리브 교차연결부의 상세개선을 위해 3차원 실물모형체의 피로실험과 범용구조해석 프로그램인 LUSAS를 이용한 세부변수 해석을 병행하여 최적의 상세를 제시하기 위한 연구를 수행하였다. 연구 결과, 국내 표준단면 형상에 곡선형 벌크헤드 플레이트를 부착한 상세가 가장 유리한 것으로 나타났으며, 세부 변수해석에 의한 개선 단면 적용시 발생되는 응력값이 최대의 경우 약 50%이상까지 감소하는 것으로 나타났다. 응력의 감소와 함께 횡리브의 간격 증대(G=400)에 따른 4%의 강재량과 34%의 용접길이 감소로 제작원가 절감 및 피로에 유리한 강바닥판교의 제작이 가능하게 되었다.
A material handling crane is composed of many complex structural components which require sufficient strength, stiffness and stability throughout its service life and need to be light in weight, and satisfy the required functions under the entire range of operating conditions. In this study, the analysis system for material handling cranes is presented. This program integrate various structural analyses modules with the GU(Graphic User Interface) concept. Utilizing basic variables as input data, the analysis system performs quasi-static, eigenvalue, buckling, fatigue and stability analysis. Using this program, the designer can generate optimal design data for the cranes without my actual measurements. This system will also be extended to other mechanical structures with kinematic motion like crane.
최근 콘크리트 균열선단에서 균열의 발생을 억제하거나 균열 발생시 균열폭을 제어하고 일정부분 하중저항 능력을 향상시킬 목적으로 다양한 형태의 강섬유(Steel Fiber)를 혼입하는 방법이 개발되어 사용되고 있다. 강섬유 보강 철근콘크리트보(SFRC; Steel Fiber Reinforced Concrete)의 복잡한 파괴역학적 성질에 의한 불확실성 통이 내재되어 있다. 본 연구에서는 SFRC보의 불확식성을 고려하는 신뢰성 해석을 수행하였다. 이를 위해 강도 한계상태모형을 제시하였고, 한계상태함수에 포함된 각종 확률변수들에 대한 통계적 특정값을 국내외 관련 문헌을 근거하여 수집, 제시하였다. 향후 추가적인 관련정보가 수집되면 보다 개선된 통계적 특성값을 제공 할 수 있도록 Blayseian Updating 기법을 사용하여 실험결과로부터 불확실성을 개선하는 과정을 제시하였다. 뿐만 아니라 피로신뢰성의 해석을 위해 피로파괴확률식을 제안하고 필요한 통계적 특성 값을 제시하였다.
The objective of this study was to evaluate the foundation structure of a 3.6-MW wind turbine generator (WTG) installed offshore in Western Korea. The ultimate limit state (ULS) and fatigue limit state (FLS) of the multi-pile steel foundation (MSF) installed at the Saemangeum offshore wind farm were structurally investigated using the finite element (FE) software, ANSYS Workbench 19.0. According to the ULS analysis, no plastic deformation was found in any of the components constituting the substructure. At the same time, the maximal stress value reached the calculation limit of 335 MPa. According to the FLS results, the stress concentration factor (SCF) ranged from 1.00 to 1.88 in all components. The results of this study can be applied to determine the optimal design for MSFs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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