In this paper, cyclic plasticity model of SM490 TMC was formulated by basing on monotonic loading test and cyclic loading test. For exact description of cyclic performance and plastic deformation capacity of steel member using SM490 TMC, formulated cyclic plasticity model and finite deformation theory were applied to 3-dimensional elastic-plastic FE analysis. Cyclic plastic behavior of pipe-section steel column using SM490 TMC was clarified by carrying out numerical analysis. Also, in order to clarifying seismic performance of pipe-section steel column using SM490 TMC, analysis results were compared with analysis results of pipe-section steel column using SM490. A comparison of analysis results shows that SM490 TMC pipe-section steel column has a better cyclic performance for strength and energy dissipation than SM490 pipe-section steel column under cyclic loading
The structure of railroad or subway is that low fare transportation system of the large traffic volume. Like this structure is subjected to the cyclic load of moving vehicle. Consequently the result of the settlement analysis or plastic deformation prediction of railroad bed could be used as an important factor in safety of the railroad. The results of cyclic triaxial test were used in the numerical analysis of power model which Li and Selig(1994) developed. The soil samples were obtained from the construction site of railroad. Cyclic triaxial test was conducted with the variation of the magnitude of cyclic load and soil types. The large magnitude of plastic deformation in the railroad bed is caused of structure failure of the railroad.
In this study, a numerical model for the simulation of reinforced concrete columns subject to cyclic loading is presented. The model consists of three separate models representing concrete, reinforcing steel bars and bond-slip between a reinforcing bar and ambient concrete. The concrete model is represented by the plane stress plastic-damage model and quadrilateral finite elements. The nonlinear steel bar model embedded in truss elements is used for longitudinal and transverse reinforcing bars. Bond-slip mechanism between a reinforcing bar and ambient concrete is discretized using connection elements in which the hysteretic bond-slip link model defines the bond stress and slip displacement relation. The three models are connected in finite element mesh to represent a reinforced concrete structure. From the numerical simulation, it is shown that the proposed model effectively and realistically represents the overall cyclic behavior of a reinforced concrete column. The present plastic-damage concrete model is observed to work appropriately with the steel bar and bond-slip link models in representing the complicated localization behavior.
To analysis machanical behavior for RC frame under monotonic & Cyclic load, it is needed to investigate elasto-plastic behavior for steel & concrete. Therefore, in this study, we idealized material model(steel and concrete) to take into account elasto-plastic, limit state, and developed structural analysis program that consider complex non-linearity. We investigated simple beam and portal frame under cyclic & monotonic loading, so we confirmed the propriety.
Offshore wind turbines have been constructed extensively throughout the world. These turbines are subjected to approximately $10^8$ horizontal load cycles produced from wind, waves, and current during their lifetimes. Therefore, the accumulated displacement of the foundation under horizontal cyclic loading has significant effects on the foundation design of a wind turbine. Akili(2006) and Achmus et al.(2009) performed cyclic triaxial tests on dry sands and proposed an empirical model for predicting the accumulated plastic strain of sands under long-term cyclic loading. In this study, cyclic triaxial tests were performed to analyze the cyclic loading behaviors of dry sands. A total of 27 test cases were performed by varying three parameters: the relative density of the sands, cyclic load level, and confining stress. The test results showed that the accumulated plastic strain increased with an increase in the cyclic load level and a decrease in the relative density of the sand. The confining stress had less effect on the plastic strain. In addition, the plastic strain at the 1st loading cycle was about 57% of the accumulated strain at 1,000 cycles. Finally, the input parameters of the empirical models of Akili(2006) and Achmus et al.(2009) were evaluated by using the relative density of the sand and the cyclic load level.
The ratcheting characteristics of cylindrical shell under cyclic axial loading are investigated. The specimens are subjected to stress-controlled cycling with non-zero mean stress, which causes the accumulation of plastic strain or ratcheting behavior in continuous cycles. Also, cylindrical shell shows softening behavior under symmetric axial strain-controlled loading and due to the localized buckling, which occurs in the compressive stress-strain curve of the shell; it has more residual plastic strain in comparison to the tensile stress-strain hysteresis curve. The numerical analysis was carried out by ABAQUS software using hardening models. The nonlinear isotropic/kinematic hardening model accurately simulates the ratcheting behavior of shell. Although hardening models are incapable of simulating the softening behavior of the shell, this model analyzes the softening behavior well. Moreover, the model calculates the residual plastic strain close to the experimental data. Experimental tests were performed using an INSTRON 8802 servo-hydraulic machine. Simulations show good agreement between numerical and experimental results. The results reveal that the rate of plastic strain accumulation increases for the first few cycles and then reduces in the subsequent cycles. This reduction is more rapid for numerical results in comparison to experiments.
Numerical simulations are prevalently used to evaluate the seismic behaviour of structures. The accuracy of the simulation results depends directly on the accuracy of the modelling techniques employed to simulate the behaviour of individual structural members. An empirical modelling technique is employed in this paper to simulate the behaviour of column members under cyclic and seismic loading. Despite the common modelling techniques, this technique is capable of simulating two important aspects of the cyclic and seismic behaviour of columns simultaneously. The proposed fiber-based modelling technique captures explicitly the interaction between the bending moment and the axial force in columns, and the cyclic deterioration of the hysteretic behaviour of these members is implicitly taken into account. The fiber-based model is calibrated based on the cyclic behaviour of square hollow steel sections. The behaviour of several column archetypes is investigated under a dual cyclic loading protocol to develop a benchmark database before the calibration procedure. The dual loading protocol used in this study consists of both axial and lateral loading cycles with varying amplitudes. After the calibration procedure, a regression analysis is conducted to derive an equation for predicting a varying calibrated modelling parameter. Finally, several nonlinear time-history analyses are conducted on a 6-story steel special moment frame in order to investigate how the results of numerical simulations can be affected by employing the intended modelling technique for columns instead of other common modelling techniques.
반복하중이나 동적하중에 대한 지반의 소성모델은 지반구조물의 비선형 수치해석에 매우 중요하다. 단일 항복면 모델은 반복하중에 대해 선형적 거동을 보이는 반면, 개발된 탄성영역이 없는 J2-경계면 소성모델은 동일한 물성치로 효과적으로 지반의 비선형성을 모사할 수 있다. 경계면 내부 항복면의 반경을 0으로 수렴시켜 탄성영역이 사라지도록 수식화하고, 소성경화 계수과 팽창률을 이용하여 소성변형 증분을 정의하였다. 개발된 모델의 응력-변형률 증분식을 제시하고, 쌍곡선 모델에 대한 소성경화 계수를 유도하였다. 삼축압축조건과 얕은기초의 반복하중에 대한 비교해석은 개발된 모델의 안정적인 수렴성, 이론식과의 일치성, 그리고 이력경로을 보여 주었다. 또한, 수정된 쌍곡선함수에 대한 소성경화 계수를 제시하여, 1차원 등가선형모델에 부합하는 모델변수 산정법을 제안하여 지반의 다차원 거동을 모델링할 수 있도록 하였다.
Analysis of settlement of foundation under the cyclic loading is very important element in the field construction. The fatigue of construct is inflicted by wheel load of mobile unit with railroad and superhighway. The settlement behavior under the cyclic loading is investigated through Power Model by Li and Selig. However, the settlement tendency of foundation appears to be the settlement of general Europe cohesive soil. In this study, the Power Model was used to determine the plastic deformation for sandy soil. Based on the laboratory cyclic loading test a, m, b parameters, for using in the Power Model were presented.
Cracked component analysis is needed for structural integrity analysis under seismic loading. Under large amplitude cyclic loading conditions, the change in material properties can be complex, depending on the magnitude of plastic strain. Therefore the cracked component analysis under cyclic loading should consider appropriate cyclic hardening model. This study introduces a procedure for determining an appropriate cyclic hardening model for cracked component analysis. The test material was nuclear-grade TP316 stainless steel. The material cyclic hardening was simulated using the Chaboche combined hardening model. The kinematic hardening model was determined from standard tensile test to cover the high and wide strain range. The isotropic hardening model was determined by simulating C(T) test under cyclic loading using ABAQUS debonding analysis. The suitability of the material hardening model was verified by comparing load-displacement curves of cyclic C(T) tests under different load ratios.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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