• 제목/요약/키워드: Elastic-Plastic Strain

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판재의 이론적 변형한계 스트레인의 면외압 의존성 (Effect of Out-of- Plane Stress on the theoretical Forming Limit Strain of Sheet Metals)

  • 정태훈
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.162-169
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    • 2004
  • In press forming of sheet metals, the material sheet is usually subjected to very large plastic strain under in-plane stressing. Moreover, the sheet also very often is subjected to out-of-plane compressive force between tools such as the upper and lower dies, the blank holder and the die, and so forth. In this paper, it is clearly demonstrated theoretically that out-of-plane stress may notably raise the forming limit strain and thus it can be effectively utilized to avoid earlier fracture of the sheet in press forming.

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탄소성 파괴역학 모델에 근거한 초고강도 섬유보강 콘크리트 I 형보의 비선형 유한요소해석 (Nonlinear Finite Element Analysis of UHPFRC I-Beam on the Basis of an Elastic-Plastic Fracture Model)

  • 한상묵;궈이홍
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.199-209
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    • 2009
  • 본 논문은 단조하중을 받는 초고강도 섬유보강 콘크리트 I형보의 파괴거동에 대한 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 보통 또는 고강도 콘크리트의 구성방정식과 달리 초고강도 섬유보강 콘크리트의 재료적 특성을 나타내기 위해 인장변형률 경화관계를 고려한 탄소성 파괴역학 모델을 제안하였다. 인장영역에서는 인장경화 변형률을 고려한 다차원적 균열기준을 정의하였고, 압축영역에서는 associated flow rule을 고려한 Drucker-Prager기준을 채택하여 해석을 수행하였다. UHPFRCI형보의 지간, 프리스트레스 하중 및 단면의 영향에 관한 수치해석 결과를 실험 거동와 비교한 결과 정확한 해석 결과를 보여주었다.

탄성영역이 없는 J2-경계면 소성모델 (J2-bounding Surface Plasticity Model with Zero Elastic Region)

  • 신호성;오세붕;김재민
    • 대한토목학회논문집
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    • 제43권4호
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    • pp.469-476
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    • 2023
  • 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.

Mohr-Coulomb 암반에 굴착된 원형 터널의 변형률연화 거동해석 (Strain-Softening Behavior of Circular Tunnel Excavated in Mohr-Coulomb Rock Mass)

  • 이연규
    • 터널과지하공간
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    • 제16권6호
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    • pp.495-505
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    • 2006
  • 정수압 상태의 등방 무한 매질에 원형 터널이 굴착될 때 터널 주변부에서 발생되는 응력 및 변위 분포를 해석하는 것은 암반공학의 가장 기본적인 문제들 중의 하나이다. 암반을 탄성, 완전소성, 취성-소성 거동체로 가정한 경우 응력 및 변위 분포에 대한 정해가 알려져 있다. 그러나 변형률연화를 가정한 경우는 정해가 존재하지 않으며 여러 가지 가정에 기초한 수치해석적 근사해들이 보고되고 있을 뿐이다. 이 연구에서는 Mohr-Coulomb 암반을 대상으로 이러한 원형 터널의 변형률연화 거동을 간단하게 해석할 수 있는 수치해석 방법을 소개하였다. 이 방법은 변형률연화 거동 뿐만아니라 취성-소성 및 완전소성 거동의 해석에도 적용이 가능하다 정해가 알려진 취성-소성 거동의 검증을 통하여 제안된 모델의 정확성을 입증하였다. 변형률연화 거동해석 예로서 연화지수에 대한 매개변수 해석을 실시하였고 지반반응곡선을 작성하였다. 탄소성 해석시 터널 주변의 변위 분포 특성은 소성영역의 체적팽창성에 크게 영향을 받음을 알 수 있었다.

차륜-레일의 구름접촉에 의한 라체팅 시뮬레이션 (Simulation of Ratcheting in Wheel-Rail Contact)

  • 구병춘
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.1592-1597
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    • 2009
  • Ratcheting is a cyclic accumulation of strain under a cyclic loading. It is a kind of mechanisms which generate cracks in rail steels. Though some experimental and numerical study has been performed, modeling of ratcheting is still a challenging problem. In this study, an elastic-plastic constitutive equation considering non-linear kinematic hardening and isotropic hardening was applied. Under the tangential stress of the contact stresses, a cyclic stress-strain relation was obtained by using the model. Strain under repeated cycles was accumulated.

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강소성 유한요소법을 이용한 자동차 판넬 성형공정의 평면 변형해석 (Plane-Strain Analysis of Auto-Body Panel Using the Rigid-Plastic Finite Element Method)

  • 양동열;정완진;송인섭;전기찬;유동진;이정우
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.169-178
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    • 1991
  • 본 연구에서는 평면 변형률 강소성 유한요소법을 이용하여 유한요소 수식화를 유도하고 금형이 해석저인 함수로 묘사되는 드로잉 공정을 해석하고, 금형이 해석적인 함수로 묘사되지 않는 실제적인 자동차 성형품의 드로잉 공정을 해석하여 기존의 결과 와 비교하여 본 방법의 타당성을 검토하였다.

Ti$_3$SiC$_2$의 기계적 성질 및 접촉 손상 거동 (Mechanical Propertis and Contact Damage Behavior of Ti$_3$SiC$_2$)

  • 이승건
    • 한국세라믹학회지
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    • 제35권4호
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    • pp.333-338
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    • 1998
  • Mechanical properties of polycrystalline{{{{ {Ti }_{3 }{SiC}_{2 } }} were investigated. Hertzian indentation test using a spher-ical indenter was used to study elastic and plastic behavior in{{{{ {Ti }_{3 }{SiC}_{2 } }} A high ratio of hardness to elastic mo-dulus indicated that mechanical properties of{{{{ {Ti }_{3 }{SiC}_{2 } }} are somehow similar to those of metals. Indentation stress-strain curve deviated from an ideal elastic limit indicating exceptional plasticity in this material. De-formation zones were formed below the contact as well as around the contact area. Intragrain slip would ac-count for high plasticity.

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내압과 굽힘하중을 받는 곡관의 소성 하중에 굽힘 각도가 미치는 영향 (Effect of Bend Angle on Plastic Loads of Pipe Bends Under Internal Pressure and In-Plane Bending)

  • 이국희;오창식;유봉;박치용;김윤재
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제31권3호
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    • pp.322-330
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    • 2007
  • This paper quantifies the effect of a bend angle of a pipe bend on plastic loads, via small strain and large strain FE limit analyses using elastic-perfectly plastic materials. To consider the effect of the attached straight pipe, two limiting cases are considered. One case corresponds to the pipe bend without the attached straight pipe, and the other to that with a sufficiently long attached straight pipe. For the former case, the FE results suggest that the limit load is not affected by the bend angle for both in-plane bending and internal pressure. For the latter case, however, the bend angle affects plastic loads. An interesting finding is that the plastic load smoothly changes from the limit load of the straight pipe when the bend angle approaches zero to the plastic load of the $90^{\circ}$ pipe bend when the bend angle approaches 90 degree. Based on such observations, closed-form plastic load solutions are proposed for the pipe bend with an arbitrary bend angle under in-plane bending and internal pressure.

강구조 특수모멘트골조의 보 소성변형요구량 평가 (Estimation of Beam Plastic Rotation Demands for Special Moment-Resisting Steel Frames)

  • 엄태성
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.405-415
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    • 2011
  • 건축물의 안전한 내진설계를 위해서는 층간변위비 뿐만 아니라 부재에 요구되는 소성변형을 평가하여야 한다. 본 연구에서는 복잡한 비선형해석 없이 탄성해석을 사용하여 강기둥-약보로 설계된 철골 특수모멘트골조의 보에 요구되는 소성변형을 평가하는 간편한 방법을 개발하였다. 개발한 방법은 탄성해석 결과를 근거로 모멘트 재분배, 기둥 단면치수 및 보 소성힌지 이동, 패널존 변형, 중력하중, 변형경화 거동 등을 고려하여 보의 소성변형각을 직접적으로 예측한다. 또한 가새골조 또는 코어벽 등 횡력 저항구조와 모멘트골조의 상호 작용인 로킹 효과 고려한다. 검증을 위하여 강기둥-약보로 설계된 6층 특수모멘트골조에 제안된 방법을 적용하여 보의 소성변형각을 예측하고, 그 결과를 비선형 해석 결과와 비교하였다. 검증 결과, 제안된 방법은 설계 변수에 따른 보의 소성변형각을 합리적으로 예측하는 것으로 나타났다.

도시 NATM 터널의 변형율 연화모델을 이용한 지반거동예측 (The Prediction for Ground Movement of Urban NATM Tunnels using the Strain-softening Model)

  • 김영수;정우섭;이성윤;석태룡
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.21-30
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    • 2006
  • 도심지 터널은 미고결성 저토피고 지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 지반변위가 터널 설계를 지배하며 설계는 기존의 탄성 및 탄소성 모델을 활용한 수치해석적인 방법에 크게 의존하고 있기 때문에 현장의 계측결과에 부합하는 지반 거동을 묘사하키에는 부족한 점이 많다. 미고결성 저토피고 지반에 대한 터널 굴착시 지반 거동, 붕괴 매카니즘 및 침하량 예측에 관해 연구하였고 변형율 연회를 고려한 비선형 해석을 실시하여 기존의 탄성 및 탄소성 모델과 비교하였다. 도시 NATM 터널의 지반거통을 파악한 결과 미고결성 저토피고 지반의 경우 변형율 연화모델을 적용하는 것이 지표면 침하 기울기가 급해지거나 전단대가 발생하는 등 실제의 지반거동을 현실적으로 모델링 할 수 있었다.

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