Numerical solution of thermal stress by CAE analysis could be an effective method in product development stage of castings to predict and treat the problem of solidification cracking of castings. Quantitative stress-strain data are necessary, in this case. Tension type apparatus of a solidification crack test which can measure stress-strain relationship quantitatively was developed and the test procedure was established by this research. Solidification crack strength obtained from the following test procedure could be utilized to evaluate it in terms of effect factors on thermo-plastic characteristic of solidifying alloy such as grain size of solid, grain morphology, distribution of solid grain, etc. Proposed test procedure is as follow: Prediction of temperature at the failure site of solidification cracked specimen by computer simulation of solidification, Calculation of solid fraction of the failure site from thermodynamic solution of solidification under Scheil condition.
적응적 랜덤 테스팅(ART)은 순수 랜덤 테스팅의 효율성을 개선하기 위해 제안된 방법으로 효과적인 테스트 케이스의 선택을 통해 보다 적은 수의 테스트 케이스로 소프트웨어 내에 존재하는 오류 영역을 찾는 것을 목적으로 한다. 기존의 ART는 하나의 시스템 혹은 유닛에 대한 테스트를 적용 대상으로 하고 있으며, 다양한 접근 방법을 이용해 순수 랜덤 테스팅보다 우수한 성능을 보여 왔다. 하지만 통합 시스템을 구성하는 특정 유닛에 대해 ART를 적용하고자 하는 경우에는 시스템을 구성하는 타 유닛들의 영향으로 인해 기대 이하의 효율성을 보이게 된다. 따라서 본 논문에서는 이와 같은 테스트 환경 대한 ART 적용방법의 하나로, 테스트 대상 유닛에 부여되는 입력 데이터의 분포를 통합 시스템에 대한 제한된 수의 입력을 사용하여 예측하고, 이를 바탕으로 시스템의 입력 도메인 분할 크기를 조절하는 방법을 제안하고 시뮬레이션을 통해 성능을 평가한다. 시뮬레이션 결과, 제안된 방법은 유닛 테스팅에 ART를 적용했을 때와 유사한 수준의 성능으로 통합 시스템 내의 특정 유닛을 테스트 가능하도록 하며, 오류 비율의 변화가 ART의 성능에 미치는 영향 또한 1% 이내 수준으로 안정임을 확인하였다.
Experimental and discrete element methods were used to investigate the effects of echelon non-persistent joint on the failure behaviour of joint's bridge area under uniaxial compressive test. Concrete samples with dimension of 150 mm×100 mm×50 mm were prepared. Uniaxial compressive strength and tensile strength of concrete were 14 MPa and 1MPa, respectivly. Within the specimen, three echelon non-persistent notches were provided. These joints were distributed on the three diagonal plane. the angle of diagonal plane related to horizontal axis were 15°, 30° and 45°. The angle of joints related to diagonal plane were 30°, 45°, 60°. Totally, 9 different configuration systems were prepared for non-persistent joint. In these configurations, the length of joints were taken as 2 cm. Similar to those for joints configuration systems in the experimental tests, 9 models with different echelon non-persistent joint were prepared in numerical model. The axial load was applied to the model by rate of 0.05 mm/min. the results show that the failure process was mostly governed by both of the non-persistent joint angle and diagonal plane angle. The compressive strengths of the specimens were related to the fracture pattern and failure mechanism of the discontinuities. It was shown that the shear behaviour of discontinuities is related to the number of the induced tensile cracks which are increased by increasing the joint angle. The strength of samples increase by increasing both of the joint angle and diagonal plane angle. The failure pattern and failure strength are similar in both methods i.e. the experimental testing and the numerical simulation methods.
Numerical studies were performed to examine the effects of notch location of impact specimens on the failure behavior of HAZ (heat affected zone) when Charpy V-notch impact test were made at a low temperature ($1^{\circ}C$). Carbon steel plate (SA-516 Gr. 70) with thickness of 25mm for pressure vessel was welded by SMAW (shielded metal-arc welding) and specimens were fabricated from the welded plate. Charpy tests were then performed with specimens having different notch positions of specimens varying from the fusion line through HAZ to base metal. A series of finite element analysis which simulates the Charpy test and crack propagation initiating at the tip of V-notch was carried out as well. The finite element analysis takes into account the irregular fusion line and non-homogenous material properties due to the notch location of the specimen in HAZ. Results reveals that the energies absorbed during impact test depend significantly on the notch location and direction of specimen. Finite element analysis also demonstrates that the notch location of specimens, to a great extent, influences the reliability and consistency of the test.
A stochastic approach has been presented for superplastic deformation of Ti-6Al-4V alloy, and probability functions are used to model the heterogeneous phase distributions. The experimentally observed spatial correlation functions are developed, and microstructural evolutions together with superplastic deformation behavior have been investigated by means of the two-point and three-point probability functions. The results have shown that the probability varies approximately linearly with separation distance, and deformation enhanced probability changes during the process. The stress-strain behavior with the evolutions of probability function can be correctly predicted by the model. The finite element implementation using Monte Carlo simulation associated with reconstructed microstructures shows that better agreement with experimental data of failure strain on the test specimen.
Yousefi, Omid;Narmashiri, Kambiz;Ghaemdoust, Mohammad Reza
Steel and Composite Structures
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제25권1호
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pp.35-43
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2017
This paper presents the findings of experimental and numerical investigations on failure analysis and structural behavior of notched steel I-beams reinforced by bonded Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) plates under static load. To find solutions for preventing or delaying the failures, understanding the CFRP failure modes is beneficial. One non-strengthened control beam and four specimens with different deficiencies (one side and two sides) on flexural flanges in both experimental test and simulation were studied. Two additional notched beams were investigated just numerically. In the experimental test, four-point bending method with static gradual loading was employed. To simulate the specimens, ABAQUS software in full three dimensional (3D) case and non-linear analysis method was applied. The results show that the CFRP failure modes in strengthening of deficient steel I-beams include end-debonding, below point load debonding, splitting and delamination. Strengthening schedule is important to the occurrences and sequences of CFRP failure modes. Additionally, application of CFRP plates in the deficiency region prevents crack propagation and brittle failure.
An efficient test method based on march test is presented to cover line leakage failures associated with bit and word lines or mega bit DRAM chips. A modified column march (Y-march) pattern is derived to improve fault coverage against the data retention failure. Time delay concept is introduced to develop a new column march test algorithm detecting various data retention failures. A built-in test circuit based on the column march pattern is designed and verified using logic simulation, confirming correct test operations.
Material failure behavior is generally dependent on loading rate. Especially in brittle and quasi-brittle materials, rate dependent material behavior can be significant. Empirical formulations are often used to predict the rate dependency, but such methods depend on extensive experimental works and are limited by practical constraints of physical testing. Numerical simulation can be an effective means for extracting knowledge about rate dependent behavior and for complementing the results obtained by testing. In this paper, the failure behavior of a brittle material under different loading rates is simulated by molecular dynamics analysis. A notched specimen is modeled by sub-million particles with a normalization scheme. Lennard-Jones potential is used to describe the interparticle force. Numerical simulations are performed with six different loading rates in a direct tensile test, where the loading velocity is normalized to the ratio of the pseudo-sonic speed. As a consequence, dynamic features are achieved from the numerical experiments. Remarkable failure characteristics, such as crack surface interaction/crack arrest, branching, and void nucleation, vary in case of the six loading cases. These characteristics are interpreted by the energy concept approach. This study provides insight into the change in dynamic failure mechanism under different loading rates.
Laboratory experiments and numerical simulations using Particle Flow Code (PFC2D) were performed to study the effects of joint separation and joint overlapping on the full failure behavior of rock bridges under direct shear loading. Through numerical direct shear tests, the failure process is visually observed and the failure patterns are achieved with reasonable conformity with the experimental results. The simulation results clearly showed that cracks developed during the test were predominantly tension cracks. It was deduced that the failure pattern was mostly influenced by both of the joint separation and joint overlapping while the shear strength is closely related to the failure pattern and its failure mechanism. The studies revealed that shear strength of rock bridges are increased with increasing in the joint separation. Also, it was observed that for a fixed cross sectional area of rock bridges, shear strength of overlapped joints are less than the shear strength of non-overlapped joints.
Simulated fault injection (SFI) is widely used to assess the effectiveness of fault tolerance mechanisms in safety-critical embedded systems (SCESs) because of its advantages such as controllability and observability. However, the long test time of SFI due to the large number of test cases and the complex simulation models of modern SCESs has been identified as a limiting factor. We present a method that can accelerate an SFI tool using a checkpoint forwarding (CF) technique. To evaluate the performance of CF-based SFI (CF-SFI), we have developed a CF mechanism using Verilog fault-injection tools and two systems under test (SUT): a single-core-based co-simulation model and a triple modular redundant co-simulation model. Both systems use the Verilog simulation model of the OpenRISC 1200 processor and can execute the embedded benchmarks from MiBench. We investigate the effectiveness of the CF mechanism and evaluate the two SUTs by measuring the test time as well as the failure rates. Compared to the SFI with no CF mechanism, the proposed CF-SFI approach reduces the test time of the two SUTs by 29%-45%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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