• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
• /
• pp.1740-1743
• /
• 2007

In this study, two types of fatigue tests were conducted. First, cyclic bending tests were performed using the micro-bending tester. A four-point bending test method was adopted, because it induces uniform stress fields within a loading span. Second, thermal fatigue tests were conducted using a pseudo power cycling machine which was newly developed for a realistic testing condition. The pseudo-power cycling method makes up for the weak points in a power cycling and a chamber cycling method. Two compositions of solder are tested in all test condition, one is lead-free solder (95.5Sn4.0Ag0.5Cu) and the other is eutectic lead-contained solder (63Sn37Pb). In the cyclic bending test, the solder that exhibits a good reliability can be reversed depending on the load conditions. The lead-contained solders have a longer fatigue life in the region where the applied load is high. On the contrary, the lead-free solder sustained more cyclic loads in the small load region. A similar trend was detected at the thermal cycling test. A three-dimensional finite element analysis model was constructed. A finite element analysis using ABAQUS was performed to extract the applied stress and strain in the solder joints. A constitutive model which includes both creep and plasticity was employed. Thermal fatigue was occurred due to the creep. And plastic deformation is main damage for bending failure. From the inelastic energy dissipation per cycle versus fatigue life curve, it can be found that the bending fatigue life is longer than the thermal fatigue life.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제16권4호통권71호
• /
• pp.471-478
• /
• 2004

이 연구의 목적은 노출형 원형강관 주각이 중심축압축력을 받을 때 그 역학적 거동을 실험적으로 조사하고 탄성수치해석을 통하여 실험결과를 검토하고자 함에 있다. 실험에 앞서 AISC의 제안식 및 기존 연구에 관한 문헌조사를 실시하였다. 실험으로 중심축압축가력을 실시하였으며 베이스 플레이트 두께를 변수로 하여 두께 9mm부터 35mm까지의 9개의 시험체를 제작하였다. 실험결과는 하중 - 베이스 플레이트 수직변위관계, 하중 - 베이스 플레이트 변형도관계 등으로 정리하였다. 실험결과를 검토하기 위하여 탄성수치해석을 실시하였으며 탄성수치해석 프로그램으로는 Ansys version 6.1을 사용하였다. 실험 및 해석결과는 향후 실시할 비탄성해석결과와 함께 설계식 제안에 사용될 것이다.

• Computers and Concrete
• /
• 제7권4호
• /
• pp.347-364
• /
• 2010

Since its invention in the $19^{th}$ century, Reinforced Concrete (RC) has been widely used in the construction of a lot of different structures, as buildings, bridges, nuclear central plants, or even ships. The details of the mechanical response for this kind of structures depends directly upon the material behavior of each component: concrete and steel, as well as their interaction through the bond-slip, which makes a rigorous engineering analysis of RC structures quite complicated. Consequently, the practical calculation of RC structures is done by adopting a lot of simplifications and hypotheses validated in the elastic range. Nevertheless, as soon as any RC structural element is working in the inelastic range, it is possible to obtain the numerical prediction of its realistic behavior only through the use of non linear analysis. The aim of this work is to develop a new kind of Finite Element: the "Enhanced Solid Element (ESE)" which takes into account the complex composition of reinforced concrete, being able to handle each dissipative material behavior and their different deformations, and on the other hand, conserving a simplified shape for engineering applications. Based on the recent XFEM developments, we introduce the concept of nodal enrichment to represent kinematics of steel rebars as well as bonding. This enrichment allows to reproduce the strain incompatibility between concrete and steel that occurs because of the bond degradation and slip. This formulation was tested with a couple of simple examples and compared to the results obtained from other standard formulations.

• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제8권2호
• /
• pp.87-100
• /
• 2006

본 연구에서는 화강암의 3차원 거동을 예측 분석할 수 있는 구성방정식을 마이크로플레인 모델을 이용하여 Westerly 화강암과 Bonnet 화강암의 시험데이터와 최적을 이루도록 개발하였다. 개발된 마이크로플레인 모델은 화강암의 일축압축 및 삼축압축 거동을 잘 예측하였다. 그리고 개발된 화강암의 마이크로플레인 모델을 유한요소법에 적용하여 암반 굴착시의 발파 모사를 통해 화강암의 비선형 거동을 효과적으로 해석하였다. 발파 응력파의 감쇠계수, 파쇄 영역 그리고 여굴을 방지할 수 있는 화약 장전조건 등이 연구되었다. 마이크로플레인 모델에서는 암석의 비선형 거동 및 균열발생으로 인한 에너지 감소가 잘 반영되었으며 발파 응력파의 감쇠계수는 선형탄성모델보다 크게 계산되었다. 또한 마이크로플레인 모델에서는 발파 응력파 진행에 따른 최대 주변형율을 이용하여 파쇄 영역을 직접적으로 계산할 수 있었다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.52-58
• /
• 2014

노반 성토체에서 발생하는 소성 변형은 콘크리트 궤도의 안정성과 유지보수에 영향을 미친다. 철도 노반에서의 장기적인 소성 변형은 주로 반복적인 열차 통과로 발생하는 누적된 비탄성적 변형률에 의해 발생한다. 누적 소성 변형의 예측은 궤도의 유지보수와 열차의 안전한 운영을 위해서 중요하다. 본 연구에서는 서로 다른 강화노반 두께를 가진 철도노반에서 발생하는 연직 변위를 계산하였다. 누적 소성 변형률을 계산하기 위한 멱함수의 상수는 삼축 실험과 실대형 재하 실험의 결과로부터 구하였다. 표준 노반 단면에 대한 3차원 유한요소해석 결과로부터 강화노반의 두께를 선정하는 가이드라인을 제시하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제15권2호
• /
• pp.323-334
• /
• 2003

비선형정적해석과 같은 성능기초설계를 위해서는 부재의 비선형거동을 정확하게 예측하여야 한다. 본 연구에서는 단부횡보강된 구조벽의 휨모멘트-곡률관계를 구하는 방법을 개발하기 위하여 해석연구를 실시하였다. 비선형해석을 수행하여 수직방향 철근의 배치형태와 단부횡보강 길이의 변화에 따른 구조벽체의 거동특성과 파괴 메카니즘의 변화를 연구하였다. 분석결과, 적절하게 횡보강된 벽체의 최대강도는 비횡보강 콘크리트가 극한 압축변형율에 도달하는 경우에 발생한다. 단부집중배근을 갖는 벽체에서는 취성파괴가 일어나며, 웨브의 수직철근은 연성파괴를 유도하는 역할을 한다. 이러한 연구결과에 근거하여 다양한 배근형태를 갖는 벽체에 대한 모멘트-곡률관계를 정의하였다. 이 제안된 관계에 따르면 단부횡보강된 구조벽체의 변형능력은 재하된 압축력에 비하여 횡보강 콘크리트의 압축재하능력이 증가할수록 증가한다.

• Fibers and Polymers
• /
• 제7권2호
• /
• pp.129-138
• /
• 2006

Using a strain-controlled rheometer, the steady shear flow properties of aqueous xanthan gum solutions of different concentrations were measured over a wide range of shear rates. In this article, both the shear rate and concentration dependencies of steady shear flow behavior are reported from the experimentally obtained data. The viscous behavior is quantitatively discussed using a well-known power law type flow equation with a special emphasis on its importance in industrial processing and actual usage. In addition, several inelastic-viscoplastic flow models including a yield stress parameter are employed to make a quantitative evaluation of the steady shear flow behavior, and then the applicability of these models is also examined in detail. Finally, the elastic nature is explained with a brief comment on its practical significance. Main results obtained from this study can be summarized as follows: (1) Concentrated xanthan gum solutions exhibit a finite magnitude of yield stress. This may come from the fact that a large number of hydrogen bonds in the helix structure result in a stable configuration that can show a resistance to flow. (2) Concentrated xanthan gum solutions show a marked non-Newtonian shear-thinning behavior which is well described by a power law flow equation and may be interpreted in terms of the conformational status of the polymer molecules under the influence of shear flow. This rheological feature enhances sensory qualities in food, pharmaceutical, and cosmetic products and guarantees a high degree of mix ability, pumpability, and pourability during their processing and/or actual use. (3) The Herschel-Bulkley, Mizrahi-Berk, and Heinz-Casson models are all applicable and have equivalent ability to describe the steady shear flow behavior of concentrated xanthan gum solutions, whereas both the Bingham and Casson models do not give a good applicability. (4) Concentrated xanthan gum solutions exhibit a quite important elastic flow behavior which acts as a significant factor for many industrial applications such as food, pharmaceutical, and cosmetic manufacturing processes.

• 한국농공학회지
• /
• 제39권3호
• /
• pp.72-82
• /
• 1997

In all inelastic deformations time rate effects are always present to some degree. Whether or not their exclusion has a significant influence on the prediction of the material behaviour depends upon several factors. In the study of structural components under static loading conditions at normal temperature it is accepted that time rate effects are generally not important. However metals, especially under high temperatures, exhibit simultaneously the phenomena of creep and viscoplasticity. In this study, elastoplastic and elasto-viscoplastic models include nonlinear geometrical effects were developed and several numerical examples are also included to verify the computer programming work developed here in this work. Comparisons of the calculated results, for the elasto-viscoplastic analysis of an internally pressurised thick cylinder under plane strain condition, have shown that the model yields excellent results. The results obtained from the numerical examples for an elasto-viscoplastic analysis of the Nuclear Reinforced Concrete Containment Structure(NRCCS) subjected to an incrementally applied internal pressure were summarized as follows : 1. The steady state hoop stress distribution along the shell layer of dome and dome wall junction part of NRCCS were linearly behave and the stress in interior surfaces was larger than that in exterior. 2.However in the upper part of the wall of NRCCS the steady state hoop stress in creased linearly from its inner to outer surfaces, being the exact reverse to the previous case of dome/dome-wall junction part. 3.At the lower part of wall of NRCCS, the linear change of steady state hoop stress along its wall layer began to disturb above a certain level of load increase.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
• /
• pp.85-88
• /
• 2008

본 연구에서는 기 개발된 비탄성 시간종속요소(이도형과 전정문, 2006)와 단순화된 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer) 재료모델을 개발하여 CFRP로 보수된 철근콘크리트 교량 교각에 대한 보수효과가 교량의 응답거동에 미치는 영향을 검토하였다. 정적시간이력해석의 경우, CFRP로 보수된 교각에 대한 해석결과는 실험결과와 비교적 좋은 상관관계를 나타내었다. 또한, 동적시간이력해석의 경우, 전단을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우를 비교하여 보수효과에 대한 전단의 영향을 검토하였다. 비교해석결과, 보수의 효과는 부재에 대한 특성증진효과와 함께 구조물 전체의 응답거동에 영향을 끼칠 수 있다는 것을 알 수 있었고, 전단을 포함한 경우와 전단을 포함하지 않은 경우 강도와 강성, 변위응답에서의 차이를 확인할 수 있었다. 따라서 본 연구에서 개발된 해석모델 및 기법은 손상된 부재 및 구조물의 보수 후에 요구되어지는 강도, 강성 및 연성능력에 관한 평가를 가능하게 해줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국안전학회지
• /
• 제8권1호
• /
• pp.80-87
• /
• 1993

본 논문은 에너지 분산 장치의 일종인 점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 거동에 관한 실험 및 해석적 연구를 다루고자 한다. 지진 모형 실험 장치를 이용하여 감쇠기를 설치한 건물의 구조응답을 구하고. 이를 감쇠기를 설치하지 않은 건물에 대하여 행해진 비탄성 해석 결과와 비교한다. 결론적으로 말하면. 점탄성 감쇠기는 강지진 하중에 의하여 건물에 발생한 과도한 진동을 감소시키는데 효과적이다 일반적으로 점탄성 감쇠기를 건물에 설치함으로써 감쇠비와 함께 강성도가 증가하여 지진 응답을 감소시키는데 기여하나, 대부분은 감쇠기의 역할에 의해 증가된 감쇠비의 영향인 것으로 밝혀졌다. 모드 변형에너지법을 이용하여 감쇠기에 의해 증가된 등가구조 감쇠를 성공적으로 예측할 수 있으며 따라서 점탄성 감쇠기를 설치한 건물의 지진 응답이 일반적인 모드 해석 기법을 이용한 수치모형해석에 의해 정확히 예측된다.