Five extended cylindrical reticulated shells are proposed by changing distribution rule of diagonal rods based on three fundamental types. Modeling programs for fundamental types and extended types of cylindrical reticulated shell are compiled by using the ANSYS Parametric Design Language (APDL). On this basis, conditional formulas are derived when the grid shape of cylindrical reticulated shells is equilateral triangle. Internal force analysis of cylindrical reticulated shells is carried out. The variation and distribution regularities of maximum displacement and stress are studied. A shape optimization program is proposed by adopting the sequence two-stage algorithm (RDQA) in FORTRAN environment based on the characteristics of cylindrical reticulated shells and the ideas of discrete variable optimization design. Shape optimization is achieved by considering the objective function of the minimum total steel consumption, global and locality constraints. The shape optimization for three fundamental types and five extended types is calculated with the span of 30 m~80 m and rise-span ratio of 1/7~1/3. The variations of the total steel consumption along with the span and rise-span ratio are analyzed with contrast to the results of shape optimization. The optimal combination of main design parameters for five extended cylindrical reticulated shells is investigated. The total steel consumption affected by distribution rule of diagonal rods is discussed. The results show that: (1) Parametric modeling method is simple, efficient and practical, which can quickly generate different types of cylindrical reticulated shells. (2) The mechanical properties of five extended cylindrical reticulated shells are better than their fundamental types. (3) The total steel consumption of cylindrical reticulated shells is optimized to be the least when rise-span ratio is 1/6. (4) The extended type of three-way grid cylindrical reticulated shell should be preferentially adopted in practical engineering. (5) The grid shape of reticulated shells should be designed to equilateral triangle as much as possible because of its reasonable stress and the lowest total steel consumption.
The fatigue damages in structural details of offshore plants can be accumulated due to various environmental loadings such as swell, wave, wind and current. It is known that load histories acting on mooring and riser systems show stationary and ergodic bimodal wide-banded process. This paper provides refined approach to obtain time signals representing stress range histories from wide-banded bimodal spectrum which consists of ideally narrow-banded and fully separated two spectrums. Variations of the probabilistic characteristics for time signals according to frequency and sampling time increments are compared with the reference data to be the probabilistic characteristics such as zero-crossing period, peak period, and irregularity factor obtained from an assumed ideal spectrum. It is proved that the sampling time increment more affects on the probabilistic characteristics than frequency increment. The fatigue damages according to the frequency and sampling time increments are also compared with the ones with minimum increment condition which are thought to be exact fatigue damage. It is concluded that the maximum sampling time increment to obtain reliable time signals should be determined that ratio of applied maximum sampling time increment and minimum period is less than approximately 0.08.
일반적인 구조물의 경우 사용하중 상태에서 지반이 경험하는 변형율 범위는 1% 미만이고 대부분의 지반이 0.01% 이하의 저변형율 거동을 나타내는 것으로 알려졌다. 본 연구는 불포화 화강풍화토의 저변형율에서의 동적 거동에 미치는 영향을 고찰하기 위하여 수원지역의 시료를 사용하여 간극비 및 구속응력을 달리하고 그에 따른 포화도별로 공진주시험을 시행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 감쇠비의 최소값은 최대전단탄성 계수의 경우와 마찬가지로 구속압에 관계없이 간극비에 따라 대략 $17{\sim}18%$에서 발생하였으며, 이 또한 최적포화도에서 표면장력의 영향으로 감쇠비가 가장 작게 나타나는 것으로 판단된다.
The objective of this study is to evaluate the stress distribution according to the thread design and the marginal bone loss of a single unit dental implant under the axial and offset-axial loading by three dimensional finite element analysis. The implants used had the diameter of 5mm and 4mm with 13mm in length and prosthesis with a conical type which is 6mm in height and 12mm in diameter. The thread designs were triangular, square and buttress. In the three dimensional finite element model with $15\times15\times20mm$ hexahedron and 2mm cortical thickness, implants were placed with crown to root ratio 7:12, 10:9, 13:6 and 16:3. And additionally the axial force of 100N were applied into 0mm, 2mm and 4mm away from the center of the implants. The results were as follows 1. The maximum von-Mises stress in cortical bone was concentrated to cervical area of implant, and in cancellous bone, apical portion. 2. Comparing the von-Mises stresses in cortical bone of 2mm and 4mm offset loading with central axial loading, it were increased to 3 and 5 times in diameter 4mm implant, and 2 and 4 times, in diameter 5mm implant. 3. The square threads were more effective than the triangular and butress as the longer diameter, the offset loading, and the worse crown to root ratio. 4. The von-Mises stresses were relatively stable until crown to root ratio 13:6, but it was suddenly increased at 16:3. From the results of this study, minimum requirement of crown to root ratio of implant is 2:1, and in the respect of crown to root ratio, diameter and offset loading, square threads are more effective than triangular and buttress threads.
강릉지역은 유기질토가 생성되기 적합한 환경을 지닌 지역으로 유기질토 상부와 하부에 퇴적 모래층이 분포되어 있는 충적층 지반이 존재한다. 본 연구는 모래층 사이에 유기질토 및 점토가 협재된 지반 상부에 조성된 강릉지역을 통과하는 철도노반의 내진 안전성을 평가하기 위하여 상사율을 고려한 철도노반 및 지반 모형을 제작하여 진동대 시험을 실시하고 유효응력 해석 결과값을 비교하여 내진 안정성을 평가하였다. 적용된 지진파는 인공지진파, 경주지진파, Borah 지진파, Nahanni 지진파, Tabas 지진파를 적용하였으며 상부 모래층의 최대 응답가속도는 0.239g(인공지진파), 과잉간극수압비는 0.509(Borah파)가 발생하는 것으로 분석되었다. 신설노반의 하부지반에 적용된 jet grouting에 의한 지반보강 효과로 인해 신설 노반의 발생변위는 기존노반에 비해 최소 33.7%에서 최대 56.7% 감소한 것으로 나타났다. 진동대 시험결과는 Flac 프로그램의 Finn 모델을 적용한 유효응력해석으로 검증하였으며, 진동대 시험값과 유사한 경향을 나타내었다.
건조모래의 응력이력에 따른 Ko 값을 관찰하기 위하여 압밀링 형태의 Ko시험기를 새로이 고안하였으며, 이 시험기를 사용하여 수평응력을 측정하였다. 본 실험을 위하여 총 2형태의 단주기 Ko 재하/제하시험이 4종류의 상대밀도에 대하여 수행하였다. 실험결과, 처녀재하 시의 정지토압계수 K.은 모래의 내부마촹각 U'의 함수로서 K.. : 1-0.914sin0'와 같은 관계식을 얻을 수 있었다. 처녀제하 시의 정지토압계수 Kou는 Ko.과 과압밀비(OCR)의 함수로서 Ko.=Ko. (OCR)a으로 표시할 수 있으며, 지수 a는 대체로 상대밀도가 클수록 증가하는 경향을 보인다. 처녀재재하 시의 정지토압계수 Kor은 연직응력 Qv'가 증가함에 따라 쌍곡선 형태로 감소한다. 그리고 처녀재재하 시의 응력경로는 최소제하응력의 크기에 무관하게 최대선행점으로 복귀하며, 이곡선의 기울기 mr은 OCR이 클수로 증가한다.
Lee, Yu Jun;Lee, Su Bin;Jung, Jae Young;Lee, Dam Hee;Cho, Ur Ryong
Elastomers and Composites
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제51권2호
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pp.93-98
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2016
The composites of EVA/EPDM including aluminum trioxide (ATH) as a fire retardant were manufactured for the purpose of improving low temperature property and flame resistance in the rubbery materials. The ratio of EVA to EPDM didn't affect the flame resistance of the rubber composites. The addition of ATH resulted in increase of the flame resistance. In the evaluation of the cold resistance, the increasing EPDM content showed enhancement of cold resistance in the composites due to increasing low Tg EPDM. It was found out that tensile strengths of the composites showed a maximum value at 100 phr of ATH by reinforcing effect, but a minimum value at 200 phr of ATH owing to slippage between the flame retardant by the external stress. In the measurement of solvent resistance in tetrahydrofuran, the increasing ATH content yielded enhancement of solvent resistance by reducing swelling of the composite, and increasing EPDM content also resulted from increase of the solvent resistance by reduction of polarizability as well as increase of crosslink in the composites.
Using the fatigue limit (∆σunsm) and residual stress (σr) of the UNSM smooth specimen, the harmless maximum crack depth (ahlm) according to the crack aspect ratio (As) was evaluated. In addition, the relationship between the minimum crack depth (aNDI1, aNDI2) detectable by non-destructive inspection(NDI), the crack depth (a25, a50) that reduces the fatigue limit by 25% and 50%, and ahlm were evaluated. The harmless crack condition was determined by the deepest crack point (point A). Since ahlm is larger than a25 and a50, a25 and a50 can secure the safety and reliability of steel via UNSM. Because aNDI1 and aNDI2 are larger than a25 and a50, cracks in a25 and a50 cannot be detected by non-destructive testing. Therefore it is necessary to apply more precise NDI.
투과성이 낮은 셰일층에서의 다단계 수압파쇄 시, 파쇄단계 간의 서로 근접한 균열로 인해 지층 간 응력간섭이 발생하는 '응력그림자효과'가 나타날 수 있다. 이로 인해 균열의 전파 방향성이 변화하거나 비정형적인 형태의 균열이 발생하게 된다. 본 연구에서는 응력그림자효과의 영향에 따른 수압파쇄 균열형태와 생산성을 분석하고자 상용 수압파쇄 시뮬레이터 full-3D모델인 'GOHFER'를 사용하였다. 균질한 저류층 모델에서 응력그림자효과 고려 유무에 따른 분석을 수행하였다. 또한 지력학적 물성이 다른 두 셰일층에서 수압파쇄 모델링을 수행하여 영률과 포아송비에 따른 응력그림자효과를 분석하였다. 선행 파쇄단계의 균열로 인한 응력변화는 최대/최소 주응력을 역전시켜 T-방향보다는 생산성이 미비한 L-방향 균열이 주로 형성되었다. 또한 Marcellus 셰일의 경우 연성 특성을 갖는 Eagle Ford 셰일에 비해 높은 취성으로 인해 균열의 폭이 더 두껍게 형성되어 균열 체적이 더욱 크게 산출되었다. Marcellus 셰일지층의 영률이 Eagle Ford 셰일에 비해 크게 낮기 때문에 stage 2에서 응력그림자효과의 영향을 적게 받는 것을 확인할 수 있었다. 이처럼 응력그림자효과는 균열 간의 간격 뿐만 아니라 지력학적 물성에 따라서도 크게 달라진다. 그러므로 좀 더 정확한 균열 형태와 현실성 있는 생산성 예측하기 위해 응력그림자효과는 고려되어야 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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