• 한국정밀공학회지
• /
• 제14권8호
• /
• pp.137-145
• /
• 1997

A two-dimensional program for the analysis of bimaterial inclusion has been developed using the bound- ary element method. In order to study the effects of circular inclusion on the stress field of the crack tip, numerical analysis was performed for the straight crack of finite length around the symmetric circular inclusion whose modulus of elasticity was different from that of the matrix material. In the case of inclusion whose stiffness was smaller than that of the matrix material, the stress intensity factor was found to increase as the crack enamated. The stress intensity factor was uninfluenced from the radial change in inclusion and remained constant for the stiffness equivalent to the matrix materials, where as it decreased for the inclusion with larger stiffness. For the vareation in the distance of the inclusion, a small increase in the stress intensity factor was observed for the case with small or equal stiffness compared with the matrix materials. The inclusion with larger stiffness showed a gradual decrease in the strss intensity factor as the crack emanated.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제36권2호
• /
• pp.167-181
• /
• 2024

The soil-structure relative stiffness is a key factor affecting the seismic response of underground structures. It is of great significance to study the soil-structure relative stiffness for the soil-structure interaction and the seismic disaster reduction of subway stations. In this paper, the dynamic shear modulus ratio and damping ratio of an inhomogeneous soft soil site under different buried depths which were obtained by a one-dimensional equivalent linearization site response analysis were used as the input parameters in a 2D finite element model. A visco-elasto-plastic constitutive model based on the Mohr-Coulomb shear failure criterion combined with stiffness degradation was used to describe the plastic behavior of soil. The damage plasticity model was used to simulate the plastic behavior of concrete. The horizontal and vertical relative stiffness ratios of soil and structure were defined to study the influence of relative stiffness on the seismic response of subway stations in inhomogeneous soft soil. It is found that the compression damage to the middle columns of a subway station with a higher relative stiffness ratio is more serious while the tensile damage is slighter under the same earthquake motion. The relative stiffness has a significant influence on ground surface deformation, ground acceleration, and station structure deformation. However, the effect of the relative stiffness on the deformation of the bottom slab of the subway station is small. The research results can provide a reference for seismic fortification of subway stations in the soft soil area.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.25-33
• /
• 2015

PURPOSES : This paper, presents the results of a laboratory study aimed to verify the suitability of a particular type of Electric Arc Furnace (EAF) steel slag to be recycled in the lithic skeleton of both dense graded and porous asphalt mixtures for flexible pavements. METHODS : Cyclic creep and stiffness modulus tests were performed to evaluate the mechanical performance of three different asphalt mixtures (dense graded, porous asphalt, and stone mastic) prepared with two types of EAF steel slag. For comparison purposes, the same three mixtures were also designed with conventional aggregates (basalt and limestone). RESULTS : All the asphalt mixtures prepared with EAF steel slag satisfied the current requirements of the European standards, which support EAF steel slag as a suitable material for flexible pavement construction. CONCLUSIONS : Based on the experimental work, the use of waste material obtained from steel production (e.g. EAF steel slag) as an alternative in the lithic skeleton of asphalt mixtures can be a satisfactory and reasonable choice that fulfills the "Zero Waste" objective that many iron and steel industries have pursued in the past decades.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제58권3호
• /
• pp.423-442
• /
• 2016

This study considers a functionally graded (FG) elastic layer resting on homogeneous elastic substrate under axisymmetric static loading. The shear modulus of the FG layer is assumed to vary in an exponential form through the thickness. In solution, the FG layer is approximated into a multilayered medium consisting of thin homogeneous sublayers. Stiffness matrices for a typical homogeneous isotropic elastic layer and a half-space are first obtained by solving the axisymmetric elasticity equations with the aid of Hankel's transform. Global stiffness matrix is, then, assembled by considering the continuity conditions at the interfaces. Numerical results for the displacements and the stresses are obtained and compared with those of the classical elasticity and the finite element solutions. According to the results of the study, the approach employed here is accurate and efficient for elasto-static problems of FGMs.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2004년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.187-194
• /
• 2004

The structural behavior of superstructure by ILM is strongly dependent on the process of launching nose according to the construction process. The ratios of length, weight, and flexural stiffness of launching nose to those of superstructure are taken as the analysis parameters in this study. The interaction behaviors are analyzed according to the variation of parameters. Design formulas to pursue the optimum values for length, weight, and stiffness of launching nose are suggested through the parametric study. As a result, the minimum stiffness ratio is analyzed as I₂/I=0.045 and I₁/I=0.02 for the optimum track of the sectional force while the elastics modulus ratio is 6.8359. Additionally, the design results of real projects are analyzed by the developed formulas to verify that they are designed well in structurally optimal point of view.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
• /
• pp.402-406
• /
• 2000

Strain energy function of the isoprene rubber was accurately determined by the experiments of uniaxial tension, planar tension, biaxial tension and volumetric compression. Deformation behavior of alternatively laminated structure of elastomer and reinforced aluminium layers, was analysed by Finite Element method. As a result, Ogden strain energy function obtained from the experiments describes the hyperelastic characteristics of the rubber very well. The compressibility of the rubber reduces axial stiffness of the structure. The axial stiffness of alternatively laminated structure being larger than shear stiffness. Which enables the structure to be shear-deformed easily.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권2호
• /
• pp.55-63
• /
• 2018

열차의 하중을 적절한 강성으로 지지하기 위하여 다짐시공된 노반의 효과적인 강성특성 평가 기법에 대한 연구가 요구된다. 본 연구에서는 상부노반에 대하여 크로스홀 형태의 동적 콘 관입기(CDCP)를 적용함으로써 심도에 따른 강성특성을 평가하고자 하였다. CDCP의 적용을 위하여 세 단면의 다짐시공 완료된 상부노반이 대상 현장으로 선택되었으며, 각각의 개소에 대하여 CDCP 관입실험 및 들밀도시험, 동평판재하시험(LFWD)이 수행되었다. CDCP 관입실험 결과, 심도에 따른 탄성파 발신시간 및 전단파 수신시간을 획득하였으며, 이를 이용하여 노반의 전단파속도 주상도를 획득하였다. 또한, 동일 개소에서 들밀도시험으로부터 획득한 노반의 밀도 및 전단파속도 주상도를 이용하여 심도에 따른 최대전단강성계수($G_{max}$)를 평가할 수 있었다. CDCP 관입실험 및 들밀도시험으로부터 평가된 최대전단강성계수와 LFWD시험으로부터 획득한 동탄성계수($E_{vd}$)를 상호비교한 결과 매우 우수한 선형관계를 보이므로, CDCP 관입실험으로부터 유효한 강성특성을 평가할 수 있을 것이라 판단되었다. 또한, CDCP 관입실험으로부터 도출되는 결과는 일정 심도에 대한 대표 강성특성이 아닌 심도에 따른 연속적인 강성특성 이므로 노반의 강성특성 평가에 효과적으로 이용될 수 있을 것이라 기대된다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제9권2호
• /
• pp.89-99
• /
• 2007

복소수계수 $E^*$로 표현되는 아스팔트 콘크리트의 탄성계수는 아스팔트 포장설계에서 매우 중요한 입력변수다. 일반적으로 아스팔트 콘크리트의 탄성계수는 동탄성 계수시험 (Dynamic Modulus Test)을 사용하여 평가한다. 그러나 동탄성계수시험은 일상적인 시험법으로 적용하기에는 고가의 시험장비, 복잡한 시험장비, 많은 시험시간 등의 문제가 있다. 이에 반하여 충격공진시험(IR: Impact Resonance test)은 비파괴시험으로서 간편한 시험장치, 단순한 시험방법이며 반복성이 뛰어나다. 본 연구의 주요 목적은 충격하중의 타격위치 시편거치 방법 충격하중원의 특성, 신호획득 속도, 신호처리방법 등을 포함한 IR시험의 시험조건의 영향을 평가하는 것이다. 본 연구에서 적용한 모든 시험조건 범위에서 충격공진시험에서 측정된 결과의 변동은 ${\pm}2.7%$ 이내에 들었다.

• Elastomers and Composites
• /
• 제42권3호
• /
• pp.143-150
• /
• 2007

본 연구에서는 고무제품의 수치 안정성과 성능유지에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 특성 중 하나인 온도변화에 따른 고무재료의 경도변화를 고찰하였다. 새롭게 제작된 Inter-national Rubber Hardness Degree(IRHD, Normal type) 경도측정 시험기를 사용하여 미충전된 NR과 SBR 시편의 여러 온도에서 경도변화를 측정하였으며 Young's modulus 값과 비교하였다. NR과 SBR 모두 유리전이온도 근처에서 경도와 Young's modulus의 급격한 변화를 보였다. 온도가 증가함에 따라 경도와 Young's modulus 값이 증가하는 경향을 보였으며 이는 분자의 운동성과 엔트로피 영향으로 해석할 수 있다. 카본블랙과 실리카가 충전된 NR과 SBR의 경우 충전제의 함량이 증가함에 따라 경도에 미치는 온도의 영향이 감소함을 관찰하였다.

• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.17-23
• /
• 2009

노상토의 변형특성은 포장설계에 있어서 매우 중요한 기본적인 입력물성치다. 노상토의 탄성계수를 실험적으로 결정하기 위해서는 많은 노력이 필요하다. 포장 단면이 간단하거나 중요도가 낮은 도로 설계의 경우 시험적인 탄성계수 결정이 과다한 비용을 요구하게 된다. 보다 간편한 대체시험 또는 기초물성치로부터 탄성계수를 결정하는 다양한 경험모형이 제안되어 있다. 본 연구에서는 7종의 국내 노상토에 대한 시험을 수행하였다. 국내 노상토의 경우 강도특성과 변형특성의 밀접한 상관성을 확인 하였으며, 경험적 상관모형을 제안하였다. 점착력과 낮은 구속응력단계에서의 탄성계수는 매우 큰 상관관계가 있었다($r^2=0.93$). 제안된 상관모형을 적용하여 강도특성으로부터 추정된 탄성계수와 시험을 통하여 측정된 탄성계수의 비교에서 결정계수($r^2$)는 0.75로 나타났다.