• Title/Summary/Keyword: Stress-Strain Curves

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인공경량세골재(人工輕量細骨材)를 사용(使用)한 무조골재(無粗骨材) 경량(輕量)콘크리트의 특성(特性) (Properties of No-coarse Lightweight Concrete Using Synthetic Lightweight Fine Aggregate)

  • 민정기;김성완;성찬용
    • 농업과학연구
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    • 제24권2호
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    • pp.194-206
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    • 1997
  • 본 실험은 강모래와 인공경량세골재인 퍼라이트와 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용하여 제조한 콘크리트의 물리 역학적 특성을 구명하고, 이의 실제 활용을 위한 기초자료를 제공하기 위하여 실시되었으며, 실험을 통하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 물-시멘트비는 퍼라이트를 사용한 경우가 가장 크게 나타났고, 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우가 가장 작게 나타났으며, 혼화제 첨가에 의한 단위수량의 감소효과는 있었다. 2. 강모래를 사용한 경우의 단위중량은 $2,000kgf/m^3$ 이상으로 크게 나타났으며, 퍼라이트를 사용한 경우는 $1,482kgf/m^3$으로 나타났고, 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우는 $567kgf/m^3$으로 경량성이 상당히 크게 나타났다. 그리고 기포제 첨가에 의한 콘크리트의 경량화에 대한 기여도가 크게 나타났다. 3. 강모래와 퍼라이트를 사용한 경우의 압축강도는 $187kgf/cm^2$$170kgf/cm^2$으로 나타났으나, 팽창폴리스틸렌 비드를 사용한 경우와 기포제를 첨가한 경우의 압축강도는 아주 작게 나타났으며, 인장 및 휨강도도 압축강도와 유사한 경향을 보였다. 4. 반발도시험은 압축강도가 클수록 크게 나타났으나, 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우와 기포제를 첨가한 경우는 반발도를 측정할 수 없었다. 5. 초음파진동속도는 강모래를 사용한 경우가 3,974m/s으로 가장 크게 나타났고, 팽창 폴리스틸 렌 비드를 사용한 경우가 2,239m/s으로 가장 작게 나타났으며, 단위중량 및 압축강도가 클수록 크게 나타났다. 6. 정탄성계수는 강모래를 사용한 경우가 $2.50{\times}10^5kgf/cm^2$으로 가장 크게 나타났으며, 퍼라이트 및 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우는 $0.79{\times}10^5kgf/cm^2$$0.17{\times}10^5kgf/cm^2$으로 상당히 작게 나타났다. 그리고 퍼라이트와 팽창 폴리스틸렌 비드에 기포제를 첨가한 경우의 정탄성계수는 측정이 불가능하였다. 7. 사용재료에 따른 응력-변형 특성은 응력의 재하와 함께 변형이 증가하여 최대응력 이후 파괴되어 감소하는 경향을 보였으나, 팽창 폴리스틸렌 비드를 사용한 경우는 뚜렷한 최대응력이 없이 용력의 증가와 감소가 반복되면서 변형이 계속적으로 증가하는 경향을 보였다.

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인공경량골재(人工輕量骨材) 콘크리트 물리(物理)·역학적(力學的) 특성(特性) (Physical and Mechanical Properties of Synthetic Lightweight Aggregate Concrete)

  • 김성완;민정기;성찬용
    • 농업과학연구
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    • 제24권2호
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    • pp.182-193
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    • 1997
  • 본 실험은 세골재로 퍼라이트와 조골재로 인공 경량골 재인 팽창점토와 경석을 사용하여 제조된 인공경량골재 콘크리트의 물리 역학적 특성을 구명하여, 이의 실제 사용여부를 검토하기 위하여 실시되었으며, 실험을 통하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 물-시멘트비는 조골재로 팽창점토를 사용한 경우는 47%로 나타났고, 경석을 사용한 경우는 56%로 크게 나타났는데, 이는 사용조골재의 흡수율 차이에서 기인된 결과라 하겠다. 2. 단위중량은 조골재로 팽창점토를 사용한 경우는 $1.622kgf/m^3$, 경석을 사용한 경우는 $1,596kgf/m^3$으로 상당히 경 량성이 있는 것으로 나타났다. 3. 흡수율은 팽창점토와 경석을 사용한 경우 똑같이 17%로 나타나, 강자갈을 사용한 경우의 14%보다 약간 증가하는 경향을 보였다. 4. 압축강도는 모두 $228kgf/cm^2$ 이상으로 비교적 큰 강도발현을 보였으며, 인장강도 및 휨강도도 $27kgf/cm^2$, $58kgf/cm^2$ 이상으로 크게 나타났고, 팽창점토 및 경석 사용에 의한 강도차이는 크게 나타나지 않았다. 5. 슈미트 햄머에 의한 반발도는 압축강도가 클수록 크게 나타났으며, 팽창점토 및 경석의 사용에 의한 반발도 차이는 크게 나타나지 않았다. 6. 정탄성계수는 조골재로 팽창점토를 사용한 경우는 $1.12{\times}10^5kgf/cm^2$, 경석을 사용한 경우는 $1.09{\times}10^5kgf/cm^2$으로 사용골재에 의한 차이는 크게 나타나지 않았다. 7. 응력-변형율곡선은 응력의 증가와 함께 변형율이 증가하여 최대응력에서 파괴된 후 감소하는 경향을 보였으며, 최대응력에서의 변형율은 $2.0{\times}10^{-3}$정도로 거의 유사하게 나타났다.

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Compressive performance of RAC filled GFRP tube-profile steel composite columns under axial loads

  • Ma, Hui;Bai, Hengyu;Zhao, Yanli;Liu, Yunhe;Zhang, Peng
    • Advances in concrete construction
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    • 제8권4호
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    • pp.335-349
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    • 2019
  • To investigate the axial compressive performance of the recycled aggregate concrete (RAC) filled glass fiber reinforced polymer (GFRP) tube and profile steel composite columns, static loading tests were carried out on 18 specimens under axial loads in this study, including 7 RAC filled GFRP tube columns and 11 RAC filled GFRP tube-profile steel composite columns. The design parameters include recycled coarse aggregate (RCA) replacement percentage, profile steel ratio, slenderness ratio and RAC strength. The failure process, failure modes, axial stress-strain curves, strain development and axial bearing capacity of all specimens were mainly analyzed in detail. The experimental results show that the GFRP tube had strong restraint ability to RAC material and the profile steel could improve the axial compressive performance of the columns. The failure modes of the columns can be summarized as follow: the profile steel in the composite columns yielded first, then the internal RAC material was crushed, and finally the fiberglass of the external GFRP tube was seriously torn, resulting in the final failure of columns. The axial bearing capacity of the columns decreased with the increase of RCA replacement percentage and the maximum decreasing amplitude was 11.10%. In addition, the slenderness ratio had an adverse effect on the axial bearing capacity of the columns. However, the strength of the RAC material could effectively improve the axial bearing capacity of the columns, but their deformability decreased. In addition, the increasing profile steel ratio contributed to the axial compressive capacity of the composite columns. Based on the above analysis, a formula for calculating the bearing capacity of composite columns under axial compression load is proposed, and the adverse effects of slenderness ratio and RCA replacement percentage are considered.

동결 및 동결-융해작용을 받는 점성토의 강도와 그의 변형거동 (Experimental Studies of Characteristics of Strength and Deformation Behaviour of Frozen and Cyclic Frozen-thawed Clayey Soils)

  • 유능환;유영선;유연택
    • 한국농공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.112-119
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    • 1991
  • Some experiments were carried out to investigate the effects of freezing and thawing on the strength and strain characteristics of alluvial silty clay under the different temperatures, loading and moisture conditions. The results were as follows; 1. The soil used was proved to be consisted of silty clay with honey-combed structure, and showed higher dilatancy, frost activity and lower stability in natural state. 2. Soil treated with freezing and thawing cycles showed lower compressive strength compared with the non treated, The strength decreased with incement of freezing and thawing cycles. It's shapes of stress-strain curves were flat and did not formulate a peak while the peak strength of higher moisture content soil decreased with the increment of moisture content. It's decrement ratio was most distinctly shown at the first one cycle of freezing and thawing. 3. The cohesion decreased due to freezing and thawing cycles but internal frcition angle was not changed. 4. The liquid limit decreased with increment of freezing and thawing cycles, and became almost constant after three cycles of freezing and thawing. 5. The strength under simple loading at failure mode was appeared to be higher compared with the cyclic loading after freezing and thawing but initial moisture content effect was not observed. 6. Ice lense was not observed within 50% of ice content ratio but observed over 100%. The higher the ice content ratio, the higher the peak strength. As a matter of fact, it seems that an optimum ice content ratio exists for plastic mode and the least compressive strength.

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Heat Aging Effects on the Material Property and the Fatigue Life of Vulcanized Natural Rubber, and Fatigue Life Prediction Equations

  • Choi Jae-Hyeok;Kang Hee-Jin;Jeong Hyun-Yong;Lee Tae-Soo;Yoon Sung-Jin
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제19권6호
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    • pp.1229-1242
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    • 2005
  • When natural rubber is used for a long period of time, it becomes aged; it usually becomes hardened and loses its damping capability. This aging process affects not only the material property but also the (fatigue) life of natural rubber. In this paper the aging effects on the material property and the fatigue life were experimentally investigated. In addition, several fatigue life prediction equations for natural rubber were proposed. In order to investigate the aging effects on the material property, the load-stretch ratio curves were plotted from the results of the tensile test, the compression test and the simple shear test for virgin and heat-aged rubber specimens. Rubber specimens were heat-aged in an oven at a temperature ranging from $50^{\circ}C$ to $90^{\circ}C$ for a period ranging from 2 days to 16 days. In order to investigate the aging effects on the fatigue life, fatigue tests were conducted for differently heat-aged hourglass-shaped and simple shear specimens. Moreover, finite element simulations were conducted for the specimens to calculate physical quantities occurring in the specimens such as the maximum value of the effective stress, the strain energy density, the first invariant of the Cauchy-Green deformation tensor and the maximum principal nominal strain. Then, four fatigue life prediction equations based on one of the physical quantities could be obtained by fitting the equations to the test data. Finally, the fatigue life of a rubber bush used in an automobile was predicted by using the prediction equations, and it was compared with the test data of the bush to evaluate the reliability of those equations.

The analysis of tissue elasticity using computer-controlled ultrasonography in the affected upper limb of patients after breast cancer surgery

  • Chan-Hyuk Kwon;Min Woo Ha
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제29권6호
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    • pp.167-173
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    • 2024
  • 본 연구에서는 컴퓨터로 제어되는 초음파를 이용하여 피하 조직의 탄성도를 도출할 수 있는 방법을 개발하였다. 림프 부종은 유방암 수술에서 흔한 합병증으로 유방암 생존자에 있어 삶의 질을 저하시키는 주요 원인으로 알려져 있다. 그러나 아직 부종 조직의 성상을 정량적으로 분석할 수 있는 방법은 정립되어 있지 않다. 유방암 수술 이후 한 쪽 상지에 부종으로 인한 불편감을 호소하는 환자를 대상으로 총 30례의 부종 조직과 그에 상응하는 정상 조직에서의 초음파 분석을 수행하였고, 건측과 환측 간 탄성도의 차이를 도출하였다. 그에 따라 차이가 음수인 더 딱딱한 그룹과(n=13) 양수인 더 부드러운 그룹으로(n=17) 분류하였다. 컴퓨터 제어 초음파 검사와 실시간 압력 센서를 이용한 피하 조직 탄력성 평가는 유방암 수술 후 발생한 림프 부종 환자에서 조직의 성상을 분석할 수 있는 유용한 도구가 될 것이다.

Influencing of drying-wetting cycles on mechanical behaviors of silty clay with different initial moisture content

  • Shi-lin Luo;Da Huang;Jian-bing Peng;Fei Liu;Xiao-ran Gao;Roberto Tomas
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제38권3호
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    • pp.307-317
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    • 2024
  • To get a better understanding of the effect of drying-wetting cycles (DWC) on the mechanical behaviors of silty clay hiving different initial moisture content (IMC), the direct shear tests were performed on sliding band soil taken from a reservoirinduced landslide at the Three Gorges Reservoir area. The results indicated that, as the increasing number of DWC, the shear stress-displacement curves type changed from strain-hardening to strain-softening, and both the soil peak strengths and strength parameters reduced first and then nearly remain unchanged after a certain number of DWC. The effects of DWC on the cohesion were predominated that on the internal friction angle. The IMC of 17% is regarding as the critical moisture content, and the evolution laws of both peak shear strength and strength parameters presented a reversed 'U' type with the rising of the IMC. Based on it, a strength deterioration evolution model incorporating the influence of IMC and DWC was developed to describe the total degradation degree and degradation rate of strength parameters, and the degradation of strength parameters caused by DWC could be counterbalanced to some extent as the soil IMC close to critical moisture content. The microscopic mechanism for the soil strength caused by the IMC and DWC were discussed separately. The research results are of great significance for further understanding the water-weakening mechanicals of the silty clay subjected to the water absorption/desorption.

모래 지반의 입자크기가 지반-말뚝 시스템의 동적 거동에 미치는 영향 평가 (Evaluation of Particle Size Effect on Dynamic Behavior of Soil-pile System)

  • 한진태;유민택;양의규;김명모
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권7호
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    • pp.49-58
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    • 2010
  • 흙의 입자 크기에 따른 지반-말뚝 시스템의 동적 거동 차이를 알아보기 위해, 단말뚝 및 군말뚝에 대한 1g 진동대모형 실험을 수행하였다. 지반 조성에 사용된 시료는 주문진 표준사와 호주산 세사이며, 흙의 입자 크기에 따른 영향을 알아보기 위해 다른 실험 조건은 동일하게 하였다. 단말뚝 실험 결과 말뚝의 횡방향 변위는 말뚝 직경의 1%인 탄성 영역 이내로 발생하였다. 단말뚝의 p-y 거동을 살펴보면 동일 변위에서 주문진 표준사 모형 지반의 지반 반력 값이 호주산 세사 모형 지반에서의 지반 반력보다 더 크게 나타났으며, 이는 주문진 표준사 모형 지반에서의 초기 탄성 강성이 더 크게 평가됨을 의미한다. 이러한 입자 크기에 따른 초기 지반 강성 차이는 공진주 실험 및 삼축압축실험을 통해서 확인하였다. 또한 외삽을 통해 단말뚝의 동적 p-y 중추 곡선을 산정한 결과 동적 p-y 중추곡선의 강성이 주문진 표준사 지반에서 호주산세사 지반보다 더 크게 산정되었다. 그러므로 사질토 지반에서 입자크기에 관계없이 동일한 p-y곡선을 적용하여 말뚝의 동적 거동을 예측하는 방법에 오류가 있을 수 있다. 군말뚝 실험에서는 단말뚝 실험과 같은 실험 조건에서 말뚝 직경의 1% 이상의 횡방향 변위가 발생하였으며, 모형 지반 종류와 상관없이 유사한 p-y 거동이 나타났다. 이는 변형율이 큰 비선형 영역에서는 주문진 표준사와 호주산 세사의 강성 차이가 크지 않기 때문이다. 이러한 일련의 단말뚝 및 군말뚝 실험 결과로 볼 때, 군효과를 평가하기 위해 단말뚝의 p-y 곡선에 단순히 p-승수(p-multiplier)를 곱하여 군효과를 고려하는 방법에 오류가 있을 수 있다고 판단된다.

2상 Ti-6Al-4V 합금, 준단상 Ti-6.85Al-1.6V 및 단상 Ti-7.0Al-1.5V 합금의 고온 변형거동에 관한 연구 (Constitutive Analysis of the High-temperature Deformation Behavior of Two Phase Ti-6Al-4V Near-α Ti-6.85Al-1.6V and Single Phase-α Ti-7.0Al-1.5V Alloy)

  • 김정한;염종택;박노광;이종수
    • 소성∙가공
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    • 제14권8호통권80호
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    • pp.681-688
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    • 2005
  • The high-temperature deformation mechanisms of a ${\alpha}+{\beta}$ titanium alloy (Ti-6Al-4V), near-a titanium alloy (Ti-6.85Al-1.6V) and a single-phase a titanium alloy (Ti-7.0Al-1.5V) were deduced within the framework of inelastic-deformation theory. For this purpose, load relaxation tests were conducted on three alloys at temperatures ranging from 750 to $950^{\circ}C$. The stress-versus-strain rate curves of both alloys were well fitted with inelastic-deformation equations based on grain matrix deformation and grain-boundary sliding. The constitutive analysis revealed that the grain-boundary sliding resistance is higher in the near-${\alpha}$ alloy than in the two-phase ${\alpha}+{\beta}$ alloy due to the difficulties in relaxing stress concentrations at the triple-junction region in the near-${\alpha}$ alloy. In addition, the internal-strength parameter (${\sigma}^*$) of the near-${\alpha}$ alloy was much higher than that of the ${\alpha}+{\beta}$ alloy, thus implying that dislocation emission/ slip transfer at ${\alpha}/{\alpha}$ boundaries is more difficult than at ${\alpha}/{\beta}$ boundaries.

철근 콘크리트 휨부재의 연성지수에 관한 해석적 연구 (Analytical Study on Ductility Index of Reinforced Concrete Flexural Members)

  • 이재훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권3호
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    • pp.391-402
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    • 1994
  • 철근 콘크리트구조는 극한하중에서 연성파괴가 일어나도록 하는 것이 가장 중요한 설계개념의 하나이며 단면이 충분한 소성변형능력을 가지고 있을 때에는 한계상태설계법 개념을 도입하여 소성구조해석이나 모멘트 재분배를 수행하여 경제적인 단면을 설계할 수 있다. 따라서 휨연성지수는 설계된 철근 콘크리트 구조물의 휨거동을 예측하는데 뿐만 아니라 모멘트 재분배의 가능성을 판단하는데에도 이용된다. 그러나 휨연성지수 공식은 인장철근이 항복하는 순간의 곡률에 대하여 선형의 콘크리트 압축응력으로 가정하기 때문에 근사값의 휨연성지수를 계산하게 된다. 본 연구에서는 콘크리트와 철근의 응력-변형도 곡선을 이용한 수치해석으로 이론적 정해에 가까운 휨연성지수를 구하고 각 변수에 따른 휨연성지수의 변화와 공식의 오차, 복철근보의 최대철근량은 고찰함으로써 철근콘크리트 구조설계의 참고자료를 제공하고자 하며 모멘트 재분배에 관한 연구에 이용될 수 있는 철근 콘크리트 휨부재의 모멘트-곡률 곡선 모델을 제시하고자 한다.

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