일반적으로 콘크리트는 경제성이 뛰어나지만 낮은 인장강도로 인하여 구조성능상의 한계를 가지고 있기 때문에 콘크리트와 결합된 다양한 합성재료의 특성을 활용한 구조부재의 개발이 진행되고 있다. 강섬유 보강 콘크리트(SFRC)는 높은 인장강도로 인하여 콘크리트의 재료적 단점을 보완할 수 있는 우수한 합성재료로서 알려져 있고, 특히 고강도 콘크리트의 화재시 폭렬현상에 대한 대안으로 여겨지고 있다. 또한, 프리스트레스트콘크리트(PSC) 부재는 장경간 구조에 매우 유리하며 일반철근콘크리트(RC) 부재에 비해 높은 전단강도를 가진다. 따라서, 이 연구에서는 SFRC에 프리스트레스를 적용한 강섬유 보강 프리스트레스트 콘크리트(SFR-PSC)부재의 전단거동을 이해하기 위하여 총 22개의 직접전단실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 SFR-PSC부재의 균열면에서의 균열전달 구성방정식을 제안하였다. SFR-PSC의 거동특성을 반영하여 제안된 재료관계식은 실험결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다.
This paper focuses on the cracking and fragmentation process in rock materials containing a pair of non-parallel flaws, which are through the specimen thickness, under vertical compression. Several numerical experiments are conducted with varying flaw arrangements that affect the initiation and tensile wing cracks, shear crack growth, and crack coalescing behaviors. To obtain realistic numerical results, a parallelized peridynamics formulation coupled with a finite element method, which is able to capture arbitrarily occurring cracks, is employed. From previous studies, crack initiation and propagation of tensile wing cracks, horsetail cracks, and anti-wing cracks are well understood along with the coalescence between two parallel flaws. In this study, the coalescence behaviors, their fragmentation sequences, and the role of an x-shaped shear band in rock material containing two non-parallel flaws are discussed in detail on the basis of simulation results strongly correlated with previous experimental results. Firstly, crack initiation and propagation of tensile wing cracks and shear cracks between non-parallel flaws are investigated in time-history and then sequential coalescing behavior is analyzed. Secondly, under the effect of varying inclination angles of two non-parallel flaws and overlapping ratios between a pair of non-parallel flaws, the cracking patterns including crack coalescence, fragmentation, and x-shaped shear band are investigated. These numerical results, which are in good agreement with reported physical test results, are expected to provide insightful information of the fracture mechanism of rock with non-parallel flaws.
The automobile is made up of thousands of parts. Some parts are formed by pressing and combined by spot welding. To find weldability conditions of spot welding, clearance between two welding plates was made and after spot welding, weldability is evaluated by means of tensile shear load, nugget size and shape. Specimen used in this study was a steel plate of 1.2mm thickness and electrode was Cu-Cr alloy of 6mm diameter. When spot welding started, the clearance of two specimens was changed 0mm, 3mm and 5mm and distance from vise to measure influence of bending moment 25mm, 45mm, 65mm step by step. The fractured surface of specimen after this test was observed by Optical Microscope to measure microstructure and nugget shape. When clearance of two specimen was 3mm and 5mm, strength and nugget size was decreased and nugget shape was not clear. The much bending moment and crosshead speed are the much tensile shear load is.
Powder type Ag system insert metals were manufactured by ball milling process. The variables of milling process such as milling media, revolution speed and powder/ball weight ratio were constant except the milling time. The milling times were selected for 24, 48 and 72 hours. The insert metals made by milling process were evaluated by performing scanning electron microscope, x-ray and DSC(differential scanning calorimetry) analysis, and further in terms of wettability test. The selected insert metals that have the good characteristics compared to commercial insert metals were applied to make the brazed joints of the steel/steel and the steel/WC superhard particles. The characterizations of those brazed joints were also conducted by microstructural observations, shear tensile tests and microhardness measurements. The results indicated that milling time of 48 hours for making powder type insert metals was the best condition showing the small amount of oxides residue, low wetting angle and stable microstructure. The brazed joints that applied the 48 hours milled insert metal were very sound condition indicating the shear tensile value of $2.29{\times}102$ MPa and the microhardness of 138VHN. Further, the amount of the porosity was appeared to be lower than that of the commercial insert metals.
Many studies on the application of stainless steels as structural materials in buildings and infra-structures have been performed thanks to superior characteristics of corrosion resistance, fire resistance and aesthetic appeal. Experimental investigation to estimate the ultimate strength and fracture mode of the fillet-welded connections of cold-formed austenitic stainless steel (STS304L) with better intergranular corrosion resistance than that of austenitic stainless steel, STS304 commonly used has carried out by authors. Specimens were fabricated to fail by base metal fracture not weld metal fracture with main variables of weld lengths according to loading direction. All specimens showed a block shear fracture mode. In this paper, finite element analysis model was developed to predict the ultimate behaviors of welded connection and its validity was verified through the comparison with test results. Since the block shear behavior of welded connection due to stress triaxiality and shear-lag effects is different from that of bolted connection, stress and strain distributions in the critical path of tensile and shear fracture section were investigated. Test and analysis strengths were compared with those by current design specifications such as AISC, EC3 and existing researcher's proposed equations. In addition, through parametric analysis with extended variables, the conditions of end distance and longitudinal weld length for block shear fracture and tensile fracture were suggested.
In this paper, an Adaptive nerou-based inference system (ANFIS) is being used for the prediction of shear strength of high strength concrete (HSC) beams without stirrups. The input parameters comprise of tensile reinforcement ratio, concrete compressive strength and shear span to depth ratio. Additionally, 122 experimental datasets were extracted from the literature review on the HSC beams with some comparable cross sectional dimensions and loading conditions. A comparative analysis has been carried out on the predicted shear strength of HSC beams without stirrups via the ANFIS method with those from the CEB-FIP Model Code (1990), AASHTO LRFD 1994 and CSA A23.3 - 94 codes of design. The shear strength prediction with ANFIS is discovered to be superior to CEB-FIP Model Code (1990), AASHTO LRFD 1994 and CSA A23.3 - 94. The predictions obtained from the ANFIS are harmonious with the test results not accounting for the shear span to depth ratio, tensile reinforcement ratio and concrete compressive strength; the data of the average, variance, correlation coefficient and coefficient of variation (CV) of the ratio between the shear strength predicted using the ANFIS method and the real shear strength are 0.995, 0.014, 0.969 and 11.97%, respectively. Taking a look at the CV index, the shear strength prediction shows better in nonlinear iterations such as the ANFIS for shear strength prediction of HSC beams without stirrups.
A methodology is described for predicting the fatigue life of the resistance spot weldment including strain rate effect. Because it is difficult to perform a physical failure test with high strain rate, an analytical method is necessary to get the mechanical properties of various strain rate, To this end, quasi-static tensile-shear tests at several strain rate were performed on spot weldments of SPC. These test provided the empirical data with the strain rate. With these results, we formulated the function of fatigue life prediction using the lethargy coefficient which is the global material property from tensile test. And, we predicted the fatigue life of spot weldment at dynamic strain rate. To confirm this method for fatigue life prediction, analytical results were compared with the experimental fatigue data.
Experimental and discrete element method were used to investigate the effects of joint number and its angularities on the shear behaviour of joint's bridge area. A new shear test condition was used to model the gypsum cracks under shear loading. Gypsum samples with dimension of 120 mm×100 mm×50 mm were prepared. the length of joints was 2cm. in experimental tests, the joint number is 1, 2 and 3 and its angularities change from 0° to 90° with increment of 45°. Assuming a plane strain condition, special rectangular models are prepared with dimension of 120 mm×100 mm. similar to joints configuration in experimental test, 9 models with different joint number and joint angularities were prepared. This testing show that the failure process is mostly governed by the joint number and joint angularities. The shear strengths of the specimens are related to the fracture pattern and failure mechanism of the discontinuities. The shear behaviour of discontinuities is related to the number of induced tensile cracks which are increased by increasing the rock bridge length. The strength of samples decreases by increasing the joint number and joint angularities. Failure pattern and failure strength are similar in both of the experimental test and numerical simulation.
Over the last decade fiber-reinforced polymer (FRP) reinforcement consisting of glass, carbon, or aramid fibers embedded in a resin such as vinyl ester, epoxy, or polyester has emerged as one of the most promising and affordable solutions to the corrosion problems of steel reinforcement in structural concrete. But reinforcing rebar for concrete made of FRP rebar has linear elastic behavior up to tensile failure. For safety a certain plastic strain and an elongation greater than 3% at maximum load is usually required for steel reinforcement in concrete structures. The same should be required for FRP rebar. Thus, the main object of this study was to develop new type of hybrid FRP rebar Also, this study was evaluated to the mechanical properties of Hybrid FRP rebar. The Manufacture of the hybrid FRP rebar was achieved by pultrusion, and braiding and filament winding techniques. Tensile and interlaminar shear test results of Hybrid FRP rebar can provide its excellent tensile strength-strain behavior and interlaminar stress-strain behavior.
Glass fiber reinforced PET (Poly-Ethylene-Terephthalate) matrix composite was manufactured by rapid press consolidation technique as functions of temperature, pressure and time in pre-heating, consolidation and solidification stages. The optimal manufacturing conditions for this composite were discussed based on the void content, tensile, interlaminar shear, and impact properties. A tensile test was attempted to investigate the mechanical properties of the composite. It is found that the level of crystallinity and microstructure affects on the tensile properties substantially.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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