임계하 균열성장(subcritical crack growth)은 암석 내에서 오랜 시간 동안 일어나는 균열시스템 발달의 주된 원인으로 그 중요성이 매우 크다. 본 연구에서는 증류수(pH = 5-7)와 수산화나트륨(NaOHaq, pH = 12)용액으로 포화된 암석과 건조암석에서의 임계하 균열성장에 대해 고찰하였다. 아울러 공극유체의 수소이온농도(pH)의 영향도 함께 살펴보았으며, 안산암과 화강암이 연구에 사용되었다. 연구방법은 온도가 조절된 환경에서 이중-비틀림 실험(double-torsion test)을 실시하여 균열성장속도와 응력확장계수와의 상관관계를 파악하였다. 연구의 결과 수성환경에서 균열성장속도가 건조한 경우보다 크게 나타났으며, 이는 기존 연구에서 물이 첨가되었을 때 균열성장속도가 빨라지는 결과와 잘 일치한다. 증류수와 수산화나트륨 사이의 결과에서는 수소이온농도의 차이에도 불구하고 균열성장속도의 차이가 나타나지 않았으며 이는 수산화이온이 균열성장을 가속한다는 기존의 결과와는 차이를 보였다. 따라서 균열의 첨단부(crack-tip)에서의 수소이온농도의 차이는 균열의 성장에 영향을 미치지만, 공극유체의 전체적인 수소이온농도(bulk pH)의 영향은 매우 적다는 결론을 얻을 수 있었다.
This paper described operation and vibration characteristics of a 'tail-fan' anti-torque performance test system. KARI (Korea Aerospace Research Institute) developed a 'tail-fan' anti-torque system of a helicopter and a performance test-rig to test the performance of the tail-fan. The performance test-rig consists of driving, supporting and rotating parts. In the process of the performance test, firstly, operation test of the test-rig were carried out to verify design specifications. Secondly, natural frequencies of fan blade and test-rig were measured respectively. Lastly, to find the operation rotating speed for the performance test, vibration test were carried out using accelerometers on tail gear box. The performance test conditions of the tail-fan to avoid a resonance were found from the fan-plot and vibration test results. The tail-fan performance tests were well done safely.
The failure analysis on fractured parts is divided into the qualitative method by naked eyes and metallurgical microscope etc. and the quantitative method by SEM and X-ray diffraction etc. X-ray fractography can be applied to contaminated surface as well as clean surface and gain the plastic deformation and the residual stress near the fractured surface. Turbine blade is subject to cyclic bending force by steam pressure and suffers fatigue damage according to the increasing operating time. Therefore, to clean up the fracture mechanism of torsion-mounted blade in nuclear plant, the fatigue and the X-ray diffraction test was performed on the 12%Cr steel fur turbine blade and the fractured parts. The correlation of X-ray parameter and fracture mechanics parameter was determined, and then the load applied to actual broken turbine blade was predicted. Failure analysis was performed by contact stress analysis and Goodman diagram of torsion-mounted blade.
Due to earthquakes, many structures suffered extensive damages that were attributed to the torsional effect caused by mass, stiffness or strength eccentricity. Due to this type of asymmetry torsional moments are generated that are imposed by means of additional shear forces developed at the vertical resisting structural elements of the buildings. Although the torsional effect on the response of reinforced concrete buildings was the subject of extensive research over the last decades, a quantitative index measuring the amplification of the shear forces developed at the vertical resisting elements due to lateral-torsional coupling valid for both elastic and elastoplastic response states is still missing. In this study a reliable index capable of assessing the torsional effect is proposed. The performance of the proposed index is evaluated and its correlation with structural response quantities like displacements, interstorey drift, base torque, shear forces and upper diaphragm's rotation is presented. Torsionally stiff, mass eccentric single-story and multistory structures, subjected to bidirectional excitation, are considered and nonlinear dynamic analyses are performed using natural records selected for three hazard levels. It was found that the proposed index provides reliable prediction of the magnitude of torsional effect for all test examples considered.
Khagehhosseini, A.H.;Porhosseini, R.;Morshed, R.;Eslami, A.
Structural Engineering and Mechanics
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제47권2호
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pp.247-263
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2013
It is evident that torsional resistance of a reinforced concrete (RC) member is attributed to both concrete and steel reinforcement. However, recent structural design codes neglect the contribution of concrete because of cracking. This paper reports on the results of an experimental and numerical investigation into the torsional capacity of concrete beams reinforced only by longitudinal rebars without transverse reinforcement. The experimental investigation involves six specimens tested under pure torsion. Each specimen was made using a cast-in-place concrete with different amounts of longitudinal reinforcements. To create the torsional moment, an eccentric load was applied at the end of the beam whereas the other end was fixed against twist, vertical, and transverse displacement. The experimental results were also compared with the results obtained from the nonlinear finite element analysis performed in ANSYS. The outcomes showed a good agreement between experimental and numerical investigation, indicating the capability of numerical analysis in predicting the torsional capacity of RC beams. Both experimental and numerical results showed a considerable torsional post-cracking resistance in high twist angle in test specimen. This post-cracking resistance is neglected in torsional design of RC members. This strength could be considered in the design of RC members subjected to torsion forces, leading to a more economical and precise design.
Carbon Fiber reinforced composite material can be designed for the optimized performances of structural member that have achieve appropriate mechanical properties with cross-sectional shape, fiber direction, stacking sequence and thickness. So there are needed extensive databases each optimal design of CFRP structural member by impact through the preparation of different shape, interface number, thickness and stacking angle. When pressure is applied to structural member, compression, bending and torsion is shown on the corresponding member. For the effective utilization of fiber reinforced composite material as main structural member, optimized design technology should be established to maximize mechanical properties for compression, bending and torsion. In this paper, CFRP prepreg sheet with different stacking angle is manufactured in CFRP and hybrid(Al+CFRP) with circular cross-section. Strength and stiffness is gotten respectively by flexure test. CFRP structure and hybrid structure can be compared with each other. The best design guideline can be analyzed by use of this study result.
Concrete-filled-steel-tubular (CFST) columns have been well proven to improve effectively the strength, stiffness and ductility of concrete members. However, the central part of concrete in CFST columns is not fully utilised under uni-axial compression, bending and torsion. It has small contribution to both flexural and torsion strength, while it can be replaced effectively by steel with smaller area to give similar load-carrying capacity. Also, the confining pressure in CFST columns builds up slowly because the initial elastic dilation of concrete is small before micro-crackings of concrete are developed. From these observations, it is convinced that the central concrete can be effectively replaced by another hollow steel tube with smaller area to form double-skinned concrete-filled-steel-tubular (CFDST) columns. In this study, a series of uni-axial compression tests were carried out on CFDST and CFST columns with and without external steel rings. From the test results, it was observed that on average that the stiffness and elastic strength of CFDST columns are about 25.8% and 33.4% respectively larger than CFST columns with similar equivalent area. The averaged axial load-carrying capacity of CFDST columns is 7.8% higher than CFST columns. Lastly, a theoretical model that takes into account the confining effects of steel tube and external rings for predicting the uni-axial load-carrying capacity of CFDST columns is developed.
In the case of columns in buildings with soft story, the concentration of stress due to the difference in stiffness can damage the columns. The irregularity of buildings including soft story requires retrofit because combined load of compression, bending, shear, and torsion acts on the structure. Concrete jacketing is advantageous in securing the strength and stiffness of existing members. However, the brittleness of concrete make it difficult to secure ductility to resist the large deformation, and the complicated construction process for integrity between the existing member and extended section reduces the constructability. In this study, two types of Steel Grid Reinforcement (SGR), which are Steel Wire Mesh (SWM) for integrity and Steel Fiber Non-Shrinkage Mortar (SFNM) for crack resistance are proposed. One reinforced concrete (RC) column with non-seismic details and two columns retrofitted with each different types of proposed method were manufactured. Seismic performance was analyzed for cyclic loading test in which a combined load of compression, bending, shear, and torsion was applied. As a result of the experiment, specimens retrofitted with proposed concrete jacketing method showed 862% of maximum load, 188% of maximum displacement and 1,324% of stiffness compared to non-retrofitted specimen.
High temperature plastic deformation behavior of Al 6061 alloy was characterized by hot torsion test. The Al 6061 alloy deformed continuously in the temperature range of 400∼550$^{\circ}C$, and strain rate range of 0.05∼5/sec. The softening mechanism of Al 6061 alloy was dynamic recrystallization and identified by hyperbolic sine law and zener-Hollmon parameter. The evolution of grain size and deformation resistance were calculated by the relationships of deformation variables.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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