The plate under shear loading umformly distributed on the end portions of its side boundary was considered. Infinite hyperbolic serieses and Fourier serieses were combined as a stress function and from which exact solutions for the 15 cases for the parameters of b/L=0.25, 0.5, 1.0 and l/L=0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0 are obtained. In each cases the first 5 terms of the infinite series at the 36 points as shown in Fig. 3. The results are presented in Fig. 4-1, 4-2, and 4-3. The conclusions are as follows: 1) The stresses ${\sigma}_x$ increase very slightly as $\chi$ increases in the range of 0<x<L-l 2) When the parameters satisfy the conditions b/L<0.25 and l/L<0.2, the stresses in the region of 0<x<L-l can be obtained by replacing the uniform shear loading by the equivalent uniform shear loading by the equivalent uniform tensile force and pure bending moment at x=l. 3) The stress ${\sigma}_y$ is negligible throughout the region. 4) When the parameter b/L varies, the stresses ${\sigma}_x$ and u vary as L/b, while strain $\upsilon$ varies as $(L/b)^2$.
Aghaei, Manizheh;Forouzan, Mohammad R.;Nikforouz, Mehdi;Shahabi, Elham
Steel and Composite Structures
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제18권5호
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pp.1291-1303
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2015
Damage caused by low velocity impact is so dangerous in composites because although in most cases it is not visible to the eye, it can greatly reduce the strength of the composite material. In this paper, damage development in U-section glass/polyester pultruded beams subjected to low velocity impact was considered. Different failure criteria such as Maximum stress, Maximum strain, Hou, Hashin and the combination of Maximum strain criteria for fiber failure and Hou criteria for matrix failure were programmed and implemented in ABAQUS software via a user subroutine VUMAT. A suitable degradation model was also considered for reducing material constants due to damage. Experimental tests, which performed to validate numerical results, showed that Hashin and Hou failure criteria have better accuracy in predicting force-time history than the other three criteria. However, maximum stress and Hashin failure criteria had the best prediction for damage area, in comparison with the other three criteria. Finally in order to compare numerical model with the experimental results in terms of extent of damage, bending test was performed after impact and the behavior of the beam was considered.
During machining, since more than 50% compliance of the cutting point in machine tool structures comes from headstocks, with the remainder coming from beds, slides and structural joints, the structural analysis of the headstock is very important to improve the static and dynamic performances. Especially, in case of machining hard and brittle materials such as glasses and ceramics with the grinding machine, the reinforced headstock with the high damping material is demanded. Since the fiber reinforced composite materials have excellent properties for structures, owing to its high specific modulus, high damping and low thermal expansion, it is expected that the dynamic and thermal characteristics of the headstock will be improved if they are employed as the materials fur headstock. In this paper, the design and the manufacturing methods as well as the static and dynamic characteristics of a steel-composite hybrid headstock were investigated analytically and experimentally to improve the performance of the grinding machine system.
A microgripper driven by E-T (electro-thermal) actuators has been designed and fabricated by surface micromachining. This microgripper consists of two E-T actuators. Each actuator has two arms with different widths joined at the end to form a 'U' shape. The wider 'cold' arm has a narrow flexure at the end (anchor or electrode side) for easy bending, This actuator can be fabricated with only two masks - one for the sacrificial layer and the other for the poly-Si structure layer. An E-T actuator bends its arm due to unequal thermal expansion between the 'cold' arm and the 'hot' arm, This actuator tip moves laterally in an arcing motion towards the cold arm side when the structure is unevenly heated by the applied current. Therefore each microgripper is actuated inwards and can hold a micro object. The fabricated E-T actuator was operated in the range of $2{\sim}12V$ and $1{\sim}5mA$. and maximum tip displacement was $13.6{\mu}m$. This device may become useful in many applications because an E-T actuator can be designed and fabricated easily, and obtain large displacement.
This paper presents an experimental study on the behavior of concrete-encased composite columns with multiseparate steel sections subjected to axial and eccentric loads. Six 1/4-scaled concrete-encased composite columns were tested under static loads. The specimens were identical in geometric dimensions and configurations, and the parameter of this experiment was the eccentricity ratio of the applied load. Each two of the specimens were loaded with 0, 10%, and 15% eccentricity ratios. The capacity, deformation pattern, and failure mode of the specimens were carefully examined. Test results indicate that full composite action between the concrete and the steel sections can be realized even though the steel sections do not connect with one another. The concrete-encased composite columns can develop stable behavior and sufficient deformation capacity by providing enough transverse reinforcing bars. Capacities of the specimens were evaluated based on both the Plain Section Assumption (PSA) method and the superimposition method. Results show that U.S. and Chinese codes can be accurate and safe in terms of bending capacities. Test results also indicate that the ACI 318 and Mirza methods give the best predictions on the flexural stiffness of this kind of composite columns.
Alinejad, Hamidreza;Jeong, Seung Yong;Kang, Thomas H.K.
Wind and Structures
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제31권6호
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pp.575-591
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2020
Wind load is typically considered as one of the governing design loads acting on a structure. Understanding its nature is essential in evaluation of its action on the structure. Many codes and standards are founded on state of the art knowledge and include step by step procedures to calculate wind loads for various types of structures. One of the most accepted means for calculating wind load is using Gust Load Factor or base bending Moment Gust Load Factor (MGLF), where codes are adjusted based on local data available. Although local data may differ, the general procedure is the same. In this paper, ASCE 7-16 (2017), which is used as the main reference in the U.S., and Korean Building Code (KBC 2016) are compared in evaluation of wind loads. The primary purpose of this paper is to provide insight on each code from a structural engineering perspective. Herein, discussion focuses on where the two codes are compatible and differ. In evaluating the action of wind loads on a building, knowledge of the dynamic properties of the structure is critical. For this study, the design of four figurative high-rise buildings with dual systems was analyzed.
Cu as a heat exchanger tube is an important component in thermal fluid transfer. However, Cu tubes are exposed to stress in certain environments, leading to stress corrosion cracking (SCC). In this study, the effect of Sn addition on microstructure and corrosion characteristics was examined. The microstructural examination revealed the presence of columnar crystal and a grain refinement due to the addition of Sn. Electrochemical measurements showed that the 5 wt.% NH3 environment was the most vulnerable environment to Cu corrosion, and the corrosion current density increased as stress increased. The immersion test exhibited the formation of Cu2O and Cu(OH)2 corrosion product in 3.5 wt.% NaCl and 5 wt.% NH3 environments, respectively. Results indicated that Sn addition to Cu was an important factor in improving the mechanical strength.
주철 맨홀뚜껑은 제조과정에서 환경오염을 유발하며, 작업환경은 매우 열악하다. 또한, 맨홀 뚜껑의 높이와 도로 표면의 높이가 일치하지 않은 경우에는 많은 불편을 초래하며 안전에도 문제를 야기한다. 본 연구에서는 주철 맨홀뚜껑을 대체할 수 있고, 도로 노면 공사 시 도로 노면 높이와 맨홀 뚜껑의 높이를 동일하게 맞추기 용이한 높이 조절이 가능한 강재 맨홀 뚜껑 구조를 제안하였다. 요구되는 품질 성능을 만족시키기 위한 맨홀 뚜껑의 구조에 대한 설계변수를 파악하기 위하여 구조 해석을 수행하였다. 요구되는 내하중 용량을 만족하는 맨홀뚜껑을 제작하기 위하여 ㄷ자 모양의 보강대에 대하여 최적 설계를 수행하였다. 높이조절부의 원통과 하부 프레임 원통은 강판을 굽힘 가공하여 원형의 형상으로 만든 후 용접에 의하여 제작하였다. 또한, 보강대도 강판을 굽힘 가공하여 제작하였다. 높이 조절용 홈은 CNC 밀링머신에 의하여 가공하였다. 4차례의 시제품을 제작하여 내하중 실험을 수행하였으며, 시험의 결과를 반영하여 새로이 제작하였다. 내하중 시험에서 용접부의 파손은 발생하지 않았으며, 주로 변형은 높이조절 홈과 가셋트 판이 접촉하는 부위에서 발생하였다. 450kN의 부하 하중에 의해 1~2.7mm의 변형이 발생하지만, 하중을 제거한 후에 거의 잔류변형이 없으며, 맨홀뚜껑의 분해 및 재조립이 가능하기 때문에 내하중 평가도 만족하는 것으로 판정받았다.
Low dielectric materials have been great attention in the semiconductor industry to develop high performance interlayer dielectrics with low k for Cu interconnect technology. In our study, the dielectric properties of SiOC /SiO2 thin film derived from polyphenylcarbosilane were investigated as a potential interlayer dielectrics for Cu interconnect technology. Polyphenylcarbosilane was synthesized from thermal rearrangement of polymethylphenylsilane around $350^{\circ}C{\sim}430^{\circ}C$. Characterization of synthesized polyphenylcarbosilane was performed with 29Si, 13C, 1H NMR, FT-IR, TG, XRD, GPC and GC analysis. From FT-IR data, the band at 1035 cm-1 is very strong and assigned to CH2 bending vibration in Si-CH2-Si group, indicating the formation of the polyphenylcarbosilane. Number average of molecular weight (Mn) of the polyphenylcarbosilane synthesized at $400^{\circ}C$ for 6hwas 2, 500 and is easily soluble in organic solvent. SiOC/SiO2 thin film was fabricated on ton-type silicon wafer by spin coating using 30wt % polyphenylcarbosilane incyclohexane. Curing of the film was performed in the air up to $400^{\circ}C$ for 2h. The thickness of the film is ranged from $1{\mu}m$ to $1.7{\mu}m$. The dielectric constant was determined from the capacitance data obtained from metal/polyphenylcarbosilane/conductive Si MIM capacitors and show a dielectric constant as low as 2.5 without added porosity. The SiOC /SiO2 thin film derived from polyphenylcarbosilane shows promising application as an interlayer dielectrics for Cu interconnect technology.
평면 굽힘부식피로 시험기를 사용하여 선박용 알루미늄합금재의 부식피로파양에 관한 연구를 한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 비저항이 증가함에 따라서 초기 부식피로균열발생까지의 반복회수는 지연되고, 그 부식감수성은 감소하는 양상을 나타낸다. 2. 비저항이 감소할수록 Paris rule의 실험상수 m 값은 작아지면서 응력강도 계수값에 비해 부식에 의한 영향이 더욱 민감해 진다. 3. 알루미늄 5086 합금의 부식피로균열은 입계균열파양의 양상을 보이고 있다. 4. 응력강도계수값이 증가함에 따라 부식감수성은 감소되어지고 응력강도계수값이 40kg.mm super(-3/2) 이상일 때 부식감수성은 거의 균일하게 된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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