• 제목/요약/키워드: beam hardening

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연속파형 Nd:YAG 레이저를 이용한 SM45C 중탄소강의 레이저표면경화 특성 (Characteristics of Laser Surface Hardening for SM45C Medium Carbon Steel using Continuous Wave Nd:YAG Laser)

  • 유영태;신호준;안동규
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권11호
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    • pp.51-58
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    • 2005
  • Laser surface hardening technologies have been used to improve characteristics of wear and to enhance the fatigue resistance for automotive parts. The objective of this research work is to investigate the influence of the process parameters, such as power of laser and defocused spot position, on the characteristics of laser heat treatment for the case of SM45C medium carbon steel. CW Nd:YAG laser is selected as the heat source. The optical lens with the elliptical profile is designed to obtain a wide heat treatment area with a uniform hardness. From the results of the experiments, it has been shown that the maximum hardness is approximatly 780 Hv when the power and the travel speed of laser are 1,095 W and 0.6 m/min, respectively. In addition, the hardening width using the elliptical lens was three time larger than that using the defocusing of laser beam.

비선형 지진 해석을 위한 보-기둥 요소 (Beam-Column Element Applicable to Nonlinear Seismic Analysis)

  • 김기동;고만기;이상수
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권4호통권33호
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    • pp.557-578
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    • 1997
  • 이 연구의 목적은 매우 큰 지진하에 휨 모멘트에 의해서만 항복하는 부재와 휨 모멘트와 축 방향력에 의하여 항복하는 부재를 모델 할 수 있는 보-기둥 요소를 개발하는데 있다. 이 요소는 직렬 힌지 모델 (one-component series hinge model)로 간주 될 수 있으며, 축 방향 강성도 변화와 축 방향 소성 변형을 고려 할 수 있고 또한 단조, 주기, 임의 하중 등을 적절히 모델 할 수 있는 경화 법칙 (hardening rules)을 고려한다. 일반적으로 이 요소는 실험 결과 및 화이버 모델 (fiber model)에 비교하여 볼 때 기존의 이직선 힌지 모델 (bilinear hinge model)보다 우수한 거동을 보였고 모멘트 저항 뼈대 구조물의 강 부재의 보-기둥 거동을 적절하게 모델 할 수 있었다. 개발된 보-기둥 요소는 지진 하중하에서 구조물의 전체적인 거동과 설계에 필요한 국부 변형량을 기존의 이직선 힌지 모델 보다 매우 정확하게 예측 할 수 있다.

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합성형 거더의 3차원 비선형 거동해석 (Nonlinear Finite Element Analysis of Steel Composite Girders)

  • 주영태;강병수;성원진;박대열;이용학
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.173-176
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    • 2003
  • Progressive failure analysis of steel composite double T-beam is performed to investigate the mechanical effects of steel composite fabricated in the webs of double-T beam to replace concrete placing forms. The analysis is based on nonlinear finite element scheme considering material nonlinearities of concrete, reinforcing bar and PS steel. Four-parameter strength envelope defines the hardening and softening phenomena of concrete with consideration of the various levels of confining pressures. Rankine maximum strength criterion defines the elasto-plasticity of PS steel and reinforcing bar, and Von Mises $J_2$ failure criterion for steel plate which wraps the concrete webs of double T-beam. A 6m long two-span steel composite double T-beam is analyzed and compared with the experimental results.

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원형 외팔보의 응답에서의 비선형 현상 (Non-linear Phenomenon in the Response of Circle Cantilever Beam)

  • 김명구;이흥식;조종두
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.445-451
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    • 2005
  • This paper is the result of a experimental study about non-linear one to one modal coupling of a flexible circular cantilever beam which was transversely excited with harmonic excitation. It was proved that 2 order jumping in out of plane was caused by jump phenomenon in in-plane of flexible circular cantilever beam, because of non-linear coupling. In addition, cantilever beam showed hardening spring characteristics in in-plane and softening spring characteristics in out-of-plane.

원형 외팔보의 응답에서의 비선형 현상 (Non-linear Phenomenon in the Response of Circle Cantilever Beam)

  • 김명구;이흥식;조종두
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.129-133
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    • 2004
  • This paper is the result of a experimental study about non-linear one to one modal coupling of a flexible circular cantilever beam which was transversely excited with harmonic excitation. It was proved that 2 order jumping in out of plane was caused by jump phenomenon in in-plane of flexible circular cantilever beam, because of non-linear coupling. In addition, cantilever beam showed hardening spring characteristics in in-plane and softening spring characteristics in out-of-plane.

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고강도 철근과 변형경화형 시멘트복합체를 사용한 보의 균열거동 및 휨 성능 (Cracking Behavior and Flexural Performance of RC Beam with Strain Hardening Cement Composite and High-Strength Reinforcing Bar)

  • 장석준;강수원;윤현도
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.37-44
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    • 2015
  • 본 연구는 변형경화형 시멘트 복합체(strain hardening cement composite, SHCC)가 고강도 철근이 배근된 보의 휨 거동에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시되었다. 또한, 본 연구에서는 SHCC가 철근콘크리트 휨 부재의 균열완화성능 및 연성에 미치는 영향을 분석하였으며, 실험결과를 토대로 하여 이론적인 휨 강도 예측 방법을 제안하였다. 실험을 위하여 시멘트 복합체의 종류 및 강도, 철근의 항복강도를 변수로하여 총 6개의 실험체를 제작하였다. 가력을 위해 단순 보 실험체를 500 kN용량의 유압 엑추에이터를 사용하여 변위제어 방식으로 4점 가력 하였다. 실험결과 SHCC를 사용한 경우 일반 고강도 철근콘크리트 보에 비하여 균열완화성능 및 연성이 증가하는 양상을 나타내었다. 특히 고강도 철근을 배근한 경우 휨 내력에 큰 차이를 나타내었으며, 이는 SHCC 대체가 800 MPa급 이상의 고강도 철근을 휨 철근으로 적용할 수 있는 가능성을 보여주는 것으로 판단된다. 예측된 휨 거동 산정 기법을 제한된 실험의 휨 내력을 잘 예측하는 것으로 나타났으며, 향후 SHCC의 인장강도 모델분석을 통해 보다 명확한 제안을 할 수 있을 것으로 판단된다.

Ultra-low cycle fatigue tests of Class 1 H-shaped steel beams under cyclic pure bending

  • Zhao, Xianzhong;Tian, Yafeng;Jia, Liang-Jiu;Zhang, Tao
    • Steel and Composite Structures
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    • 제26권4호
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    • pp.439-452
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    • 2018
  • This paper presents experimental and numerical study on buckling behaviors and hysteretic performance of Class 1 H-shaped steel beam subjected to cyclic pure bending within the scope of ultra-low cycle fatigue (ULCF). A loading device was designed to achieve the pure bending loading condition and 4 H-shaped specimens with a small width-to-thickness ratio were tested under 4 different loading histories. The emphasis of this work is on the impacts induced by local buckling and subsequent ductile fracture. The experimental and numerical results indicate that the specimen failure is mainly induced by elasto-plastic local buckling, and is closely correlated with the plastic straining history. Compared with monotonic loading, the elasto-plastic local buckling can occur at a much smaller displacement amplitude due to a number of preceding plastic reversals with relative small strain amplitudes, which is mainly correlated with decreasing tangent modulus of the material under cyclic straining. Ductile fracture is found to be a secondary factor leading to deterioration of the load-carrying capacity. In addition, a new ULCF life evaluation method is proposed for the specimens using the concept of energy decomposition, where the cumulative plastic energy is classified into two categories as isotropic hardening and kinematic hardening correlated. A linear correlation between the two energies is found and formulated, which compares well with the experimental results.

고출력 다이오드 레이저를 이용한 고탄소강의 경화특성에 관한 연구 (A Study on Hardening Characteristics of High Carbon Steel by using High Power Diode Laser)

  • 황현태;김종도;소상우
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제35권5호
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    • pp.600-607
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    • 2011
  • 고탄소강은 사용자가 요구하는 특성을 만족시키기 위해 침탄, 질화, 고주파담금질 등에 의해 표면처리 되어져 왔다. 그러나 기존의 처리 방법은 모두 처리물 전체를 가열하거나 균일한 가열을 하지 못하여 표면처리 후 변형의 문제와 처리후의 후가공의 경비문제, 그리고 극히 일부분만 경화가 필요한 부품에는 적용하기 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 표면처리법으로로써 레이저열처리 방법이 대두대고 있으며, 레이저열처리는 레이저 빔을 피처리물의 표면에 조사하고 적당한 속도로 이동을 하게 되면 레이저조사부위가 급속하게 가열되고 레이저 빔이 통과한 후에는 표면의 열이 내부로 열전도 되어 급속히 자기냉각(self-quenching)됨으로써 표면에 새로운 기계적 성질을 갖게 하는 열처리법이다. 본 연구에서는 기존의 CW Nd:YAG 레이저 열원보다 효율이 좋은 HPDL을 이용한 고효율, 고기능의 고탄소강 열처리 후 재료적 물성을 평가하였다. 그 결과 레이저빔의 조사속도 및 온도변화에 따른 열처리부 및 모재 부분에 대한 경도특성 및 미세조직의 특성을 명확히 할 수 있었다.

강재 모멘트 골조의 비선형 지진 해석을 위한 부등단면 보 요소 II: 모델의 검증 (Non-Prismatic Beam Element for Nonlinear Seismic Analysis of Steel Moment Frames II: Verification of Model)

  • 황병국;전충하;김기동;고만기
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제7권5호
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    • pp.37-46
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    • 2007
  • 본 연구는 강재 모멘트 골조의 비선형 지진 해석을 위한 부등단면 보 요소에 관한 두 개의 동반논문 중에서 두 번째 논문이다. 동반논문에서는 지진운동 하의 단면감소(RBS) 강재 보의 탄성 및 비탄성 거동을 정의하기 위한 부등단면 보(RBS 보) 요소를 제시하였고 본 연구에서는 RBS 보 요소에 대한 항복면, 강성 변수, 그리고 경화(혹은 연화) 법칙 변수의 결정과정을 기술하였고 RBS 보 요소의 해석결과를 실험 및 유한요소 해석(FEM) 결과와 비교하였다. RBS 보 요소의 해석결과는 실험 및 FEM 결과와 좋은 상관관계를 보였다.

고장력 소재로 롤-포밍 공법에 의한 자동차 도어 사이드 임팩트 빔 개발 (Development of Vehicle Door Side Impact Beam with High Tensile Steel using Roll Forming Process)

  • 손희진;김성육;오범석;김기선
    • 한국기계가공학회지
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    • 제11권6호
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    • pp.82-87
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    • 2012
  • The purpose of this study is to produce a side impact beam with high tensile steel using a roll forming process. The door side impact beam plays an important roll in a car because it protects passengers from external crash. The roll forming process is a continuous bending process wherein a long metal sheet is bended as it continuously passes several rolls. The characteristic of this study is that an impact beam is produced by a continuous process using a ultra high strength steel without a hardening heat treatment. A model was determined by analysing plasticity of a cross section shape considering high strength. Design parameters of the impact beam was determined by crash-analysing the model. Workpiece products were manufactured by designing dies for roll forming and setting them up in a following process line. Results of a bending test and a FEM analysis was considered and reviewed.