• 제목/요약/키워드: ductile failure

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철근콘크리트 보의 휨 및 전단파괴 예측의 3차원 유한요소 모델 (3-D Finite Element Model for Predicting Bending and Shear Failure of RC Beams)

  • 조창근;하기주
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.109-116
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    • 2010
  • 철근콘크리트 보의 휨 및 전단파괴 예측을 위한 철근콘크리트 부재의 3차원 유한요소모델을 개발하였다. 다축구속응력 하에서의 콘크리트의 연성거동을 보다 정확히 예측하기 위해 변형률 공간에서의 콘크리트 파괴기준을 제시하였다. 3축하에서의 콘크리트 균열거동을 위해 균열발생 후 인장연화거동, 골재맞물림 및 다우얼효과를 고려한 균열면 전단전달특성을 고려토록 하였다. 휨 및 전단 파괴 양상을 갖는 보 시험체와의 비교 연구를 통하여 본 유한요소 모델은 저보강보의 연성 휨 파괴 뿐만 아니라 전단보강되지 않은 철근콘크리트 보의 취성 전단 파괴 양상을 갖는 부재의 거동 예측에도 유효한 것으로 판단되었다.

부분 비부착 NSM Hybrid FRP 보강근에 의한 철근콘크리트보의 연성보강 (Ductile Strengthening of Reinforced Concrete Beams by Partially Unbonded NSM Hybrid FRP Rebars)

  • 이차돈;정상모;원종필;이승환
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.143-153
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    • 2003
  • 철근콘크리트를 FRP 복합재로 보강할 경우, 취성파괴를 방지하고 연성파괴를 확보할 수 있는 새로운 기법을 표면매립공법(Near Surface Mounted technique: 이하 NSM 공법)에 근거하여 제시하였다. 제안된 기법은 Hybrid FRP rebar를 부분적으로 비부착 시킴으로서 보강된 보의 연성을 확보한다. Hybrid FRP rebar의 일부를 비부착으로 한 경우와 전부를 부착으로 한 경우의 NSM 공법에 의한 FRP 보강된 철근 콘크리트보의 거동을 비교하기 위한 실험을 실시하였다. 실험 결과, 부분 비부착 NSM 공법으로 보강된 철근 콘크리트보만이 연성거동을 함이 관찰되었다. 부분 비부착 보강된 보의 극한 시 내력을 확보하기 위한 최소한의 FRP의 부분 비부착길이를 이론적으로 산정하여 제시하였다. 제시된 부분 비부착 NSM 공법은 FRP 복합재로 보강된 철근 콘크리트 부재의 구조적 거동을 크게 향상시킬 수 있으리라 기대된다.

철근콘크리트 보-기둥 내부 접합부의 전단 거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Shear Behavior of Internal Reinforced Concrete Beam-Column Assembly)

  • 이정윤;김진영;오기종
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제19권4호
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    • pp.441-448
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    • 2007
  • 지진하중을 받는 철근콘크리트 접합부의 거동은 전단과 부착 메커니즘에 의해 결정된다. 하지만 전단과 부착은 반복하중에 매우 취약하기 때문에 접합부는 항상 탄성 영역 내에 있어야 한다. 내진 설계 기준에서는 보에 소성힌지를 발생시켜 기둥과 접합부는 탄성 상태를 유지하면서 보에서 에너지소산이 이루어지도록 하는 것을 원칙으로 한다. 하지만 접합부와 인접한 보에 소성힌지가 발생할 경우, 보에서 발생한 소성힌지에서의 철근 변형률이 접합부 철근의 변형에 영향을 미쳐 결국 접합부의 전단 및 부착강도를 떨어뜨리는 결과를 가져오게 된다. 본 논문에서는 보 인장 철근량을 변수로 한 다섯 개의 철근콘크리트 보-기둥 접합부를 제작하고 보에 소성힌지를 발생시킨 후 그 결과를 분석하였다. 실험 결과, 보 인장철근량이 적을수록 접합부의 연성은 증가하였다. 또한 소성힌지 영역의 철근이 항복함에 따라 접합부의 연성률이 증가하고 접합부의 보 부재축 방향 인장변형률도 증가하였다.

고로슬래그미분말을 혼입한 고인성섬유 복합모르타르를 이용한 철근콘크리트 보의 구조성능 평가 및 개선 (Improvement and Evaluation of Structural Performance of Reinforced Concrete Beam using High Ductile Fiber-Reinforced Mortar with Ground Granulated Blast Furnace Slag)

  • 하기주;이동렬
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.142-152
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    • 2010
  • 본 연구는 표준실험체인 전단보강근이 없는 철근콘크리트 보(SSS)와 전단보강근이 있는 철근콘크리트 보(BSS), 성능개선실험체로는 전단보강근이 없는 철근콘크리트 보에 고로슬래그미분말을 혼입한 고인성섬유 복합모르타르를 타설한 실험체(SHF시리즈, SHFSC시리즈)로 총 11개의 실험체를 축소 제작하여 실험을 수행하였다. 실험을 통하여 얻어진 결과를 비교 분석하여 하중-변위, 파괴형태, 최대내력, 전단응력 등을 규명함으로써 구조성능의 개선정도를 평가하였다. 고로슬래그미분말을 혼입한 고인성섬유 복합모르타르를 이용한 철근콘크리트 보 실험체(SHF시리즈, SHFSC시리즈)의 경우 전단보강근이 없는 표준실험체(SSS)보다 전단응력은 각각 26%, 28%, 연성능력은 각각 5.27, 5.75배 증가하는 결과를 나타내었다. 또한, 충분한 연성적인 거동과 안정적인 휨인장 파괴를 나타내었다.

연결부분 및 교각의 배열과 일반교량의 내진성능 (Arrangement of Connections and Piers and Earthquake Resistant Capacity of Typical Bridges)

  • 국승규
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.207-212
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    • 2015
  • 사회기반시설물인 교량은 인적/물적 자원의 신속하고 원활한 이동을 위해 지장물을 극복하도록 설계/시공되는 구조물이다. 그러므로 교량의 교축방향으로 배열되는 교각의 형상과 규모는 지형의 제약을 받을 수밖에 없다. 이러한 교각의 형상과 규모는 지진하중의 전달경로를 결정하는 연결부분 배열과 함께 연결부분과 교각에 발생하는 작용력을 좌우하게 된다. 이 연구에서는 강재받침과 철근콘크리트 기둥을 연결부분과 교각으로 하는 일반교량을 대상으로 교각 및 강재받침 배열이 다른 해석모델을 설정하여 지진해석을 수행하였다. 해석결과로 구한 교각기둥과 강재받침의 강도/작용력 비로부터 각 해석모델의 연성파괴메카니즘을 구성하고 연결부분 및 교각 배열이 일반교량의 내진성능에 미치는 영향을 연성파괴메카니즘 구성 측면에서 제시하였다.

구상흑연주철의 고압하 마멸특성에 미치는 합금원소의 영향 II-Si, Mo (Effects of Alloying Elements on the High Pressure Wear Characteristics of Ductile Cast Iron II - Silicon and Molybdenum)

  • 방웅호;강춘식;박재현;권영각
    • 한국주조공학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.240-246
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    • 2000
  • Surface layer properties such as composition, phase, hardness, and oxide layer condition are very important if the main failure mechanism of metals is wear. Generally, stable and dense oxide layers are known to decrease the wear rate of metals by prohibition of metallic junction occurred between bare metals. Addition of Si above 4 wt% to DCI(Ductile Cast Iron) is reported to enhance the significant oxidation resistance by forming the silicon-rich surface layer which inhibits further oxidation. And addition of up to 2 wt% Mo to high Si ductile iron produces significant increases in high temperature tensile strength, creep strength, thermal fatigue resistance and oxidation resistance. High pressure wear characteristics of unalloyed DCI(Ductile cast Iron), 4.46 wt% Si ductile iron, 4.3 wt% Si-0.52 wt% Mo ductile iron were investigated through unlubricated pin-on-disc wear test. Wear test was carried out at speed of 23m/min, under pressure of 3 MPa and 3.3 MPa. Wear surfaces of each specimen were observed by SEM to determine the wear mechanism under high pressure wear condition. Addition of Si 4.46 wt% severely deteriorated wear property of ductile iron compared to unalloyed DCI. But combined addition of Si 4.3 wt%andMo0.52wt%decreasedthefrictioncoefficient(${\mu}$)ofductileironsandremarkablydelayedthemild-severeweartransition.

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노치시편을 이용한 연성파괴이론 상수 결정 (Determination of ductile fracture parameters by notched specimen test)

  • 김상우;권용철;권용남;이영선;이정환
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.254-257
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    • 2006
  • In the last few years, ductile fracture criteria based on various hypotheses have been developed and utilized with FEM to predict forming failure. The accurate deformation analysis by the FEM and the decision of damage parameters are the most important factors in these approaches. In this paper, several conventional integral forms of fracture criteria were introduced and the test method to determine damage parameters by using notched specimen was suggested. Based on the results, damage parameters obtained under the different stress system (tensile and compression) are compared and analyzed.

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구조용 용접철망을 사용한 일방향 슬래브의 휨거동에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on flexural behavior of One -Way Concrete Slabs using Structural Weled Wire - Fabric)

  • 허갑수;윤영호;양지수;김석중;정헌수
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1993년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.226-231
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    • 1993
  • This research is undertaken to the flexural strength, failure mode and ductile capacity of one way concrete slabs, with without splices, reinforcement with Wire-Fabric. Test results are as fallows : (1) Crack of the simple slabs is occured at a position of transerve wire and sntirely crack interval of the fixed slabs is taken place about 20cm, (2)Maximum load of slab with splices has showed almost similar to that of slab without splices, but ductile capacity increased according to rising of splices, (3) Ductile capacity of slab with Deformed Bar is higher 1.44 times than that of slab with Wire-Fabric, and it is higher 3.74 times than that of slab with Loop-wire fabric, but that of specimens of using Wire-Fabric is average 4.6.

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FRP 보강근을 이용한 표면매립 및 단면확대공법의 실험적 성능평가 (Experimental Evaluation on Strengthening of NSM and! Section Increment with FRP Rebars)

  • 정상모;이차돈;원종필;황윤국;김정호
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.549-554
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    • 2003
  • In order to overcome the brittle failure of strengthening with FRP-rebars inherent to their brittle properties, two approaches have been attempted. One is to improve the properties like ductile Hybrid FRP Rods, and the other is to develop a ductile strengthening with partially unbonded FRP rebars. Experiments on real size specimen were performed to evaluate the performance of NSM (Near Surface Mounted Strengthening) and SIM (Section Increment Methods) with FRP rebars. This paper discusses the results of the tests on 8 slab specimen in terms of flexural resistance, ductility, and fatigue. They show that NSM or S1M with FRP rebars are very effective measures to strengthen existing RC structures. Above all, strengthening with partially unbonded ductile Hybrid FRP Rods shows sufficient ductility similar to that of properly designed RC structures.

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성형한계를 고려한 디프 드로잉 공정설계에 대한 유한 요소 해석 (The Application of Finite Element Method to Process Design Considering Forming Limit in Deep Drawing)

  • 최영;이규호;고대철;김병민;최재찬
    • 소성∙가공
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    • 제7권6호
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    • pp.562-569
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    • 1998
  • The limit drawing ratio (LDR) is a major process parameter in the process design of deep drawing. If the actual drawing ratio is greater than the LDR for a particular stage then an intermediate stage has to b added the process sequence to avoid failure during the drawing operation and the optimal process design considering for the first-drawing and redrawing by using finite element method combined with ductile fracture criterion. From the results of finrte element analysis the optimal value of drawing ratio is obtained which contributes to the more uniform distribution of thickess and the smaller values of the ductile fracture infinal cup.

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