Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2005.11a
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pp.209-212
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2005
This paper presents, basic concepts on deformation models for D-regions critical to shear. Strut-and-tie models are used to construct for deformation estimation at yielding and ultimate deformation. A generic: strut-and-tie model is proposed to investigate deformation patterns and failure mode identification. Superposition of the basic models enables us to explain deformation limits of arch action and truss action. Displacement at yielding is assessed by consideration of deformation of reinforcing steel only while the ultimate displacement is calculated by limits of ultimate strain of concrete in compression and failure mechanisms.
A wide range of data is available as too causes of large power transformers. Although the percentage of transformer component failure rates vary, all data shows that the top three failure mechanisms are Load Tap Changers (LTC), Bushings and Windings. To date, the most common methods employed to determine the health of a transformer are off line tests and online temperature monitoring, winding hotspot calculations and dissolved gas analysis.
Recently failures of nuclear fuel rods in Korean nuclear power plants were reported and their failure causes have been investigated by using PIE techniques. Destructive and physico-chemical examinations reveal that the clad hydriding phenomena had caused the rod failures primarily and secondarily in each case. In this study, the basic mechanisms of the primary and the secondary hydriding failures are reviewed, PIE data such as cladding inner and outer surface oxide thickness and the restructuring of the fuel pellets are analyzed, and they are compared with the predicted behaviors by a fuel performance code. In addition, post-defected fuel behaviors are reviewed and qualitatively analyzed. The results strongly support that the hydriding processes, primary and secondary, played critical roles in the respective fuel rods failures and the secondary hydriding failure can take place even in the fuel rod with low linear heat generation rate.
This paper quantitatively presents the effects of important factors of the probabilistic safety assessment (PSA) of safety-critical digital systems. The result which is quantified using fault tree analysis methodology shows that these factors remarkably affect the system safety. In this paper we list the factors which should be represented by the model for PSA. Based on the PSA experience, we select three important factors which are expected to dominate the system unavailability. They are the avoidance of common cause failure, the coverage of fault tolerant mechanisms and software failure probability. We Quantitatively demonstrate the effect of these three factors. The broader usage of digital equipment in nuclear power plants gives rise to the safety problems. Even though conventional PSA methods are immature for applying to microprocessor-based digital systems, practical needs force us to apply it because the result of PSA plays an important role in proving the safety of a designed system. We expect the analysis result to provide valuable feedback to the designers of digital safety- critical systems.
Mechanical responses and failure behaviors of advanced C/C composite tube are very important for structural component design in nuclear reactor. In this study, an experimental investigation was conducted to study mechanical properties of C/C composite tube. Quasi-static compression loading was applied to a type of advanced composite tube to determine the response of the quasi-static load displacement curve during progressive damage. Acoustic emissions (AE) signals were captured and analyzed to characterize the crack formation and crack development. In addition, the crack propagation of the specimens was monitored by imaging technique and failure mode of the specimen was analyzed. FEM is appled to simulate the stress distribution. Results show that advanced C/C composite tube exhibits considerable energy absorption capability and stability in load-carrying capacity.
Explosions inside transportation tunnels might result in failure of tunnel structures. This study investigated the failure mechanisms of circular cast-iron tunnels in saturated soil subjected to medium internal blast loading. This issue is crucial to tunnel safety as many transportation tunnels run through saturated soils. At the same time blast loading on saturated soils may induce residual excess pore pressure, which may result in soil liquefaction. A series of numerical simulations were carried out using Finite Element program LS-DYNA. The effect of soil liquefaction was simulated by the Federal Highway soil model. It was found that the failure modes of tunnel lining were differed with different levels of blast loading. The damage and failure of the tunnel lining was progressive in nature and they occurred mainly during lining vibration when the main event of blast loading was over. Soil liquefaction may lead to more severe failure of tunnel lining. Soil deformation and soil liquefaction were determined by the coupling effects of lining damage, lining vibration, and blast loading. The damage of tunnel lining was a result of internal blast loading as well as dynamic interaction between tunnel lining and saturated soil, and stress concentration induced by a ventilation shaft connected to the tunnel might result in more severe lining damage.
Kataoka, Marcela N.;Friedrich, Juliana T.;El Debs, Ana Lucia H.C.
Steel and Composite Structures
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v.23
no.3
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pp.351-362
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2017
This paper presents an experimental study on the behavior of composite floor slab comprised by a new steel sheet and concrete slab. The strength of composite slabs depends mainly on the strength of the connection between the steel sheet and concrete, which is denoted by longitudinal shear strength. The composite slabs have three main failures modes, failure by bending, vertical shear failure and longitudinal shear failure. These modes are based on the load versus deflection curves that are obtained in bending tests. The longitudinal shear failure is brittle due to the mechanical connection was not capable of transferring the shear force until the failure by bending occurs. The vertical shear failure is observed in slabs with short span, large heights and high concentrated loads subjected near the supports. In order to analyze the behavior of the composite slab with a new steel sheet, six bending tests were undertaken aiming to provide information on their longitudinal shear strength, and to assess the failure mechanisms of the proposed connections. Two groups of slabs were tested, one with 3000 mm in length and other with 1500 mm in length. The tested composite slabs showed satisfactory composite behavior and longitudinal shear resistance, as good as well, the analysis confirmed that the developed sheet is suitable for use in composite structures without damage to the global behavior.
Failure patterns of rock specimens represent valuable information about the mechanical properties and crack evolution mechanism of rock. Several kinds of research have been conducted regarding the failure mechanism of brittle material, however; the influence of brittleness on the failure mechanism of rock specimens has not been precisely considered. In the present study, experimental and numerical examinations have been made to evaluate the physical and mechanical phenomena associated with rock failure mechanisms through the uniaxial compression test. In the experimental part, Unconfined Compressive Strength (UCS) tests equipped with Acoustic Emission (AE) have been conducted on rock samples with three different brittleness. Then, the numerical models have been calibrated based on experimental test results for further investigation and comparing the micro-cracking process in experimental and numerical models. It can be perceived that the failure mode of specimens with high brittleness is tensile axial splitting, based on the experimental evidence of rock specimens with different brittleness. Also, the crack growth mechanism of the rock specimens with various brittleness using discrete element modeling in the numerical part suggested that the specimens with more brittleness contain more tensile fracture during the loading sequences.
A real-case incident occurred where a 9-meter-high segment of a pre-fabricated concrete separation wall unexpectedly collapsed. This collapse was triggered by improperly depositing excavated soil against the wall's back, a condition for which the wall segments were not designed to withstand lateral earth pressure, leading to a flexural failure. The event's analysis, integrating technical data and observational insights, revealed that internal forces at the time of failure significantly exceeded the wall's capacity per standard design. The Lattice Discrete Particle Model (LDPM) further replicates the collapse mechanism. Our approach involved defining various parameter sets to replicate the concrete's mechanical response, consistent with the tested compressive strength. Subsequent stages included calibrating these parameters across different scales and conducting full-scale simulations. These simulations carried out with various parameter sets, were thoroughly analyzed to identify the most representative failure mechanism. We developed an equation from this analysis that quickly correlates the parameters to the wall's load-carry capacity, aligned with the simulation. Additionally, our study examined the wall's post-peak behavior, extending up to the point of collapse. This aspect of the analysis was essential for preventing failure, providing crucial time for intervention, and potentially averting a disaster. However, the reinforced concrete residual state is far from being fully understood. While it's impractical for engineers to depend on the residual state of structural elements during the design phase, comprehending this state is essential for effective response and mitigation strategies after initial failure occurs.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.21
no.6
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pp.618-629
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2001
This paper presents a result of failure analysis and reliability evaluation for high voltage ceramic capacitors. The failure modes and failure mechanisms were studied in two ways in order to estimate component life and failure rate. The causes of failure mechanisms for zero resistance phenomena under withstanding voltage test in high voltage ceramic capacitors molded by epoxy resin were studied by establishing an effective root cause failure analysis. Particular emphasis was placed on breakdown phenomena at the ceramic-epoxy interface. The validity of the results in this study was confirmed by the results of accelerated testing. Thermal cycling test for high voltage ceramic capacitor mounted on a magnetron were implemented. Delamination between ceramic and epoxy, which might cause electrical short in underlying circuitry, can occur during curing or thermal cycle. The results can be conveniently used to quickly identify defective lots, determine $B_{10}$ life estimation each lot at the level of inspection, and detect major changes in the vendors processes. Also, the condition for dielectric breakdown was investigated for the estimation of failure rate with load-strength interference model.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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