• 제목/요약/키워드: repair element

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Finite element analysis of corner cracked aluminum panels repaired with bonded composite patch

  • Abdelkader Boulenouar;Mohammed A. Bouchelarm;Noureddine Benseddiq
    • Steel and Composite Structures
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    • 제49권3호
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    • pp.271-280
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    • 2023
  • In this study, the three-dimensional finite element method is used to analyze the behavior of corner cracks in finite-thickness plates repaired with a composite patch. The normalized stress intensity factor at the crack front is used as fracture criterion. Comparison of stress intensity factor values at the internal and external positions of repaired quarter-elliptical corner crack was done, for three repair techniques. The influence of mechanical and geometrical properties of the adhesive layer and the composite patch on the variation of the stress intensity factor (SIF) at the crack-front was highlighted. The obtained results show that the application of double patch leads to a remarkable reduction of SIF at the crack front, compared to facial and lateral repairs.

탄소 섬유 복합재료로 보수된 가스 배관의 구조 해석 (Structural Analysis of Gas Pipeline Repaired by Carbon Fiber Composite Materials)

  • 박성호;김한상
    • 한국가스학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.62-68
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    • 2014
  • 도시가스 배관의 현행 보수 방법으로는 육성 용접, 슬리브 용접과 같은 용접을 이용한 방법 이외에 탄소 섬유나 유리 섬유 복합 재료를 사용한 보수 방법이 해외에서 사용되고 있다. 우리 나라의 경우도 도시가스 배관 안전관리의 중요성이 대두되면서 자체보수규정을 마련할 필요성이 있다. 해외의 사례로서 이미 연구가 상당부분 이루어진 용접에 의한 보수 방법이 아닌 비교적 새로운 보수 방법인 복합재로 보수 방법에 대한 연구가 필요한 시점이다. 본 논문에서는 복합재료 보수배관의 안정성 평가의 기본 단계로서 탄소 섬유 복합재료를 사용하여 보수한 가스 배관의 유한 요소법을 이용한 구조 해석을 수행하였고 결과에 대해 고찰해 보았다.

Analysis of the adhesive damage between composite and metallic adherends: Application to the repair of aircraft structures

  • Ibrahim, Nour Chafak;Bouanani, Morad Fari;Bouiadjra, Bel Abbes Bachir;Serier, Boualem
    • Advances in materials Research
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    • 제5권1호
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    • pp.11-20
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    • 2016
  • In bonded composite repair of aircraft structures, the damage of the adhesive can thus reduce significantly the efficiency and the durability of the bonded composite repair. The adhesive damage models using critical zone have proven their effectiveness due to simplicity and ap-plicability of the damage criteria in these models. The scope of this study is to analyze the effects of the patch thickness and the adhesive thickness on the damage damage in bonded composite repair of aircraft structures by using modified damage zone theory. The obtained results show that, when the thickness of adhesive increases the damage zone increases and the adhesive loses its rigidity, inversely when the patch is reduced the adhesive damage be-comes more significant.

Rehabilitation of notched circular hollow sectional steel beam using CFRP patch

  • Setvati, Mahdi Razavi;Mustaffa, Zahiraniza
    • Steel and Composite Structures
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    • 제26권2호
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    • pp.151-161
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    • 2018
  • The application of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites for rehabilitation of steel structures has become vital in recent years. This paper presents an experimental program and a finite element (FE) modelling approach to study the effectiveness of CFRP patch for repair of notch damaged circular hollow sectional (CHS) steel beams. The proposed modeling approach is unique because it takes into account the orthotropic behavior and stacking sequence of composite materials. Parametric study was conducted to investigate the effect of initial damage (i.e., notch depth) on flexural performance of the notched beams and effectiveness of the repair system using the validated FE models. Results demonstrated the ability of CFRP patch to repair notched CHS steel beams, restoring them to their original flexural stiffness and strength. The effect of composite patch repair technique on post-elastic stiffness was more pronounced compared to the elastic stiffness. Composite patch repair becomes more effective when the level of initial damage of beam increases.

Dynamic behavior investigation of scale building renovated by repair mortar

  • Basaran, Hakan
    • Computers and Concrete
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    • 제16권4호
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    • pp.531-544
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    • 2015
  • The objective of this study was to examine the effect of repair mortar on the dynamic properties such as natural frequencies, mode shape and damping ratios of two story single span scale reinforced concrete building. To this end, two story single span scale reinforced concrete building having dimensions of 150 cm (width), 150 cm (length) and 135 cm (height) was constructed. Workmanship defects such as separation of material, faulty vibration application and bad gradation of the structure were properly evaluated. Dynamic properties of damaged structure were experimentally determined using Operational Modal Analysis (OMA). Detected defects in the structure were fixed by plastering with repair mortar. Dynamic properties of repaired structure were reevaluated by using the OMA method. Finite element software called Abaqus was used to numerically determine dynamic properties of the structure. Structure modeled as solid was subjected to Linear Perturbation Frequency Method. The changes in dynamic properties of structure after the repair process were comparatively studied by evaluating experimental and numerical results.

교대의 측방변위와 대책공법에 대한 사례연구 (A case study on the lateral movement of bridge abutment foundation and repair methods)

  • 이병석;이재열
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.1359-1369
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    • 2012
  • 연약지반 상에 설치하는 교대의 말뚝기초는 편재하중으로 인하여 교대의 측방변위가 발생하는 경우 사례가 자주 있다. 본 연구에서는 측방변위가 발생된 국내 ${\bigcirc}{\bigcirc}$교량의 측방유동에 대하여 측방유동지수(F)에 의한 판정법, 측방유동판정수(I), 수정 I지수($M_I$)법에 의한 판정법과 유한요소법으로 판정하였다. 또한 계측관리를 통하여 측방유동의 진행성과 일련의 지반조사, 토질시험을 통하여 측방유동의 원인을 분석한 결과 설계시 예측하였던 압밀에 의한 전단 강도의 증가가 적어 전단강도의 부족으로 인하여 측방유동이 발생한 것으로 판단되었다. 보강방안으로는 압성토와 앵커보강을 병용하는 방안을 선정하였고 그 효용성을 유한요소법을 이용한 수치해석으로 확인하였다.

보강재 수리시 리벳 배열이 응력 변화에 미치는 영향 연구 (A Study on the Effect of Rivet Layout on the Stress Variation in Doubler Repair)

  • 문주연;신기수
    • 한국국방경영분석학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.91-102
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    • 2010
  • 보강재 수리는 항공무기체계 구조물에서 발생하는 각종 균열결함을 수리하기 위한 수리기법 중의 하나이다. 최근 들어 일부 장기운영 항공기에 대한 균열수리 소요는 증가추세에 있으나, 수리기법에 대한 군내에서의 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 보강재 수리방법에 따른 균열수리효과 검증을 목적으로 수행되었다. 특히 수리효과에 직접적으로 영향을 미치는 리벳 배열과 응력집중과의 상관관계를 고찰하였다. 상용 유한요소해석 프로그램을 사용하여 수리방법에 따른 응력의 변화량을 정량적으로 산출하였다. 연구결과 수리강도에 가장 크게 영향을 미치는 요소는 피치와 줄 수임을 확인하였다. 또한 본 연구를 통해 보강재 크기별 최적으로 리벳 배열 방법을 제시할 수 있었다.

단면수복재로 보수시공한 철근콘크리트내로의 염화물이온 침투에관한 해석적 연구 (Analytical Study on the Chloride Ion's Permeation of Reinforced Concrete Repaired by Patching Repair Material)

  • 윤선영;신상헌;유병철;이한승
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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    • pp.617-620
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    • 2008
  • 구조물의 열화부위를 제거하고 단면수복재로 되메우는 단면수복공법의 합리적인 시공을 위해서는 외부로부터 침투되는 염화물이온에 대한 단면수복재 및 이를 시공한 철근콘크리트구조물의 염화물이온 침투예측의 선행이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단면수복재 시공이후의 구조물의 염해상태를 예측하고, 염화물이온의 침투 및 그에 의한 철근부식을 예측하기위해 단면수복재를 시공한 콘크리트의 염화물이온 확산계수를 정확히 파악하고자 한다. 본 연구에서는 실제 염화물이온 급속침투실험(Rapid Chloride Permeability Test)를 통한 단면수복재의 염화물이온 확산계수를 실험적으로 산정하고 단면수복재의 두께가 염화물이온 확산에 미치는 영향 또한 수치적으로 규명하였다. 실험에서 도출된 콘크리트 및 단면수복재의 염화물이온 확산계수를 일본토목학회에서 제시한 식 및 유한요소해석(Finite Element Method)를 이용하여 단면수복재로 보수시공한 구조물의 위치별 염화물이온농도를 산출하였다.

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THE EFFECTS OF HEAT INPUT AND GAS FLOW RATE ON WELD INTEGRITY FOR SLEEVE REPAIR WELDING OF IN-SERVICE GAS PIPELINES

  • Kim, Young-pyo;Kim, Woo-sik;Bani, In-wan;Oh, Kyu-Hwan
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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    • pp.390-395
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    • 2002
  • The experimental and numerical study has been conducted on the sleeve repair welding of API 5L X65 pipeline. SMA W and GTAW were applied to weld the sleeve. The macrostructure and hardness of repair welds have been examined. The [mite element analysis of the multi-pass sleeve-fillet welding has been conducted to validate the experiment and investigate the effects of in-service welding conditions. The effect of gas flow rate on the hydrogen cracking was investigated. The effect of internal pressure on residual stresses and plastic strain was investigated. The allowable heat input was predicted considering the maximum temperature of inner surface of pipe and cooling rate at CGHAZ.

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여분소자 라인을 이용한 배열구조의 재구성 방법 (Reconfiguration method for array structures using spare element lines)

  • 김형석;최상방
    • 전자공학회논문지C
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    • 제34C권2호
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    • pp.50-60
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    • 1997
  • Reconfiguration of a memory array using spare rows and columns has been known to be a useful technique to improve the yield. When the numbers of spare rows and scolumns are limited, respectively, the repair problem is known to be NP-complete. In this paper, we propose the reconfiguration algorithm for an array of memory cells using faulty cel clustering, which removes rows and columns algrithm is the simplest reconfiguration method with the time complexity of $O(n^2)$, where n is the number of faulty cells, however the repair rate is very low. Whereas the exhaustive search algorithm has a high repair rate, but the time complexity is $O(2^n)$. The proposed algorithm provides the same repair rate as the exhaustive search algorithm for almost all cases and runs as fast as the greedy method. It has the time complexity of $O(n^3)$ in the worst case. We show that the propsed algorithm provides more efficient solutions than other algorithms using simulations.

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