• 제목/요약/키워드: stress of the principal

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일반화된 Hoek-Brown 파괴기준식을 만족하는 최소주응력의 해석적 근사식 (Approximate Analytical Formula for Minimum Principal Stress Satisfying the Generalized Hoek-Brown Failure Criterion)

  • 이연규
    • 터널과지하공간
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    • 제31권6호
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    • pp.480-493
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    • 2021
  • 일반화된 Hoek-Brown(GHB) 파괴기준식은 GSI 값을 이용하여 현장 암반조건이 반영된 강도정수 값을 효과적으로 결정할 수 있기 때문에 암반공학 분야에서 표준 파괴기준식의 하나로 인식되고 있다. 그러나 GHB 파괴기준식의 비선형적 형태는 이 식의 수학적 취급을 어렵게 하고 이 식의 적용 범위를 제약하는 요인이 되고 있다. GHB 파괴기준식의 이러한 단점을 극복하기 위한 노력의 하나로 Taylor 다항함수 근사원리를 적용하여 파괴 최대주응력에 대응하는 최소주응력을 근사적으로 계산할 수 있는 명시적, 해석적 수식을 유도하였다. 근사식으로 구한 최소주응력과 수치해석적으로 계산한 정해를 비교하여 이 연구에서 유도한 최소주응력 근사식의 정확성을 검증하였다. 연구결과의 응용사례를 제시하기 위해 근사 최소주응력 계산식을 활용하여 GHB 암반에 굴착된 원형터널 주변에 예상되는 소성영역의 등가 마찰각과 등가 점착력을 계산하였다. 소성영역의 등가 Mohr-Coulomb 강도정수를 정밀하기 산정하기 위해서는 mi, GSI, 초기지압의 크기를 동시에 고려하는 것이 중요한 것으로 나타났다.

충돌 접촉에 있어서의 차체와 승객의 손상 (Damage of Car Body and Passenger at Impact Contact)

  • 한문식;조재웅
    • 한국생산제조학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.280-283
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    • 2011
  • This study investigates the durability of car body and the safety of passenger inside car body in the case of the impact contact at passenger and car body. In case of front impact contact, maximum von Mises equivalent stress and principal stress become 3240.7MPa and 1634MPa respectively at the rear part of car body and the neck of dummy. And maximum total deformation occurred with 14.145mm at the hand of dummy. In case of side impact contact, maximum von Mises equivalent stress and principal stress become 7687.9MPa and 1690.7MPa respectively at the front part of car body and the lap of dummy. And maximum total deformation occurred with 16.414 mm at the foot of dummy. In case of rear impact contact, maximum von Mises equivalent stress and principal stress become 2366.6MPa and 1447MPa respectively at the front part of car body and the neck of dummy. And maximum total deformation occurred with 7.548mm at the rear part of car body. As the maximum von-Mises stress at side impact is shown with more than 700MPa as over two times at front or rear impact the danger of car body is increased. The great possibility of damage is shown at neck and hand of dummy with more than total displacement of 10mm.

최대 최소 주응력 관계를 활용한 Cutout Panel 구조물의 피로해석연구 (Study on Fatigue Analysis for the Cutout Panel Structure using the Relation of Max-Min Principal Stress)

  • 신인수;박규철;문정원;홍승현
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.31-36
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    • 2015
  • The fatigue analysis for cutout panel used for the weight reduction of aircraft has been conventionally performed through the open hole concept using the reference stress and stress concentration factor (Kt). However, in the actual structure cases, the goal of weight reduction might be less meaningful due to the conservative approach induced by the difficulties of extracting the confident reference stress from FE-Analysis in the complicated loading behavior. Therefore a new approach is proposed in order to secure the effectiveness of weight reduction and validate the confidence of the analysis results using the interaction of max-min principal stress at the critical location of open hole edge line.

비틀림전단시험에 의한 모래의 강도특성 (Strength Characteristics of Sand in Torsion Shear Tests)

  • 남정만;홍원표;한중근
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제13권4호
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    • pp.149-162
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    • 1997
  • 주응력회전시 모래의 강도특성을 연구하기 위하여 일련의 응력경로에 대해 시험을 실시하였다. 이들 결과는 공시체의 높이에 따라 25cm와 40cm로 분류할 수 있으며 공시체에 작용된 토르 크(Torque)는 시계방향으로만 작용시켰다. 본 연구에서는 비 틀림전단시험시 주응력비에 대한 모래의 강도특성이 조사되었고 그 결과를 Lade의 파괴규준과 비교하여 보았다. 그리고 공시체높 이에 대한 영향을 고려하였다. 이들 시험결과로 부터 모래의 내부마찰각은 축차주응력비 $b:(\sigma_2 -\sigma_s)/(\sigma_2,-\sigma_3)$에 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 모래의 파괴강도는 응력경로에 영향을 받지 않고 현재의 응력상태에 의해 결정 되어지며 25cm와 40cm 높이의 공시체에 대한 비교로부터 단부구속의 영향은 발견할 수 없었다. 그리고 신장력이 작용된 b=0.5 이상인 시험에서는 변형을 국부현상에 의한 Necking현상이 발견되었다.

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잔류응력을 고려한 IB형 spot 용접이음재의 피로강도 평가 (Fatigue Strength Evaluation of IB-Type Spot Welded Lap Joint considered Residual Stress)

  • 손일선
    • 한국공작기계학회:학술대회논문집
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    • 한국공작기계학회 1997년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.127-131
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    • 1997
  • In systematic and orderly estimation of fatigue strength of the spot welded lap joints, because the influence of residual stress of fatigue crach initiation and growth is not negligible, there need to estimate fatigue strength considered residual stress at near spot weld part of the lap joints. Therefore, in this thesis, peformed stress distribution and residual stress analysis at near the spot weld part by F.E.M and X-ray diffraction method, and obtained the maximum principal stress considered residual stress at nugget edge by superposing residual stress at nugget edge by superposing their results. From the results obtained above, we could find that fatigue strength of the IB-type spot welded lap joints was rearranged by the maximum principal stress considered residual stress at nugget edge and was entirely low about 13 percents compare with that neglected residual stress.

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철도차량용 휠과 레일의 접촉특성 및 응력 해석 (Contact Characteristic and Stress Analysis of Wheel-Rail for Rolling Stock)

  • 성기득;양원호;조명래;김철
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제8권5호
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    • pp.148-156
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    • 2000
  • In this paper, we investigate contact characteristic of wheel-rail interface for rolling stock using the finite element method. Contact stress distribution due to the rail mounting slope is obtained in order to reduce the contact stress. Stress analysis of the rail, firstly, is performed one subjected to elliptical pressure based on Hertz theory. Secondly, we perform stress analysis of the rail subjected to contact stress obtained by this study. Results for the maximum shear stress, its location and the principal shear stress distribution are compared.

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입방체형 삼축시험에 의한 다짐화강토의 전단강도 특성 (Strength Characteristics of Decomposed Granite Soil in Cubical Triaxial Test)

  • 정진섭;김찬기;박승해;김기황
    • 한국농공학회지
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    • 제38권6호
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    • pp.64-73
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    • 1996
  • The three-dimensional strength behavior of compacted decomposed granite soil was studied using cubical triaxial tests with independent control of the three principal stresses. All specimens were loaded under conditions of principal stress direction fixed and aligned with the directions of compacted plane. For comparable test conditions, the major principal strain and volume strain to failure were smallest when the major principal stress acted perpendicular to the compacted plane. The opposite extremes were obtained when the major principal stress acted parallel to the compacted plane. In cubical triaxial tests with same b values and with ${\theta}$ values in one of three sectors of the octahedral plane, independent of the range of ${\theta}$, higher friction angles are obtained in tests with b greater than in triaxial compression tests in which b 0.0, Comparison between the results of the drained cubical triaxial tests on lksan compacted decomposed granite soil and the cross section of the Mohr-Coulomb failure surface as well as the cross section of the Mohr-Coulomb failure surface were made. Lade's isotropic failure criterion based on vertical specimens overestimates the strengths for tests performed with values of 0 between 90˚ and 1 50˚ the Mohr-Coulomb criterion generally underestimates the strengths of tests performed with values of ${\theta}$ between $0^{\circ}$ and $180^{\circ}$ except around the $120^{\circ}$.

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Effect of Intermediate Principal Stress on Rock Fractures

  • Chang, Chan-Dong
    • 한국지구과학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.22-31
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    • 2004
  • Laboratory experiments were conducted in order to find effects of the intermediate principal stress of ${\sigma}_{2}$ on rock fractures and faults. Polyaxial tests were carried out under the most generalized compressive stress conditions, in which different magnitudes of the least and intermediate principal stresses ${\sigma}_{3}$ and ${\sigma}_{2}$ were maintained constant, and the maximum stress ${\sigma}_{1}$, was increased to failure. Two crystalline rocks (Westerly granite and KTB amphibolite) exhibited similar mechanical behavior, much of which is neglected in conventional triaxial compression tests in which ${\sigma}_{2}$ = ${\sigma}_{3}$. Compressive rock failure took the form of a main shear fracture, or fault, steeply dipping in ${\sigma}_{3}$ direction with its strike aligned with ${\sigma}_{2}$ direction. Rock strength rose significantly with the magnitude of ${\sigma}_{2}$, suggesting that the commonly used Mohr-type failure criteria, which ignore the ${\sigma}_{2}$ effect, predict only the lower limit of rock strength for a given ${\sigma}_{3}$ level. The true triaxial failure criterion for each of the crystalline rocks can be expressed as the octahedral shear stress at failure as a function of the mean normal stress acting on the fault plane. It is found that the onset of dilatancy increases considerably for higher ${\sigma}_{2}$. Thus, ${\sigma}_{2}$ extends the elastic range for a given ${\sigma}_{3}$ and, hence, retards the onset of the failure process. SEM inspection of the micromechanics leading to specimen failure showed a multitude of stress-induced microcracks localized on both sides of the through-going fault. Microcracks gradually align themselves with the ${\sigma}_{1}$-${\sigma}_{2}$ plane as the magnitude of ${\sigma}_{2}$ is raised.

입방체형삼축시험에 의한 모래의 응력 -변형률 거동 (The Stress Strain Behavior of Sand in Cubical Triaxial Tests)

  • 남정만;홍원표
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제9권4호
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    • pp.83-92
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    • 1993
  • 세 주응력을 서로 독립적으로 조절할 수 있는 입방체형삼축시험기를 이용하여 모래에 대한 일련의 배수삼축시험이 실시되었다. 실험결과 모래의 응력 -변형률거동과 강도는 중간주응력의 크기에 따라 각기 다른 특성을 보이는 것으로 나타났다. 우선 최소주응력이 일정한 상태에서 중간 주응력이 증가함에 따라 파괴시의 축변형률 e1은 감소하는 경향이 있으며 체적팽창현상은 증가 하는 것으로 나타나고 있다. 그리고 내부마찰각은 축차응력비 b가 증가함에 따라 증가하다 b가 1 부근에 접근하면서 약간 감소하는 경향을 보이고 있다. 한편 Mohrfoulomb규준은 모래의 파괴 강도를 과소산정하는 경향을 보이고 있으나 Lade의 파괴규준은 시험치와 좋은 일치를 보이고 있다.

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평면이방성 Mohr-Coulomb 암석 강도의 중간주응력 의존성 (Intermediate Principal Stress Dependency in Strength of Transversely Isotropic Mohr-Coulomb Rock)

  • 이연규
    • 터널과지하공간
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    • 제23권5호
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    • pp.383-391
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    • 2013
  • 1960년대 후반 이래로 수행된 여러 진삼축압축시험 결과에 의하면 암석의 파괴강도는 중간주응력의 크기에 상당한 영향을 받는 것으로 나타나고 있다. 이러한 실험적 결과를 바탕으로 지금까지 중간주응력이 파괴에 미치는 영향을 고려할 수 있는 다양한 3차원 파괴조건식들이 제안되고 있다. 그러나 문헌에 보고된 대부분의 3차원 파괴기준식들은 암석의 진삼축압축 강도를 현상학적으로 재현하기 위한 목적으로 개발되었기 때문에 관련된 강도정수들의 역학적 의미가 명확하지 않다. 이 연구에서는 암석강도의 중간주응력 의존성이 암석 내에 포함된 연약면들의 공간적 분포특성과 관련성이 있다는 가능성을 확인하기 위해 평면이방성 암석모델을 대상으로 수치 진삼축압축시험을 수행하였다. 미소구조텐서 개념을 활용하여 이방성 Mohr-Coulomb 파괴기준식을 개발하였으며 이를 강도기준식으로 활용하고 임계면법을 적용하여 평면이방성 암석의 파괴강도 및 파괴면 방향의 중간주응력 의존성을 분석하였다. 분석결과는 암석에 포함된 미시적 연약면들의 주응력 방향에 대한 방향성이 암석강도의 중간주응력 의존성과 밀접한 관련성이 있음을 암시해준다.