• Title, Summary, Keyword: 복합하중

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Closed-Form Plastic Collapse Loads of Pipe Bends Under Combined Pressure and In-Plane Bending (압력과 모멘트의 복합하중을 받는 곡관의 소성 붕괴하중 예측식 개발)

  • Oh Chang-Sik;Kim Yun-Jae
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.30 no.8
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    • pp.1008-1015
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    • 2006
  • Based on three-dimensional (3-D) FE limit analyses, this paper provides plastic limit, collapse and instability load solutions for pipe bends under combined pressure and in-plane bending. The plastic limit loads are determined from FE limit analyses based on elastic-perfectly plastic materials using the small geometry change option, and the FE limit analyses using the large geometry change option provide plastic collapse loads (using the twice-elastic-slope method) and instability loads. For the bending mode, both closing bending and opening bending are considered, and a wide range of parameters related to the bend geometry is considered. Based on the FE results, closed-form approximations of plastic limit and collapse load solutions for pipe bends under combined pressure and bending are proposed.

Plastic loads of pipe bends under combined pressure and out-of-plane bending (면외 굽힘하중과 내압의 복합하중을 받는 곡관의 소성하중)

  • Lee, Kuk-Hee;Kim, Yun-Jae;Park, Chi-Yong;Lee, Sung-Ho;Kim, Tae-Ryong
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • pp.1836-1841
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    • 2007
  • Based on three-dimensional (3-D) FE limit analyses, this paper provides plastic limit and TES(Twice-Elastic-Slope) loads for pipe bends under combined pressure and out-of-plane bending. The plastic limit loads are determined from FE limit analyses based on elastic-perfectly-plastic materials using the small geometry change option, and the FE limit analyses using the large geometry change option provide TES plastic loads. A wide range of parameters related to the bend geometry is considered. Based on the FE results, closed-form approximations of plastic limit and TES plastic load solutions for pipe bends under out-of-plane bending are proposed.

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Free Vibration Analysis of Laminated Composite Stiffened Plates under the In-plane Compression and Shear Loads (면내 압축 및 전단하중을 받는 적층 복합 보강 판의 자유진동해석)

  • Han, Sung-Cheon;Choi, Samuel
    • Journal of The Korean Society of Civil Engineers
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    • v.26 no.1A
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    • pp.191-203
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    • 2006
  • The vibration characteristics of composite stiffened laminated plates with stiffener is presented using the assumed natural strain 9-node shell element. To compare with previous research, the stiffened plates are composed of carbon-epoxy composite laminate with a symmetric stacking sequence. Also, the result of the present shell model for the stiffener made of composite material is compared with that of the beam model. In the case of torsionally weak stiffener, a local buckling occurs in the stiffener. In this case, the stiffener should be idealized by using the shell elements. The current investigation concentrates upon the vibration analysis of rectangular stiffened and unstiffened composite plates when subjected to the in-plane compression and shear loads. The in-plane compression affect the natural frequencies and mode shapes of the stiffened laminated composite plates and the increase in magnitude of the in-plane compressive load reduces the natural frequencies, which will become zero when the in-plane load is equal to the critical buckling load of the plate. The natural frequencies of composite stiffened plates with shear loads exhibit the higher values than the case of without shear loads. Also, the intersection, between the curves of frequencies against in-plane loads, interchanges the sequence of some of the mode shapes as a result of the increase in the inplane compressive load. The results are compared with those available in the literature and this result shows that the present shell model for the stiffened plate gives more accurate results. Therefore, the magnitude, direction type of the in-plane shear and compressive loads in laminated composite stiffened plates should be selected properly to control the specific frequency and mode shape. The Lanczos method is employed to solve the eigenvalue problems.

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A REASONABLE APPROACH FOR WIND FORCES. (풍력에 대한 합리적인 접근)

  • Kim, Duk-Hyun;Han, Bong-Gu;Kim, Joon-Min
    • Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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    • pp.184-186
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    • 2005
  • 모든 건설재료에서 치수의 한계가 있다. 현수선교나 사장교인 경우 강재를 사용하면 최대지간 거리 $5000m{\sim}7000m$ 가 가능하나, 유리섬유 복합재료를 시용하면 이의 2 배, 탄소섬유 복합재료를 사용하면 이의 3 배가 가능하다. 지간 거리가 20,000m 가 되면 가장 중요한 하중은 바람하중이다. 복합재료의 여러 장점 때문에 거대한 규모의 건물, 교량등 구조물이 건설될 때 구조 기술자는 풍(바람)하중을 구하고 다룰 수 있어야 한다. 이 논문에서는 구조 기술자가 풍 하중을 구할 수 있게 기초 이론과 기본기술을 제공하고 있다.

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The Structural Behavior and Performance by Span-to-Depth Ratio in Composite Structure of Sandwish System (셀 형상비에 따른 강.콘크리트 복합구조체의 구조적 거동 및 성능)

  • 정연주;정광회;김병석
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.2
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    • pp.181-192
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    • 2001
  • 이 논문은 샌드위치식 강-콘크리트 복합구조체에서 상하 강판과 격벽으로 구성되는 셀의 형상비가 거동과 성능에 미치는 영향을 다루었다. 이 구조체에서 셀 형상비는 하중전달 메카니즘과 하중분배능력을 변화시킨다. 따라서 셀 형상비에 따라 부재의 응력수준과 하중저항능력이 변화한다. 이 연구에서는 셀 형상비가 이 구조체의 거동과 성능에 미치는 영향을 규명하기 위해, 두 종류의 샌드위치식 복합구조체에 대해 다양한 셀 형상비를 설정하여 비선형 구조해석을 수행하였다. 해석결과로부터 셀 형상비에 따른 하중전달 메카니즘과 부채 응력에서의 차이점을 도출하였으며, 이들 차이점을 바탕으로 셀 형상비가 전단성능, 휨성능, 하중저항성능에 미치는 영향을 분석하였고, 파괴모드와 연성에 미치는 영향에 대해서도 간략히 언급하였다. 연구결과, 셀 형상비가 증가함에 따라 하부 강판과 콘크리트의 응력수준이 낮아지는 결과를 나타내었다. 이것은 각 부재의 유효휨강성과 유효전단강성 증가를 나타내며, 따라서 구조체의 하중저항성능도 향상되는 것으로 판단된다. 특히 셀 형상비의 증가에 따른 성능향상에서 전단성능이 휨성능에 비해 더 큰 효과를 나타내며, 이러한 차이는 파괴모드와 연성에도 영향을 미칠 것으로 판단된다. 즉, 셀 형상비가 증가함에 따라 구조물의 거동 및 파괴모드는 점차적으로 전단에서 휨으로 변화하고, 이에 따라 구조물의 연성도 점차적으로 향상될 것으로 판단된다.

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Prediction of the Loading Characteristics by Neural Networks Using Structural Analysis of Composite Cylindrical Shells (복합재료 원통쉘의 구조해석을 이용한 신경회로망의 하중특성 추론에 관한 연구)

  • 명창문;이영신;서인석
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.1
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    • pp.137-146
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    • 2002
  • The predictions of the loading characteristics was performed by the neural networks which use the results through structural analysis. The momentum backperpagtion which can be modified the teaming rate and momentum coefficient, was developed. Input patterns of the neural networks are the 9 strains which positioned at the side of the shell and output layers is the loading characteristics. Hidden layers were increased from 1 layers to 3 layers. Developed program which were trained by 9 strains predict the loading characteristics under 0.5%. Inverse engineering can be applicable to the composite laminated cylindrical shells with developed neural networks.

Evaluation of Impact Damage Behavior of a Reinforced Concrete Wall Strengthened with Advanced Composite Materials (복합신소재로 보강된 철근 콘크리트 구조물의 충돌손상거동 평가)

  • Noh, Myung-Hyun;Lee, Sang-Youl
    • Journal of the Korean Society for Advanced Composite Structures
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    • v.1 no.3
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    • pp.41-48
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    • 2010
  • In this paper, the analysis of impact damage behavior of a reinforced concrete structure that undergoes both a shock impulsive loading and an impact loading due to the air blast induced from an explosion is performed. Firstly, a pair of multiple loadings are selected from the scenario that an imaginary explosion accident is assumed. The RC structures strengthened with advanced composite materials (ACM) are considered as a scheme for retrofitting RC wall structures subjected to multiple explosive loadings and then the evaluation of the resistant performance against them is presented in comparison with the result of the evaluation of a RC structure without a retrofit. Also, in order to derive the result of the analysis similar to that of real explosion experiments, which require the vast investment and expense for facilities, the constitutive equation and the equation of state (EOS) which can describe the real impact and shock phenomena accurately are included with them. In addition, the numerical simulations of two concrete structures are achieved using AUTODYN-3D, an explicit analysis program, in order to prove the retrofit performance of a ACM-strengthened RC wall structure.

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Acoustic Loads Reduction of Composite Plates for Nose Fairing Structure (노즈 페어링 구조용 복합재 평판의 음향 하중 저감 특성)

  • 박순홍;공철원;장영순;이영무
    • Composites Research
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    • v.17 no.3
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    • pp.15-22
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    • 2004
  • Acoustic load generated by rocket propulsion system is one of major dynamic loads during lift-off phase so that it causes the structural failure and electronic malfunction of payloads. Acoustic loads can be greatly reduced by an appropriate acoustical design of nose faring structures. This paper deals with the acoustical design of the nose fairing structure for launch vehicle. It is well known that a honeycomb sandwich structure is a poor sound insulator because of its high specific stiffness. In this paper, the sound transmission characteristics of four kinds of honeycomb structures for noise fairing were investigated by means of numerical and experimental ways. In order to estimate transmission loss, infinite plate theory by Moore and Lyon and statistical energy analysis (SEA) method were used. The predicted results showed a good agreement with measured ones. These enabled us to determine a proper core material for nose fairing, which shows good sound insulation performance per weight.

A Study on Durability Enhancement of Hopper of the Transplanter (정식기 호퍼 내구성 향상에 관한 연구)

  • Lee, Dongkeun;Kim, Young-Joo;Yang, Seung-Hwan;Lee, Sangdae;In, Hyunki
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • pp.51-51
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    • 2017
  • 정식기는 주로 노외에서 사용되므로 사용자에 따라 극심한 작업환경 하에 놓일 수 있다. 사용 중 정식기 호퍼에 토양이나 자갈, 돌 등에 의해 반복적인 하중이 가해지거나 순간적인 충격하중이 가해져 취약부가 파손될 가능성이 있으므로, 토양과 직접 맞닿는 삽날부의 경우 내구성을 고려한 설계/제작이 필수적이다. 본 연구에서는 보행형 반자동 정식기 개발에서 고추묘와 같은 초장이 긴 작물의 묘를 효과적으로 이식할 수 있도록 개선된 삽날에 대해 기존 삽날과 강도 및 강성을 비교하고, 그 결과가 삽날의 내구성에 미칠 영향에 대하여 고찰하였다. 실험에는 양날 개폐 방식의 기존 및 개선삽날 2종이 사용되었으며, 각각 3회씩 정적 강도를 평가하였다. 실제 정식기 사용시 하중이 가해지는 방향은 삽날에 수직한 방향의 압축하중으로 이를 모사하여 일정변위 속도로 삽날에 하중을 가하였으며, 시험 진행시 DAQ 시스템을 통해 실시간으로 하중 및 변위 데이터를 저장하여 시험 종료 후 해당 데이터를 이용하여 $P-{\delta}$ 선도를 도출하였다. 시험 결과 기존삽날의 평균 최대하중이 개선삽날에 비해 높은 것으로 나타났으며, 최대 하중이 나타나는 지점의 변위의 경우, 기존삽날이 개선삽날에 비해 짧게 나타났다. 정적 강도측면에서 개선삽날이 기존삽날에 비해 최대 강도가 낮은 것으로 판단할 수 있으나, 실제 호퍼의 내구성에 영향을 줄 수 있는 주요 인자는 반복적으로 가해지는 비교적 낮은 수준의 충격하중으로 볼 수 있다. 이러한 관점에서 볼 때 일정 수준 이상의 강도를 가지면서, 기존삽날에 비해 낮은 강성을 가지는 개선삽날이 변형을 통한 충격에너지 흡수로 오히려 삽날 조립체(호퍼)의 내구성 측면에서 유리할 수 있다. 따라서 향후에는 기존 및 개선삽날을 적용한 호퍼에 대해 피로시험을 수행하여 관련 내용을 실험적으로 검증하고자 한다.

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Effect of load on the wear and friction characteristics of a carbon fiber composites (탄소 섬유 복합재의 마찰 및 마모 특성에 미치는 하중 효과)

  • Koh, Sung-Wi;Yang, Byeong-Chun;Kim, Hyung-Jin;Kim, Jae-Dong
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.40 no.4
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    • pp.344-350
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    • 2004
  • This is the study on dry sliding wear behavior of unidirectional carbon fiber reinforced epoxy matrix composite at ambient temperature. The wear rates and friction coefficients against the stainless steel counterpart specularly processed were experimentally determined and the resulting wear mechanisms were microscopically observed. Three principal sliding directions relative to the dominant fiber orientation in the composite wear selected. When sliding took place against smooth and hard counterpart, the highest were resistance and the lowest friction coefficient were observed in the antiparallel direction. When the velocity between the composite and the counterpart went up, the wear rate increased. The fiber destruction and cracking caused fiber bending on the contact surface, which was discovered to be dominant wear mechanism.