• Title, Summary, Keyword: 응력집중

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Stress concentration on weldments (용접시공과 응력집중)

  • 김응준
    • Journal of Welding and Joining
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    • v.7 no.3
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    • pp.1-6
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    • 1989
  • 응력집중의 원인은 여러 가지 있으며, 각각의 방지대책 또한 이론적으로는 밝혀져 있다. 그러나 실제 용접구조물에 있어서는 여러 가지 제약조건 때문에 유효한 방지대학을 적용할 수 없는 경우도 있어 이러한 경우에는 설계와 시공 등을 통하여 최적의 조건을 도출하는 것이 중요하다. 또한, 응력집중의 악영향은 사용조건이나 환경에 의하여 크게 변화하므로, 어떤 조건에서는 문제되지 않는 응력집중이 다른 조건에서는 손상의 원인이 되기도 한다. 빈약한 경험에 근거한 독단이나 지식부족에 의한 무분별은 극히 위험한 것이다. 응력집중의 악영향을 방지하는데는 설계기술자는 물론 용접시공을 담당하는 용접기술자, 용접지도자 등 넓은 범위의 관련기술자가 응력집중의 악영향과 그 방지대책의 기본에 대하여 바른 지식을 가지고 용접시공에 관련된 모든 공정 및 작업에 주의를 기울이고 적절한 조처를 취하는 것이 중요하다.

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A Multi-Scale Meshless Method for Stress Concentration Problems (응력집중문제의 해석을 위한 다중스케일 무요소법에 관한 연구)

  • 이상호;김효진;전석기
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.681-690
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    • 1999
  • 본 논문에서는 요소를 사용하지 않은 수치해석기법인 무요소법 중에서 다중해상도(multi-resolution)특성이 내재되어 있는 Reproducing Kernel Particle Method (RKPM)의 이중스케일 분해기법을 사용하여 RKPM의 형상함수를 상단성분과 하단성분으로 분리하고 이를 3차원 선형탄성해석과정에 적용하여 von Mises 응력장의 상·하단성분을 유도하였다. 유도된 응력장의 상단성분을 이용하여 후처리과정을 거치지 않고도 응력의 고변화도 부위를 손쉽게 파악할 수 있는 기법을 개발하였으며 이를 이용한 효율적인 적응적 세분화기법의 적용가능성을 연구하였다. 대표적인 2차원 및 3차원 응력집중 문제에 적용하여 응력집중부위를 파악하고 간단한 적응적 세분화과정에 따른 절점추가를 통하여 해의 정도 향상을 파악해 본 결과, 본 연구에서 개발된 기법이 응력집중부위를 정확히 판정할 수 있었으며 효율적인 적응적 세분화기법의 유용한 도구로서 활용될 수 있음을 검증하였다.

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Verification and Suggestion of Optimization Method for Rivet Arrangement with Regard to Stress Concentration between Hole-Edge and Hole-Hole on a 2-D Plate (2차원 평판 내 구멍-모서리 및 구멍간의 응력 집중 효과를 고려한 리벳 배치 최적화 기법 검증 및 제안)

  • Lee, Sang Gu;Gong, Du Hyun;Sim, Ji Soo;Shin, Sang Joon
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.29 no.6
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    • pp.491-498
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    • 2016
  • Stress on plates may increase in the neighborhood the edges or the holes for rivets or bolts. Excessive stress concentration may lead to severe breakage of the plates. Thus, it is important to conduct optimization of arrangement of holes at the design stage. In this paper, accuracy of FEM analysis was examined for such stress concentration. By changing the hole size on a narrow plate, change of the stress concentration factor(K) was investigated. Additionally, the same experiment was conducted about series of multiple holes on plate to investigate interaction between the adjacent holes. Then, the FEM results were compared to the reference predictions respectively. Finally, a method by which simple stress concentrating situations can be optimized, will be suggested. This method was examined by FEM, and showed similar tendency with the expectation. Therefore, this method can be valuable when arranging the holes on a plate.

End-Shape Effect for Stress Concentration Reduction of Composite Single-Lap Bonded Joint (끝단형상에 따른 복합소재 단일겹치기 체결부의 응력집중 저감에 관한 연구)

  • Kim, Jung-Seok;Hwang, Jae-Yeon
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.3
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    • pp.333-340
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    • 2011
  • We evaluated the stress-reduction effect for different shapes of a composite adherend with or without a spew fillet. Six different single-lap joint specimens were modeled and assessed using nonlinear finite element analysis. Moreover, we investigated the effect of the stiffness ratio of the adherend and adhesive. The single-lap joint with normal tapering had the highest stress values, and the single-lap joint with reverse tapering and a spew fillet had the lowest stress values. The composite adherends with higher stiffness had lower stress values, and the adhesives with lower stiffness had lower stress values.

Stress intensities at the interface corner of the co-cured lap joint with composite and steel adherends (복합재료와 강재료를 이용한 동시경화조인트의 계면 모서리에서의 응력집중계수)

  • 신금철;이정주
    • Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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    • pp.83-86
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    • 2003
  • 동시경화조인트는 경화 시 복합재료로부터 흘러나오는 수지를 접착제로 사용하기 때문에 제조과정이 간편할 뿐 아니라 복합재료를 표면 처리할 필요가 없기 때문에 기존의 접착제에 의한 접합방법에 비해 장점을 지닌다. 최근 동시경화조인트에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있으나 해석적인 방법을 통한 연구는 아직까지 미비하다. 실험적으로 연구된 결과를 보면 동시경화 조인트는 계면 모서리에서 파괴가 시작되어 계면을 따라 파괴가 진행된다. 그러므로 조인트의 계면 모서리에서의 응력집중계수에 관해 연구하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 고유치 문제를 고려하여 복합재료와 강재료로 구성된 동시경화조인트의 계면 모서리에서 발생하는 응력 및 변위장을 결정하고, H-적분을 이용하여 응력집중계수를 구하는 방법을 제시하고자 한다.

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A Stress Concentration Analysis in Plates with Various Shaped Cutouts (유공형상에 따른 판의 응력 집중 해석)

  • Woo, Jin-Ho;Na, Won-Bae
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • pp.196-199
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    • 2010
  • 본 연구는 판에 존재하는 유공형상에 따른 응력 집중 해석이다. 일반으로 판은 가공이 쉽고 제작이 편리하여 그 사용이 많다. 이러한 판의 연결에는 원형의 유공을 이용하는 경우가 많고 구조물의 중량감소를 목적으로 유공을 만드는 경우도 있다. 그러나 판에 존재하는 유공의 경우 응력 집중으로 인한 균열생성과 같은 단점을 가진다. 이를 보완하기 위해 유공부의 최적설계 및 응력해석과 같은 많은 연구들이 수행되고 있다. 본 연구에서는 원형, 정사각형과 정삼각형의 유공을 유한 요소 프로그램을 이용하여 시뮬레이션하고 유공형상에 따라 판에 발생하는 응답을 알아보았다. 또한 원형유공의 응답을 기준으로 정사각형과 정삼각형 유공의 모서리의 곡률반경을 변화시켰을 때 발생하는 응답을 비교하였다. 상용 유한 요소 프로그램인 ANSYS/Workbench를 사용하여 인장응력하의 유공판의 응답 해석을 수행하였으며 얻어진 결과를 유공의 형상, 곡률반경의 변화에 따라 분석하였다.

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複合構造의 結合

  • 홍창선
    • Journal of the KSME
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    • v.22 no.1
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    • pp.9-14
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    • 1982
  • 복합재료를 이용하여 부품제작을 한 후 어떠한 결합방법을 채택할 것인가를 결정할 때 고려해 야할 점을 기계적 결합법과 접착결합법을 비교하여 검토하였다. 기계적 결합은 하중을 많이 받고 분해 및 결합이 자주 예상되는 부품에 채택해야 할 것이며 복합재료의 특성을 고려하여 보강 시에 부착하는 평판의 섬유방향은 가급적 드릴구멍주위를 부드럽게 하여 응력집중을 낮출 수 있으며 하중의 종류에 따라 적층의 섬유방향을 조절함으로서 응력집중을 조절할 수 있다. 드릴 구멍 주위인 파손은 평판의 폭과 구멍의 직경등이 크게 작용함으로 강도해석을 할 경우에 응력 해석을 한 후 허용응력등을 결정해야할 것이다. 접착졀합법은 작업이 간단하나 신뢰도가 떨어지 므로 하중을 많이 받는 구조물에의 사용에 주의를 요하며 설계방법도 매우 다양하게 제안되어 있어 선택함에 있어 하중 환경조건등을 점검해야할 것이다. 접착결합법은 드릴구멍같은 불연속 성을 갖지 않기 때문에 응력집중이 생기지 않으나 접착층의 길이등 기하학적 형상에 따라 다르게 나타남으로 잡착층의 분리가 일어나지 않도록 설계되어야 한다. 특히 복합재료의 이방성인 성 질을 감안하여 접착층에 이웃하는 피접착층의 섬유방향에 주의해야 하며 층간응력이 파손에 미 치는 영향을 고려하여 설계에 임해야 한다.

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Stress Concentration Factor and Stress Intensity Factor with U-notch and Crack in the Beam (U-노치 및 균열을 갖는 보의 응력집중계수 및 응력확대계수)

  • Seo, Bo Seong;Lee, Kwang Ho
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.40 no.5
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    • pp.513-523
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    • 2016
  • The stress concentration factors and stress intensity factors for a simple beam and a cantilever are analyzed by using finite element method and phtoelasticity. Using the analyzed results, the estimated graphs on stress concentration factors and stress intensity factors are obtained. To analyze stress concentration factors of notch, the dimensionless notch length H(height of specimen)/h=1.1~2 and dimensionless gap space r(radius at the notch tip)/h=0.1~0.5 are used. where h=H-c and c is the notch length. As the notch gap length increases and the gap decreases, the stress concentration factors increase. Stress concentration factors of a simple beam are greater than those of a cantilever beam. However, actually, the maximum stress values under a load, a notch length and a gap occur more greatly in the cantilever beam than in the simple beam. To analyze stress intensity factors, the normalized crack length a(crack length)/H=0.2~0.5 is used. As the length of the crack increases, the normalized stress intensity factors increase. The stress intensity factors under a constant load and a crack length occur more greatly in the cantilever beam than in the simple beam.

외경에 홈을 지닌 자긴가공된 압력용기의 응력해석 및 피로수명평가

  • 고승기
    • Journal of the KSME
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    • v.31 no.4
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    • pp.356-363
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    • 1991
  • 선형 탄성 유한요소 응력해석과 평균응력 효과를 고려한 저주기 피로실험으로부터 결정된 피로 특성, 그리고 국부변형률 방법을 종합하여 외경에 흠이 존재하는 자긴가공된 두꺼운 압력 용기의 피로수명이 평가되었다. 직사각형의 매우 날카로운 흠에서의 응력집중계수는 타원형 홈에서의 응력집중계수의 약 두배의 값이 얻어졌으며, 고강도 압력용기강인 ASTM A723의 저주기 피 로거동에 대한 평균응력 영향은 Morrow 및 SWT 파라메타를 이용하여 충분히 고려되었다. 균열발생이 예상되는 위험한 부분인 홈의 뿌리부분에서의 국부적인 응력, 변형률이 계산되었으며 예측된 피로수명은 실험적으로 얻어진 수명과 비교했을 때 2에서 4배의 오차를 보이면서 일치 하는 결과를 얻었다.

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A Study on Stress Concentration Factor at Fillet Welded Joint (필렛용접이음부의 응력집중계수에 관한 연구)

  • S.W. Kang;W.I. Ha;J.S. Shin;J.S. Jae
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.33 no.3
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    • pp.1-7
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    • 1996
  • The stress concentration factor gives the significant effect the fatigue strength of welded joints. The model used herein is the type of the load carrying fillet welded cruciform joint with full or partial penetration. In order to obtain the stress concentration factor at the weld toe of fillet joint, the reasonable element size of the toe part is investigated and the stress analysis for the series models by FEM under tensile load is performed. On the basis of the calculation results, the estimated formulae for the stress concentration factor(Kt) at weld toe part of the fillet welded joint, which the effect of toe radius, flank angle and other parameters are taken into account, is derived.

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