띠하중에 따른 실트질 모래지반의 확률론적 지중응력분포 특성

봉태호 ( Tae-ho Bong ),손영환 ( Young-hwan Son ),노수각 ( Soo-kack Noh ),박재성 ( Jae-sung Park ),김성필 ( Seong-pil Kim ),허준 ( Joon Heo ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-

최근 경제적이고 합리적인 최적 설계방안에 대한 요구가 증가하면서 신뢰성 분석을 기본으로 하는 설계법이 세계적인 추세가 되어가고 있으며 지반분야에서도 이러한 지반의 불확실성을 해석에 반영하고자 하는 노력이 이루어지고 있다. 기초지반의 안정문제 및 침하문제를 해석하고 구조물의 기초 및 지하매설물 등을 설계하는 데 있어서 상부하중에 의한 지중응력분포는 필수적으로 고찰되어야 한다. 상부 구조물 시공이나 추가 성토에 따른 하중은 지반을 통하여 지중에 전달되는데 이에 따라 상부 하중의 불확실성도 지반을 통하여 같이 전달된다. 지반 내에서 응력의 발생은 지반 변형을 발생시키는 주요 원인이며 지중 구조물에 하중으로 작용하므로 지반 침하해석 및 지중 구조물의 확률론적 설계를 위해서는 상부 하중에 따른 지중응력증가 및 불확실성을 정량적으로 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 실트질 모래지반에서 일정한 변동계수를 갖는 확률분포하중에 따른 지중응력의 변동계수 분포를 파악하기 위하여 실내모형실험을 수행하였으며 지반 위치에 따른 지중응력의 변동계수분포를 산정하였다. 실험결과, 정적하중(1.14 kgf/㎠)과 확률분포하중(1.14 kgf/㎠, COV 14%)에 따른 지중응력분포는 거의 동일한 것으로 나타나 확률분포하중이 비교적 지반에 잘 전달되었음을 확인할 수 있었으며, 확률분포하중의 시행횟수에 따른 지중응력의 변동계수 변화는 약 10,000회 이상에서는 일정한 값에 수렴하는 것으로 나타났다. 또한 실험결과를 적용하여 Terzaghi 1차원 압밀이론식에 대한 지반 침하해석을 수행하고 각 해석변수에 대한 민감도 분석을 통하여 지중응력증가의 영향을 분석하였다.

감마분포를 따르는 재료강도의 신뢰도 예측과 응용

박성호(Sung Ho Park),김재훈(Jae Hoon Kim) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.2

취성이 큰 재료의 강도는 일반적으로 정규분포 또는 와이블분포로 설명되어 왔으나 감마분포도 적합할 수 있다. 재료의 파손이 가해진 응력의 연속된 값 중 가장 큰 값에 좌우된다면 극치분포를 적용하는 것이 합당하다. 본 논문에서는 재료강도가 감마분포를 따르며 극치분포하는 응력이 작용할 경우 응력-강도 간섭이론에 기반하여 신뢰도 계산식을 제시하였으며, 확률분포 파라미터별 신뢰도와 안전율 및 변동계수와의 관계를 통하여 신뢰도 계산식의 유효성을 입증하였다. 안전율과 변동계수에 기반한 신뢰도 예측방법으로 목표 신뢰도가 설정되었을 때 최소한 요구되는 안전율과 최대로 허용되는 응력의 변동계수를 예측할 수 있다. The strength of brittle material has commonly been characterized by a normal distribution or Weibull distribution, but it may fit the gamma distribution for some material. The use of an extreme value distribution is proper when the largest values of a set of stresses dominate the failure of the material. This paper presents a formula for reliability estimation based on stress-strength interference theory that is applicable when the strength of material is distributed like a gamma distribution and the stress is distributed like an extreme value distribution. We verified the validity of the equation for the reliability estimation by examining the relationships among the factor of safety, the coefficient of variation, and the reliability. The required minimum factor of safety and the highest allowable coefficient of variation of stress can be estimated by choosing an objective reliability and estimating the reliabilities obtained for various factors of safety and coefficients of variation.

The influence of combining composite resins with different elastic modulus on the stress distribution of class V restoration : A three-dimensional finite element study

Park, Jeong-Kil,Hur, Bock,Kim, Sung-Kyo 大韓齒科保存學會 2008 Restorative Dentistry & Endodontics Vol.33 No.3

본 연구는 3차원 유한요소분석법적 연구를 통해 쐐기형 비우식성 치경부병소의 복합레진수복에서 다른 탄성계수를 가진 복합레진의 혼합수복이 5급 수복물의 응력분포에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 발거된 상악 제2소구치를 Micro-CT로 스캔한 후 3D-DOCTOR로 3차원유한요소 모형을 제작하였다. 제작된 소구치 모형에 쐐기형 와동과 변형시킨 와동을 형성하고 각 와동을 탄성계수가 서로 다른 혼합형 복합레진 또는 흐름성 복합레진으로 수복하였다. 수복 전, 후 협측교두와 설측교두에 500N의 하중을 가한 후 응력분포를 ANSYS 프로그램을 이용하여 주 응력 분석법으로 평가한 결과 치아 및 수복물에 위해한 인장응력을 고려할 때 탄성계수가 높은 재료로 와동저선각을 수복하고 교합측변연과 치경부측 변연은 탄성계수가 낮은 재료로 수복하는 혼합수복법이 쐐기형 비치경부병소의 수복에 있어 가장 유리하였다. This study was to investigate the influence of combining composite resins with different elastic modulus, and occlusal loading condition on the stress distribution of restored notch-shaped non-carious cervical lesion using 3D finite element (FE) analysis. The extracted maxillary second premolar was scanned serially with Micro-CT. The 3D images were processed by 3D-D0CT0R. ANSYS was used to mesh and analyze 3D FE model. A notch-shaped cavity was modeled and filled with hybrid, flowable resin or a combination of both. After restoration, a static load of 500N was applied in a point-load condition at buccal cusp and palatal cusp. The stress data were analyzed using analysis of principal stress. Results showed that combining method such that apex was restored by material with high elastic modulus and the occlusal and cervical cavosurface margin by small amount of material with low elastic modulus was the most profitable method in the view of tensile stress that was considered as the dominant factor jeopardizing the restoration durability and promoting the lesion progression.

용접 잔류응력장 중에서의 Aluminum-Alloy 용접재의 피로균열 성장거동 연구(Ⅱ) : 잔류응력 재 분포 Redistribution of the Residual Stress

최용식,정영석 成均館大學校 科學技術硏究所 1988 論文集 Vol.39 No.1

It is well known that welding residual stress has a great influence on fatigue crack growth rate in welded structure. In the general area of fatigue crack growth in the presence of residual stress, it is noted that the correction of stress intensity factor(K) to account for residual stress is important for the determination of both stress intensity factor range(ΔK) and stress ratio (R) during a loading cycle. The superposition technique can be applied generally for determination of K. The crack growth rate of the welds correlated with the effective stress intensity factor range, ΔK_eff, which was estimated by superposition of the respective stress intensity factors for the residual stress fields and for the applied stresses. However, redistribution of residual stress occurs during crack growth and its effect is not negligible. In this study, fatigue crack growth characteristics of the weld joint were examined by using superposition of redistributed residual stress and examined in comparison with that of the initial residual stress superposition.

STRESS DISTRIBUTION OF ENDODONTICALLY TREATED MAXILLARY SECOND PREMOLARS RESTORED WITH DIFFERENT METHODS : THREE-DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS

임동열,김현철,허복,김광훈,손권,박정길 대한치과보존학회 2009 Restorative Dentistry & Endodontics Vol.34 No.1

본 연구의 목적은 근관치료 된 치아를 구조와 물성이 다른 post와 core 그리고 전장관으로 수복한 후 과도한 교합하중을 가했을 때 치아에 나타나는 응력분포를 조사하기 위함이다. 발치 된 상악 제2소구치를 micro-CT로 단층촬영하고 3D Doctor로 윤곽선을 추출한 다음 HyperMesh Ver. 6으로 삼차원 치아모형을 만들고 다음과 같은 세 가지 방볍으로 수복한 유한요소모형을 제작하였다. 1) 스테인레스 스틸 포스트와 복합레진 코어 그리고 도재소부전장금관으로 수복한 모형 2) fiber 포스트와 복합레전 코어 그리고 전부도재관으로 수복한 모형 . 3)포스트, 코어와 전장관이 일체형인 간접복합레진 EndoCrown으로 수복한 모형. 형성된 모형의 협측 또는 설측교두에 500N의 하중을 가하였으며 하중의 방향은 치아 장축에 대해 45도 이었다. 치관부와 치근부의 von Mises 응력을 ANSYS 9.0 프로그램으로 분석한 결과 포스트와 코어의 형태보다는 전장관 재료의 탄성계수가 근관치료된 상악 소구치의 응력분포를 좌우하였다. 치관부에서는 재료의 탄성계수가 높은 전장관으로 수복한 모형이 낮은 응력분포를 보였다. 치근부에서는 재료의 탄성계수가 낮은 전장관으로 수복한 모형이 낮은 응력분포를 보였다 The purpose of this study was to evaluate the influence of elastic modulus of restorative materials and the number of interfaces of post and core systems on the stress distribution of three differently restored endodontically treatcd maxillary second premolars using 3D FE analysis Model 1, 2 was restored with a stainless steel or glass fiber post and direct composite resin. A PFG or a sintered alumina crown was considered. Model 3 was restored by EndoCrown. An obliquc 500 N was applied on thc buccal (Load A) and palatal (Load B) cusp. The von Mises stresses in the coronal and root structure of each model were analyzed using ANSYS. The elastic modulus of the definitive restorations rather than the type of post and core system was thc primary factor that influenced the stress distribution of endodontically treated maxillary premolars. The stress concentration at thc coronal structure could be lowered through the use of definitive restoration of high elastic modulus The stress concentration at the root structure could be lowered through the use of definitive restoration of low elastic modulus.

Aluminum Alloy 용접재의 피로균열성장거동 연구

정영석(Young-Seok Chung),최용식(Yong-Shick Choy),이환우(Hwan-Woo Rhee) 한국해양공학회 1989 韓國海洋工學會誌 Vol.3 No.1

The fatigue crack growth behavior in a type Al-Alloy 5052-H38 welded joint was investigated. In particular experimental results on the effects of redistributed compressive residual stress over various stress(R=0.l, 0.3, 0.5) on the mode I fatigue crack growth behavior were reviewed. At the low ΔK region, the increased ΔK compared with ΔKe?? at the same da/dN in the welds is attributed to compressive residual stress introduced by welding. This effect was analyzed in the present paper by means of superposition concept of stress intensity factor whereby the applied stress intensity factor range was decreased to some lower effective value. As a rule, the value of Kres decreased gradually with increasing ΔKapp values, which is most pronounced at lower ΔK values. This behavior is attributable to a redistribution of residual stress in the specimen as the crack advances, and to residual stress relaxation. The higher applied tensile mean load(that is, higher values or the stress ratio, R)diminished the influence of compressive residual stress.

국내 강철도 교량의 충격계수 및 응력빈도분포의 평가

최준혁,조선규,장동일,Choi, Jun Hyeok,Cho, Sun Kyu,Chang, Dong Il 한국강구조학회 1997 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.9 No.4

현재 국내에서 공용되고 있는 철도 교량은 약 3,000여개이며, 그 가운데 강교량이 차지하는 비율은 47% 정도로서 도로교에 비해 강교량이 차지하는 비율이 훨씬 높은 것을 알 수 있다. 또한, 강철도교의 장지간 교량의 대부분이 강판형과 트러스 형식을 채택하고 있으며, 이들 교량은 대부분이 30년 이상의 공용이력을 갖고 있어 각 교량에서 피로 및 부식에 의한 손상이 진행되고 있을 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 강철도교의 내하력과 내구성에 기초한 유지관리의 구축 및 이들의 데이터 베이스화를 위한 기초적인 단계로서 철도교에서의 응력빈도 특성 및 충격의 영향을 조사하는 것을 목적으로 하고 있다. 이들을 수행하기 위해 강철도 교량을 대상으로 시험차량에 의한 동적 주행시험을 통하여 충격계수를 산정하였으며, 이로부터 교량지간별, 교량형식별 그리고 차량의 주행 속도별 충격의 영향을 평가하였다. 또한, 공용하중하의 실동응력파를 획득하고 Rainflow Counting Method에 의한 빈도해석을 실시하여 응력범위 히스토그램을 산출하였으며, 트러스 형식별, 통과 열차별, 구조 부재별에 따른 응력분포 특성을 비교, 고찰하였으며, 이로부터 피로손상의 정도를 평가하였다. 그 결과, 트러스교에 있어서는 하현재와 세로보의 응력범위가 가장 큰 것으로 나타났으며 응력빈도 분포의 형태는 교량의 형식, 하중체계 그리고 통과량에 따라 크게 달라짐을 알 수 있었다. 또한 충격의 영향은 지간뿐만 아니라 차량의 주행속도에 크게 좌우됨을 알 수 있었다. The number of railway bridges in Korea reaches to about 3,000. Among them, the ratio of steel bridges is about 47%. Most of the long span railway bridges take the truss type, its number is 15 in Korea. These bridges have more than 30 years service life, it is expected that the damages of cracks and corrosion is going. Therefore, the estimation of fatigue life with random stress is considered as significant subject in maintenance. In this paper, the random stress was measured in bridges and counted the stress cycles using the rainflow counting method So, the stress range frequencies and their equivalent stress are obtained and the amplification factor for the span length, bridge types and traveling speed is assessed by the dynamic testing. From the results, the stress range of the stringer and the lower chord is higher than the other members and the characteristics of the stress histogram is varied to the loading system and the amount of the passing through trains. And the impact effects are depended on the traveling speed as well as the span length.

유한 요소법에 의한 미소 원공 주위의 응력 분포에 대한 3차원 해석

송삼홍,김진봉 대한기계학회 1991 대한기계학회논문집 Vol.15 No.5

본 연구에서는 미소 결함주위에서 발생, 전파하는 균열들에 미치는 초기 결함 깊이와 상호 간섭 영향을 검토하기 위하여 기존 재료가 갖고 있는 결함이나 비금속 개 재물로 대신할 수 있다고 생각되는 미소 원공의 크기를 변화시킨 모델에 대해 유한 요 소법을 이용하여 3차원적으로 응력을 해석하였다. 실제 사용하고 있는 부재에 결함 들이 존재할 경우 응력장의 간섭으로 피로 균열 진전이 가속화됨으로 미소 원공 주위 의 응력 분포 및 미소 원공사이의 응력장의 간섭과 미소 원공에서 발생, 전파하는 표 면 균열의 응력 확대 계수에 미치는 영향에 대하여 비교검토 하였다.

미소결함간의 응력의 간섭과 응력장 해석

송삼홍,김진봉 대한기계학회 1995 대한기계학회논문집 Vol.19 No.5

The stress distribution around micro holes and the behavior of stress interaction between micro holes are considerd in the study. Several conclusions are extracted as follows : (1) The stress interaction varies with the distance e between micro holes. When the two micro holes are spaced in such a manner that theri two closest points are separated by a distance of micro hole radius (e=1), stress distribution is affected by a opposite micro hole in all the closest region. In addition, if two closest points are seperated by twice the distance of a micro hole radius (e=2), stress distribution is affected by a opposite micro hole in the region of -0.8.leq.x/r.leq.0.8 and the interaction effect can be neglected for e=4. (2)If the depth becomes larger than the radius, or the radius varies, the shape and magnitude of stress distribution around micro holes varies. (3) Hoop stress around a micro hole for the two dimensional configuration is larger than that of the three dimensional micro hole located on the surface of material for .theta. < 60.deg., but it is reversed for .theta > 60.deg.

피로균열이 진전할 때 용접잔류응력의 재분포와 그 영향

이용복,조남익 대한용접접합학회 1995 대한용접·접합학회지 Vol.13 No.4

Redistribution of residual stress and its effects during fatigue crack propagates from tensile residual stress region in weldment are investigated. Tests are performed by using welded CCT specimens of structual rolling steel (SS400) and it makes fatigue crack propagate from tensile residual stress region. For this study tension-tension loading type is selected by external loading condition and magnetizing stress indicator is used correctly to measure redistribution of residual stress according to fatigue crack growth and number of loading cycles. From this result, it is proved that redistribution of residual stress is mainly consist of residual stress released by fatigue crack growth. When fatigue crack propagates from tensile residual stress region residual stress are redistributed and it makes fatigue crack growth rate largely increase. Fatigue crack growth rate is low in case of redistributed residual stress compare with initial distributed residual stress.