Kim, Young Ju;Ahn, Tae Sang;Lee, Chang Hwan;Kim, Sang Dae
한국방재학회:학술대회논문집
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2011.02a
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pp.30-30
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2011
국내의 내진설계 기준은 1988년에 처음 도입되었으며, 최근 점차 강화되고 있는 실정이다. 공동주택에 주로 적용되는 전단벽식 구조시스템에서 증가된 지진력에 저항하기 위해서는 벽량과 철근이 증가하게 되어 공사비가 상승하게 된다. 이러한 단점을 보완하기 위한 제진설계의 필요성이 대두되고 있는 실정인데, 기존의 제진장치는 주로 가새형 또는 벽체형을 대부분이라 평면계획에 제약이 있다. 따라서 전단벽식 구조의 공동주택의 제진설계 시에는 우리나라와 같은 중 약진 지역에 적합하고 저렴한 비용으로 충분한 내진성능과 평면의 가변성을 확보할 수 있는 댐퍼의 선택이 필요하다. 본 연구의 목적은 기존의 가새형 및 벽체형 제진장치의 국내 공동주택 적용시의 문제점인 평면의 가변성 확보에 유리하고, 수동형 제진장치의 장점을 추구할 수 있는 마찰댐퍼를 삽입한 커플링보 제진시스템의 내진성능을 조사하는 것이다. 내진성능을 평가하기 위해서 실대형 커플링보 실험체를 계획하고 제작하였다. 실험체는 2개로 구성되어 있으며, 하나는 기존의 철근배근 상세를 갖는 철근콘크리트 커플링보 실험체와 커플링보에 마찰댐퍼가 삽입된 실험체이다. 횡하중에 대한 성능을 평가하기 위해서 유사정적 반복가력실험을 실시하였다. 엑츄에이터로부터 실험체 상보의 가력지그를 통해 하중이 전달되도록 하였으며, 가력은 최초 0.25%의 층간변형각부터 변위제어를 통해 목표 층간변형각인 1.5% 이상까지 진행되도록 하였다. 실험결과, 두 실험체의 이력곡선과 에너지 흡수능력을 평가하였다. RC 실험체는 핀칭현상이 관찰되었고, 가력이 진행됨에 따라 커플링보와 벽체에서의 균열이 확산되어 종국적으로 취성적인 커플링보의 전단파괴가 발생하였다. 마찰댐퍼를 삽입한 실험체는 계획된 마찰거동이 잘 발휘되어 목표 층간변형각인 1.5%까지 이선형거동이 잘 나타났다. 최대 내력은 RC 실험체가 3배 이상 크지만, 누적층간변형각에 따른 에너지 흡수능력은 마찰댐퍼 실험체가 2배 이상 우수한 결과를 보였으며, 커플링보 및 벽체에서의 균열이 매우 저감되었다.
In this study, the effects of embedded optical fibers on the static properties under tensile load and dynamic properties under fatigue load of composite laminates were investigated by experimental tests and finite element analysis. Based on the results, it can be concluded that the embedded optical fiber sensors do not have significant effects on the structural integrity of the smart composite structures except when the sensors are embedded perpendicular to the adjacent reinforcing fibers under fatigue loading. An intensity-based optical fiber sensor was embedded in the crossply composite laminates to monitor the fatigue damage by detecting the stiffness changes of the laminates. The result of this experiment has shown that the intensity-based optical fiber sensor has large potential to monitor the fatigue damage of composite structures by detecting the stiffness changes of the structures with simple and inexpensive instruments and without complex post-processing of measured signals. In addition, the optical fiber sensor showed good resistance to fatigue loading and wide sensing ranges of stiffness.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.36
no.11
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pp.1099-1104
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2012
The study investigates the mechanical deformation of a newly developed screwless omega-wire dynamic system for stabilization of the spine. The omega-wire spring stabilization system was tested under tension, compression, and dynamic compressive fatigue loads. In addition, its bending deformation was compared to that of a spiral-wire spring system using FEA. A model whose hanger inter-center distance is 60 mm showed an ultimate tensile stress of 3981.7 N at a displacement of 3.61 mm and an ultimate compressive load of 535.6 N at a displacement of 2.16 mm. Under fatigue loading of 5 Hz with 10 N/1 N, it did not show any failure over 5 million cycles, and the displacement was restricted to 8-9 mm. In the FEA, the omega-wire spring system showed more flexible bending features than did the spiral-wire spring system.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.20
no.3
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pp.25-32
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2016
The pile-cap connection part which transfers foundation loads through pile body is critical element regarding flexural and shear force because the change of area, stress, and stiffness occurs in the this region suddenly. The purpose of this study is to investigate the structural behavior of pile-cap connection dependent on fabrication methods using conventional PHC pile and composite PHC pile. A series of test under cyclic lateral load was performed and the connection behavior was discussed. From the test results, it was found that the initial rotational stiffness of pile-cap connection was affected by the length of pile-head inserted in footing and the location of longitudinal reinforcing bars. The types of pile and location of longitudinal reinforcing bars governed the behavior of pile-cap connection regarding load-carrying capacity, ductility, and energy dissipation.
본 연구에서는 환자의 골다공증 유무에 따른 내고정 장치 시술 직후 및 융합 후의 안정성을 평가하기 위해 다양한 하중 모드에서 C5-C6 운동분절의 생체역학적 거동을 분석하였다. 이러한 목적으로 먼저, C5-C6 경추부의 유한요소 모델을 구현하여 검증하였다. 모델의 결과는 기존 실험치와 유사하여 신뢰성이 부여되었다. 검증된 모델은 Smith-Robinson 방식으로 골이식물을 삽입한 후 전방 내고정 장치를 적용한 시술 상황을 재현하기 위해 수정되었다. 수정된 모델은 두 종류로 구현되었다. (1) 첫 번째 모델에서는, 시술 직후의 상황을 재현하기 위해 골이식물과 종판의 경계면에 접촉요소를 사용하였다. (2)두 번째 모델에서는 완전히 융합된 상황을 나타내기 위해 골이식물을 종판에 고정하였다. 골다공증의 효과를 예측하기 위하여 두 모델의 해면골에 대한 탄성계수를 변화시켰다(정상: 100MPa, 골다공증: 40MPa). 각 모델의 C5 주체의 상위면에 73.6N의 압축 하중을 가한 후에 108Nm의 굴곡/신전, 굽힘, 비틀림 하중을 가하였으며, C6 추체의 하단면은 모든 방향에 대하여 구속하였다. 전체적인 결과에 있어서 상대적 회전운동, 미끄럼운동, 골이식물 내에서의 von Mises 응력의 경우 정상 모델에 비해 골다공증 모델에서 증가함을 보였으며, 특히 시술 직후의 모델에서 비틀림 하중이 가해진 경우, 상대적 회전운동 및 미끄럼 운동이 가장 높게 예측되었다. 이는 골다공증환자에게 전방 내고정 장치를 시술한 경우 골이식물의 파단 및 유합의 실패가 비틀림 하중에서 발생할 수 있음을 나타낸다. 해면골의 von Mises 응력은 시술 직후에 골다공증 모델의 모든 하중 모드에서, 유합 후에는 굽힘 하중 외의 모든 하중에서 ultimate strength를 초과하는 것으로 나타나 골다공증 환자에게 screw의 해리가 발생할 가능성이 높은 것으로 예측되었다. 따라서 골다공증 환자에게 과도한 운동이 발생하지 않도록 하기 위해서 시술 후 세심한 주의와 halo 같은 견고한 정형술이 필요할 것으로 사료된다.
Jo, Deuk-Won;Dong, Jin-Keun;Oh, Sang-Chun;Kim, Yu-Lee
The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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v.47
no.2
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pp.191-198
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2009
Statement of problem: Ceramics have been important materials for the restoration of teeth. The demands of patients for tooth-colored restorations and the availability of various dental ceramics has driven the increased use of new types of dental ceramic materials. Improved physical properties of theses materials have expanded its use even in posterior crowns and fixed partial dentures. However, ceramic still has limitation such as low loading capability. This is critical for long-span bridge, because bridge is more subject to tensile force. Purpose: The wire reinforced ceramic was designed to increase the fracture resistance of ceramic restoration. The purpose of this study was to evaluate the fracture resistance of wire reinforced ceramic. Material and methods: Heat pressed ceramic(ingot No.200 : IPS Empress 2, Ivoclar Vivadent, Liechtenstein) and Ni-Cr wire(Alfa Aesar, Johnson Matthey Company, USA) of 0.41 mm diameter were used in this study. Five groups of twelve uniform sized ceramic specimens(width 4 mm, thickness 2 mm, length 15 mm) were fabricated. Each group had different wire arrangement. Wireless ceramic was used as control group. The experimental groups were divided according to wire number and position. One, two and three strands of wires were positioned on the longitudinal axis of specimen. In another experimental group, three strands of wires positioned on the longitudinal axis and five strands of wires positioned on the transverse axis. Three-point bending test was done with universal testing machine(Z020, Zwick, Germany) to compare the flexural modulus, flexural strength, strain at fracture and fracture toughness of each group. Fractured ceramic specimens were cross-sectioned with caborundum disc and grinded with sandpaper to observe interface between ceramic and Ni-Cr wire. The interface between ceramic and Ni-Cr wire was analyzed with scanning electron microscope(JSM-6360, JEOL, Japan) under platinum coating. Results: The results obtained were as follows: 1. The average and standard deviation in flexural modulus, flexural strength and fracture toughness showed no statistical differences between control and experimental groups. However, strain was significantly increased in wire inserted ceramics(P<.001). 2. Control group showed wedge fracture aspects across specimen, while experimental groups showed cracks across specimen. 3. Scanning electron microscopic image of cross-sectioned and longitudinally-sectioned specimens showed no gap at the interface between ceramic and Ni-Cr wire. Conclusion: The results of this study showed that wire inserted ceramics have a high strain characteristic. However, wire inserted ceramics was not enough to use at posterior area of mouth in relation to flexural modulus and flexural strength. Therefore, we need further studies.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.8
no.4
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pp.63-69
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2004
In this paper, a nonlinear modeling of lead rubber bearings(LRBs) was presented by a neural network theory. An shaking table test for a scaled frame model, of which base was isolated by the LRBs, was performed to verify numerical accuracies of the neural network model. White noise and three types of seismic records were adoped as base loads of the shaking table in order to train and generalize the neural network in case of seismic loads, numerical results of the neural network model were evaluated according to different magnitudes of PGA. As results, it is concluded that the presented neural network model has given a good agreement with the experimental data in details and can be useful to a nonlinear modeling of LRBs within prescribed domains.
In this paper, the thermal buckling and postbuckling behaviour of composite beam with embedded shape memory alloy (SMA) wires are investigated experimentally and analytically. The results of thermal buckling tests on uniformly heated, clamped, composite beam embedded with SMA wire actuators are presented and discussed in consideration of geometric imperfections, slenderness ratio of beam and embedding position of SMA wire actuators. The shape recovery force can reduce the thermal expansion of composite laminated beam, which result in increment of the critical buckling temperature and reduction of the lateral deflection of postbuckling behaviours. It is presented quantitatively on the temperature-load-deflection behaviour records how the shape recovery force affects the thermal buckling. The cross tangential method is suggested to calculate the critical buckling temperature on the temperature-deflection plot. Based on the experimental analysis, the new formula is also proposed to describe the critical buckling temperature of a laminated composite beam with embedded SMA wire actuators.
Nowadays, there are many attempts to develop domestic medical-equipments. In this study, it is performed to developed a new vertebral fusion device. The basic models are a rectangular-frame type and a screw type which are generally used for the patients. The main purpose of the development of a new device is to reduce the amount of bone taken out for the insertion of a device to vertebral disc and this paper is focused on th concept of a new device shape. In the results, two types are devised. One is a folding type and the other is a separate-push-in type device both are in primitive stage. However, in a folding type there are mechanical pins and the analysis of pins and the lock system is still in study and needs some time. Therefore a separate-push-in type is introduced in this study mainly and a prototype and 3-D finite element model are made and experimented and stress analyzed. From the results it is considered that it is stable for the basic loading condition of vertebra, however, it is required to develop a supporting operational equipment for the convenience of the operation in practice.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2011.04a
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pp.61-62
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2011
비닐하우스는 매우 세장한 강관부재들을 교차 결합하여 조립한 철골 구조물의 한 종류이다. 현행 설계기준으로 단동 비닐하우스의 최대 구조성능은 풍하중 40m/s, 설하중 50cm에 달한다. 그러나 설계 단계에서는 부재들의 교차결합 특성 및 부재가 직접 지반에 삽입되는 기초의 특성이 적합하게 반영되지 않는 문제점이 있다. 따라서 가력시험을 통하여 반강접 특성을 갖는 부재 교차부 및 지반삽입기초 조건이 구조물의 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 부재 교차부가 강접 조건일 경우와 비교하여 교차부가 반강접일 경우에는 재하지점의 수평강성이 최대 54% 작게 나타났으나 주변 교차절점들에서의 에너지 흡수로 인하여 재하지점과 수평으로 3m 떨어진 지점에서는 반대로 최대 39% 큰 값을 보였다. 지반삽입기초의 경우에는 고정조건과 비교하여 재하지점의 수평강성이 최대 32% 작게 나타났으며, 지점부에서는 기초 조건의 영향으로 최대 26%의 휨강성 증가 효과를 보였다. 부재 교차부와 기초 조건이 구조물의 정적거동에 미치는 영향을 확인하였으나 최대내력과 강성 산정을 통한 구조성능 평가 방법의 개발이 필요할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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