복합재 이중-겹침 볼트 체결부의 파손을 예측하기 위해 손상계수를 고려한 강성저하 방법과 Hashin의 3차원 파손판정식에 근거한 3차원 유한요소해석 방법을 제안하였다. 기지 혹은 면내(In-plane) 전단 손상을 고려하기 위해 손상변수를 이용하는 Ladeveze 이론을 섬유방향 강성저하와 연계하여 사용하였고, 수지 압축/전단, 수지 인장/전단, 섬유압축, 섬유 인장 등 4가지 파손모드를 고려하였다. 상업용 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 마찰력과 볼트 체결력을 고려하였고, 강성저하모델 처리를 위해 ABAQUS의 사용자 정의 부프로그램을 이용하였다. 제안된 유한요소해석 방법을 검증하기 위해 복합재 이중겹침 볼트 체결부 시험 결과와 파손강도를 비교한 결과 7~16% 오차를 보임을 확인하였다.
골다공증은 골절의 위험도가 증가하는 질환으로, 본 연구에서는 이중에너지 엑스선 흡수계측법(DXA)을 이용하여 허리뼈의 회전과 기울기에 따른 골밀도를 비교 분석하였다. 실험 결과 허리뼈의 회전에 따른 골밀도는 감소하지만 허리뼈의 기울기 변화에서는 그 결과는 예측할 수 없었다. 이러한 이유는 허리뼈의 기울기 변화가 허리뼈 1번과 4번사이 일부분에서 겹침으로 인하여 뼈의 전체 면적과 골밀도가 변화한 결과로 판단되어진다. 즉, 방사선사는 정확한 골밀도 결과 값을 얻기 위하여 허리뼈의 회전방지와 기울기에 따른 겹침을 방지하기 위한 노력이 필요할 것으로 판단되어진다.
복합재료 적층판 기계적 체결부 표준시험(ASTM D5961) 결과에 대하여 이론적 강도 계산 및 유한요소 해석결과를 비교한다. 응력집중계수를 산출하기 위하여 ASM Handbook의 금속 및 복합재료에 대한 산출식을 이용하여 실험 결과값과 비교한다. 형상학적 인자들과 체결방식(단일/이중 겹칩)에 따른 체결강도의 차이도 비교한다. 유한요소 해석에 있어, 복합재료 적층판의 기계적 체결부의 효율적인 유한요소 모델을 찾기 위해 몇 가지 유한요소 모델들과 실험 결과들을 비교한다.
B(a)P와 cytochrome P-450의 heme부분은 구조가 평면이므로 겹침 상호작용이 가능하다. 가능성이 큰 겹침 상호작용모형을 결정하기 위해 이들 분자에 대해 MO계산을 행하였다. 이 경우 궤도함수 상호작용이 가장 중요하므로, 프론티어궤도함수의 eigen vetor값이 크며 상호 결합성을 보여야 한다. 이를 바탕으로 다섯가지 가능성이 있는 모형을 선택한 수 MN2와 MO방법을 실행하였다. 이중 B(a)P의 4, 5, 6번 위치와 heme group의 Y탄소와 III pyrrole환이 포개어지는 형태가 가장 안전하였다.
The strength of aluminum 7075 and carbon composite hybrid joints was studied for adhesive, bolt, and the adhesive-bolt combined joints. Several hybrid joint specimens were tested to get the failure load and modes for three types of the joints. Adhesive Cytec EA9394S was used for aluminum and carbon bonding. Failure load of the adhesive-bolt combined joint was 94 % of the sum of the failure load of the separately bonded and bolted joints. Hybrid joint also showed more stable failure behavior than the simple adhesive or bolted joint.
Composite-to-aluminum joins were tested to get failure loads and modes for three types of joins; adhesive bonding, bolt fastening, and adhesive-bolt hybrid joining. Film type adhesive FM73 and paste type adhesive Cytec EA9394S were used for aluminum and composite bonding to make a double-lap joint. A digital microscope camcorder was used to monitor the failure initiation and propagation. It was found that the hybrid joining is an effective method to strengthen the joint when the mechanical fastening is stronger than the bonding as in the case of using the paste type adhesive. On the contrary, when the strength of the bolted joint is lower than the strength of the bonded joint as in the joint with the film type adhesive, the bolt joining contribute little to the hybrid joint strength.
Recently, adhesive-bonding technique is wifely used in manufacturing structures. Stress and strain analysis of joints are essential to design adhesive-bonded joints structure. The single-lap adhesive joint is the design dominating the range of adhesive joints. In this study, single-lap specimens with different joint dimensions were used for the tensile-shear test and finite element calculation in of order to investigate the effect of overlap length and adhesive-bonding thickness on adhesive strength and stress distribution of the joints. Consequently, it was found that overlap lap size and thickness can be important parameters of structure joints using adhesive bonding, which is effected on adhesive strength.
철근 콘크리트 구조에서 철근의 이음은 불가피하게 사용된다. 최근 들어 철근 콘크리트 구조물에 가장 많이 사용되고 있는 철근 이음에는 겹침 이음, 기계 이음, 그리고 용접 접합 등이 있다. 이중에서 저비용, 건설 현장에서의 실용성, 공사 기간 단축 및 고성능 등의 장점으로 인하여 가스 압접 이음의 효용성이 대두되고 있다. 그러나 가스 압접 이음 과정동안 철근이 열을 받게 되고 이는 접합부 주위에 잔류 응력으로 남아 철근의 피로수명에 영향을 미칠 수 있다. 그러므로 가스 압접 접합부의 명확한 잔류 응력 분석과 가스 압접 후 철근의 하중지지 능력을 확인하기 위한 인장 시험이 수행되어야 한다. 이 연구에서는 공용중인 철근(KS D3504 SD400)에 대하여 3차원 해석을 수행하여 연구 결과 잔류 응력은 상대적으로 작기 때문에 철근의 피로 수명에 영향을 미치지 않으며 인장 실험 결과에서도 가스 압접된 철근의 항복강도가 기준항복강도보다 높게 측정되어 하중 저항 능력도 가스 압접 이음부가 연속된 철근으로서의 거동에 충분히 그 성능을 발휘하는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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