• Title/Summary/Keyword: 재료설계

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構造材料의 破壞 및 械能과 設計

  • 송삼홍
    • Journal of the KSME
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    • v.19 no.1
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    • pp.324-330
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    • 1979
  • 본 강좌에서는 설계를 하는 데 특히 고려해야 할 부분의 하나인 재료의 선택과 관련시켜 고분재 료의 기계적인 거동을 이해하기 위한 기초적인 개념을 소개하고 물건의 파괴기능과 설계 등의 관계를 구조재료의 관점에서 기술하여 보고자 한다. 앞으로 본 강좌에 기술되는 내용은, 금번 가 능하면 쉽게 학회지 내용을 소개하고 널리 보급하자는 새로운 편집방법에 따라 다소나마 독자 여러분께 참고가 될까하여 이미 발간되어 있는 책자 등에서 간추려 보았다. 앞으로 여러 차례에 걸쳐 기술하여 보고자 한다.

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Shape Optimum Design of Pultruded FRP Bridge Decks (인발성형된 FRP 바닥판의 형상 최적설계)

  • 조효남;최영민;김희성;김형열;이종순
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.17 no.3
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    • pp.319-332
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    • 2004
  • Due to their high strength to weight ratios and excellent durability, fiber reinforced polymer(FRP) is widely used in construction industries. In this paper, a shape optimum design of FRP bridge decks haying pultruded cellular cross-section is presented. In the problem formulation, an objective function is selected to minimize the volumes. The cross-sectional dimensions and material properties of the deck of FRP bridges are used as the design variables. On the other hand, deflection limits in the design code, material failure criteria, buckling load, minimum height, and stress are selected as the design constraints to enhance the structural performance of FRP decks. In order to efficiently treat the optimization process, the cross-sectional shape of bridge decks is assumed to be a tube shape. The optimization process utilizes an improved Genetic Algorithms incorporating indexing technique. For the structural analysis using a three-dimensional finite element, a commercial package(ABAQUS) is used. Using a computer program coded for this study, an example problem is solved and the results are presented with sensitivity analysis. The bridge consists of a deck width of 12.14m and is supported by five 40m long steel girders spaced at 2.5m. The bridge is designed to carry a standard DB-24 truck loading according to the Standard Specifications for Highway Bridges in Korea. Based on the optimum design, viable cross-sectional dimensions for FRP decks, suitable for pultrusion process are proposed.

Manufacture and characteristics of arrester module using braided composite (직조형 복합재료를 이용한 피뢰기 모듈의 제조 및 특성)

  • Han, Dong-Hee;Cho, Han-Goo;Han, Se-Won;Hur, Chang-Su
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2004.05b
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    • pp.15-18
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    • 2004
  • 피뢰기에 뇌 또는 이상전압과 같은 정격이상의 고장전류가 유입되어 발생하게 되는 순간적인 열 충격과 내부압력 상승은 폭탄이 내부에서 터지는 것과 같은 엄청난 양의 충격에너지이다. 본 연구에 있어서 폴리머 피뢰기의 제조에 사용된 모듈용 브레이드 복합재료는 압력해소 및 폭발 비산하지 않도록 하는 기능을 수행하도록 설계되어있다. 기존의 폴리머 피뢰기에 적용된 복합재료보다 충격에너지를 흡수하는 구조물에 유리한 브레이드 복합재료를 피뢰기 모듈의 제조에 도입한 것은 매우 의미 있는 일이라 판단된다. 따라서 본 연구에서는 열경화성 브레이드 복합재료를 제조하기 위하여 프리폼을 먼저 제작한 다음 금형에 삽입한 후 진공상태에서 수지를 주입하여 경화시키는 RTM공법을 이용하였다. 본 연구의 목적은 브레이드 패턴 및 방압개소 설계 등의 기초적인 자료조사 및 실험을 통하여 폴리머 피뢰기의 폭발 비산을 방지할 수 있는 압력해소 성능을 위한 기초 자료를 확보하고자 하는 것이다. 브레이드 복합재료의 기본적인 경화거동을 등온 및 동적 DSC를 이용하여 고찰하였고, 기본적인 전기적 특성을 평가하였으며, 방압개소를 가진 폴리머 피뢰기 모듈의 고장전류시험시 예상되는 열 충격에 대한 성능을 검증하기 위하여 열팽창계수를 측정하였다.

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Optimization of encased composite columns considering $CO_2$ emission ($CO_2$ 배출량을 고려한 매입형 합성기둥의 최적설계)

  • Jeon, Ji-Hye;Choi, Se-Woon;Park, Hyo-Seon
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.706-709
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    • 2011
  • 최근 환경오염 문제에 대한 관심이 고조되며 건설분야를 비롯한 각 산업분야에서는 $CO_2$저감 대책에 대한 연구가 활발히 진행되어 왔다. 건설분야에서의 기존 연구는 대부분 시공 후 사용 및 유지관리 단계에 집중되어 있으며, 설계단계에서 구조재료 및 비구조 재료의 적절한 사용에 관련한 연구는 초기단계이다. 그러므로 본 연구에서는 초고층건물 구조설계에서 사용되는 매입형 합성기둥 부재의 구조비용과 $CO_2$발생량을 동시에 최소화할 수 있는 다목적 최적설계기법을 제안하였다. 알고리즘의 검증을 위해 35층 건물의 기둥 설계에 적용하였으며, 적용결과 초기설계안보다 경제적이며 친환경적인 최적 설계안을 제시할 수 있음을 확인하였다.

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Reliability and Sensitivity Analysis of Limit State Design Code for Performance Design of Concrete Structures (콘크리트구조물의 성능설계를 위한 한계상태설계기준의 신뢰도 및 민감도 분석)

  • Paik, In-Yeol
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.301-304
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    • 2010
  • 이 논문에서는 콘크리트구조물의 성능설계를 위한 하중조합의 구성과 이의 신뢰도수준을 정하는 과정을 제시한다. 설계기준의 작성 및 적용에 관하여 논리적인 개념을 제시하고 있는 Eurocode 의 하중조합에 관한 기본 원칙을 살펴보고, 국내 및 미국의 콘크리트구조물의 설계에서 적용하고 있는 하중조합을 분석하여 본다. 구조물 설계에 관한 안전율의 결정에 있어서 널리 사용되고 있는 통계 및 신뢰도에 기반한 분석을 통하여, 현행 하중조합을 사용하고 재료별 저항계수를 적용하는 경우에 제공하게 되는 신뢰도 수준을 살펴본다. 철근콘크리트 보와 기둥의 예제를 이용하여 휨, 전단 및 축력에 관한 신뢰도 수준과 이에 영향을 미치는 설계변수들의 민감도분석을 수행한다.

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UTS Designs and Experiments according to a Stand-off Technique using the Magnetostrictive Ultrasonic (자왜 초음파를 이용한 Stand-off 기술에 따른 UTS 설계 및 실험)

  • Koo Kil-Mo;Kim Sang-Baik;Kim Hee-Dong;Kang Hee-Young;Joung Young-Moo;Park Chi-Seong
    • Proceedings of the Acoustical Society of Korea Conference
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    • spring
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    • pp.257-262
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    • 2004
  • 본 논문에서는 초음파 웨이브렛 지연시간을 이용한 초고온 온도 측정법을 기초로 하여, 이 기술을 바탕으로 두 번째 단계인 용융물 온도에서 내구성을 갖는 초음파 센서(UTS : Ultrasonic Temperature Sense)를 설계하여 약 $2300^{\circ}C$까지 실험로 내부의 온도를 측정하고자 한다. 이때 UTS 설계의 중요 인수는 센서 봉 외부 표면과 시스(sheath) 내부 표면의 두 텅스텐 재료가 비접촉 상태로 요구된다. 만약 이들 두 재료가 고온의 상태에서 접촉되면 음향적 분로인 Shunting 현상이 발생한다. 이 현상을 물리적으로 억제하기 위한 센서 설계가 필요하게 되며, 이 센서 설계의 성공 여부의 첫째 요구 조건으로서 센서 내부의 구조적으로 음향 Shunting 현상을 억제하는 기술이 필요로 하게 된다. 이들 센서의 내부 구조에 상호 접촉을 피하기 위해서 작은 공간에 새롭게 구조적 분리가 가능한 텅스텐 재료인 Standoff를 제작하여 설치하였다. 그러나 본 실험에서는 제안된 Standoff적용한 출력 신호의 신호 대 잡음 비는 소량의 개선 가능성을 확인하였으나, 다양한 Standoff의 설계와 제작이 지속적으로 진행되어야 할 것이다.

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Development of Concrete Material Models for Performance-Based Design Code (성능기반 설계기준 작성을 위한 콘크리트 재료모델의 개발)

  • Kim, Jee-Sang;Lee, Kwang-Myung;Choi, Yeon-Wang;Jung, Sang-Hwa;Moon, Jae-Heum
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.975-978
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    • 2008
  • To strengthen the technological competitiveness of the construction market in Korea, researches have been performed to replace the prescriptive design codes (PD) to the performance-based ones (PBD). As one of the basic requirements for PBDs, development of the optimized concrete material models for domestic applications have been tried by comparing and verifying the pre-existing models with the observations and quality evaluations of ready mixed concretes that are used in the domestic market. This paper shows the summary of the present state of the research progress in the areas of compressive strength and elastic modulus.

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Design and Implementation of a Web-based Earth Material Information Service for Korean Traditional Building (웹기반 전통흙건축재료 정보서비스 설계 및 구현)

  • Lee, Sang-Don
    • The Journal of the Korea Contents Association
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    • v.9 no.1
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    • pp.15-22
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    • 2009
  • This paper describes design and implementation of a Web-based information service that supports management and retrieval of use cases for earth-related materials in traditional Korean construction process. Managed data are gathered from old traditional books which are written in Chinese characters. Development needs to consider providing users effective interface to retrieve information from the service easily. Gathering and analysis of earth-related data are processed in parallel to the database construction. Data store and management needs to be flexible enough. This paper introduces several design and implementation issues for the developed service, and proposes solutions for the them.

Stress Analysis of Composite Double Lead Spiral in 20mm Universal Ammunition Loading System (20mm 범용탄약적재장비의 복합재 이중리드나선구조 설계)

  • Je, Hyun-Min;Kim, Wie-Dae
    • Composites Research
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    • v.31 no.6
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    • pp.340-346
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    • 2018
  • This paper addresses the stress analysis and design of composite double lead spiral which is boarded in 20mm universal ammunition drum by finite element method. The spiral system is very important to transfer the ammunition in stable and reliable manners for aircraft. Some verifications are done to check the possibility of composite application in spiral system. The design variables, stacking sequence and fiber orientation angles, are investigated for reliable design for practical design. The Tsai-Wu failure theory is applied to see the safety of the spiral structure. The design result is suggested to manufacture the double lead spiral part.

Reliability Analysis for Composite Plate with the Various Design Requirement (다양한 설계 요구조건을 고려한 복합재 평판의 신뢰성 해석)

  • Lee, Seok-Je;Jang, Moon-Ho;Kim, In-Gul
    • Composites Research
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    • v.20 no.4
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    • pp.25-30
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    • 2007
  • The advanced fiber-reinforced laminated composites are widely used in a variety of engineering applications such as aerospace, marine, mechanical and civil engineering for weight savings because of their high specific strength and stiffness. The material properties of ply is known to have larger variations than that of conventional materials and very sensitive to the loading direction. Therefore, it is important to consider the variations on designing the laminated composite. This paper demonstrates the importance of considering uncertainties through examining the effect of material properties variations on various design requirements such as tip deflection, natural frequency and buckling stress using COMSOL-MATLAB interface.