• 대한토목학회논문집
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• 제28권5A호
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• pp.649-656
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• 2008

손상 또는 균열된 구조물의 내구성을 향상시키려는 과제는 연구자들과 엔지니어들에게 중요한 과제로 떠오르고 있다. 팻취로 보강되지 않은 균열판과 팻취보강된 균열판의 응력확대계수 및 응력등고선의 산정 및 비교에 의한 균열선단에서의 파괴거동의 특성을 적분형 르장드르 다항식에 기초를 둔 계층적 무강성요소를 사용하여 표현하고자 한다. 이 연구에서는 등가단층이론이 채택되므로, 제안된 무강성요소는 불연속 균열부를 강성이 0인 연속체로 간주된다. 그러므로 균열을 모델링하는 무강성요소의 변장비는 매우 커질 수밖에 없다. 제안된 요소의 강건성을 보이기 위해 형상비 변화에 따른 에너지방출률, 변위 및 응력값에 대한 유한요소해의 민감도는 변장비를 2000까지 증가시켜 가면서 평가되었다. 한편, 강성도미분법과 변위외삽법이 인장모우드가 발생되는 문제의 응력확대계수를 예측하는데 사용된다. 제안된 계층적 무강성요소는 팻취보강된 균열문제를 해석할 수 있는 대안중의 하나라 평가된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.451-461
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• 1998

1차전단변형 판이론에 의한 비등방성 복합적층판의 임계좌굴하중 및 좌굴모드는 기존의 해석적인 방법으로는 다양한 조건에 대하여 해를 제공할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 따라서 근사해법인 수치해석을 이용하게 되는데, 이러한 수치해석기법으로 기존 상용프로그램에서는 유한요소법이 널리 사용되었다. 그러나 least upper bound 특성을 가지고 있는 유한요소법을 이용한 적층판의 좌굴해는 구조적인 안정성을 보장하지 못하는 경우도 있다. 따라서 본 논문에서는 유한차분법에 의한 좌굴해석을 수행하여 유한요소법과 상호 비교함으로서 각 경우에 관한 두 가지 수치해석기법의 장단점을 규명하고 효과적으로 적용할 수 있는 기법을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 수치해석 결과, 유한차분법에 의한 좌굴하중 및 좌굴모드는 신소재를 사용하는 적층 구조물의 실용화에 앞서 다양한 기준을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권12호
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• pp.1914-1922
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• 2004

This paper provides a comprehensive study of optimum design of a helicopter tailrotor driveshaft made of the flexible matrix composites (FMCs). Since the driveshaft transmits power while subjected to large bending deformation due to aerodynamic loadings, the FMCs can be ideal for enhancing the drivetrain performance by absorbing the lateral deformation without shaft segmentation. However, the increased lateral flexibility and high internal damping of the FMCs may induce whirling instability at supercritical operating conditions. Thus, the purpose of optimization in this paper is to find a set of tailored FMC parameters that compromise between the lateral flexibility and the whirling stability while satisfying several criteria such as torsional buckling safety and the maximum shaft temperature at steadystate conditions. At first, the drivetrain was modeled based on the finite element method and the classical laminate theory with complex modulus approach. Then, an objective function was defined as a combination of an allowable bending deformation and external damping and a genetic algorithm was applied to search for an optimum set with respect to ply angles and stack sequences. Results show that an optimum laminate consists of two groups of layers: (i) one has ply angles well below 45$^{\circ}$ and the other far above 45$^{\circ}$ and (ii) the number of layers with low ply angles is much bigger than that with high ply angles. It is also found that a thick FMC shaft is desirable for both lateral flexibility and whirling stability. The genetic algorithm was effective in converging to several local optimums, whose laminates exhibit similar patterns as mentioned above.

• 인지과학
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• 제14권3호
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• pp.23-36
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• 2003

학습에 대한 이해-기반 접근에 따르면 새로운 정보는 기존의 배경지식과 통합되어 정신표상을 형성하며 이는 다른 새로운 정보를 결합하는데 사용된다고 가정한다. 지시문을 통한 학습상황에서 인간과 계산적 모형의 수행비교를 통해 이 접근법이 타당하다는 것을 보여주었다. 구성-통합 이론 (Kintsch, 1988; 1998)에 근거한 계산적 모형 (ADAPT-UNIX)은 사용자들이 UNIX 복합 명령문을 생성하는데 도움을 주기위해 제시된 지시문 학습에 높은 예측력을 보였다. 더불어, 제시된 지시문을 사용하여 올바른 복합명령문을 생성하는 과제수행도 실제 인간수행과 높은 유사성 보였다. 배경지식의 수준에 따라 지시문이 학습과 적용에 차별적인 영향을 미친다는 교육적 함의와 이해-기반 인지모델의 이론적 함의가 논의되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.47-60
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• 2007

본 논문에서는 전단변형률과 회전관성을 고려한 준적합 쉘 요소를 이용한 점진기능재료 판과 쉘의 고유진동수와 좌굴하중을 연구하였다. S 형상 함수를 이용한 세라믹과 금속의체적요소의 변화에 따른 점진기능재료 판과 쉘의 고유치 문제를 연구하였다. 점진기능재료 쉘 요소의 면내 강성, 휨 강성 및 전단 강성의 수식은 등질 요소보다 복잡한 재료의 성질들로 결합되어 있다. 유한요소의 수치적 결과를 검정하기 위해 1차 전단변형 이론에 의한 직사각형 판의 Wavier해를 제시하였다. 적층복합 구조 및 S 형상 점진기능재료 구조의 수치해석해는 Navier의 해로 검증하였으며, S 형상 점진기능재료 구조물의 다양한 예제를 제시하였다. 해석결과는 Navier의 이론해와 아주 잘 일치함을 알 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제15권6호
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• pp.1463-1479
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• 2015

Lamb waves have been a promising candidate for quantitative damage identification for various engineering structures, taking advantage of their superb capabilities of traveling for long distances with fast propagation and low attenuation. However, the application of Lamb waves in damage identification so far has been hampered by the fact that the characteristic signals associated with defects are generally weaker compared with those arising from boundary reflections, mode conversions and environmental noises, making it a tough task to achieve satisfactory damage identification from the time series. With awareness of this challenge, this paper proposes a time reversal-based technique to enhance the strength of damage-scattered signals, which has been previously applied to bulk wave-based damage detection successfully. The investigation includes (i) an analysis of Lamb wave propagation in a plate, generated by PZT patches mounted on the structure; (ii) an introduction of the time reversal theory dedicated for waveform reconstruction with a narrow-band input; (iii) a process of enhancing damage-scattered signals based on time reversal focalization; and (iv) the experimental investigation of the proposed approach to enhance the damage identification on a composite plate. The results have demonstrated that signals scattered by delamination in the composite plate can be enhanced remarkably with the assistance of the proposed process, benefiting from which the damage in the plate is identified with ease and high precision.

• Composites Research
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• 제17권4호
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• pp.53-60
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• 2004

본 연구에서는 1차원 파동방정식을 적용한 낙추충격시험 시스템을 제작하여 CFRP 적층판의 충격흡수특성 및 충격 강도평가를 하였으며 그 결과가 유효함을 보였다. 충격흡수에너지에 대해서는 충격에너지가 대략 6.8J이상에서는 동일한 T300 섬유와 적층배향으로 구성된 직교이방성 시험편이 의사등방성(quasi-isotropic)보다 높게 나타났으나 T700 섬유의 경우에는 크게 차이가 나타나지 않았다. 또한 동일한 T300 섬유와 적층수로 구성된 시험편이 T700섬유로 된 시험편보다 높게 나타났으나 T700 섬유의 의사등방성 시험편의 경우에는 크게 차이가 나타나지 않았다. 초음파 C-스캐너를 이용하여 내부손상영역을 관찰하여 시험편의 손상면적과 흡수에너지의 상관관계를 평가하였다. 또한 저속충격손상으로 인한 파면을 파괴메카니즘을 규명하기 위해 주사전자현미경으로 관찰하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제10권3호
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• pp.229-251
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• 2012

Guided waves have shown a great potential for structural health monitoring (SHM) applications. In contrast to traditional non-destructive testing (NDT) methodologies, a key element of SHM approaches is the high process of automation. The monitoring system should decide autonomously whether the host structure is intact or not. A basic requirement for the realization of such a system is that the sensors are permanently installed on the host structure. Thus, baseline measurements become available that can be used for diagnostic purposes, i.e., damage detection, localization, etc. This paper contributes to guided wave-based inspection in anisotropic materials for SHM purposes. Therefore, computational strategies are described for both, the solution of the complex equations for wave propagation analysis in composite materials based on exact elasticity theory and the popular global matrix method, as well as the underlying equations of two active damage localization algorithms for anisotropic structures. The result of the global matrix method is an angular and frequency dependent wave velocity characteristic that is used subsequently in the localization procedures. Numerical simulations and experimental investigations through time-delay measurements are carried out in order to validate the proposed theoretical model. An exemplary case study including the calculation of dispersion curves and damage localization is conducted on an exemplary unidirectional composite structure where the ultrasonic signals processed in the localization step are simulated with the spectral element method. The proposed study demonstrates the capabilities of the proposed algorithms for accurate damage localization in anisotropic structures.

• Steel and Composite Structures
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• 제16권4호
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• pp.375-387
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• 2014

The purpose of this paper is to propose a method for evaluation of varying stiffness coefficients of tailored conical shells (TCS). Furthermore, a comparison between buckling loads of these shells under axial load with the different fiber path is performed. A circular truncated conical shell subjected to axial compression is taken into account. Three different theoretical path containing geodesic path, constant curvature path and constant angle path has been considered to describe the angle variation along the cone length, along cone generator of a conical shell are offered. In the TCS with the arbitrary fiber path, the thickness and the ply orientation are assumed to be functions of the shell coordinates and influencing stiffness coefficients of the structure. The stiffness coefficients and the buckling loads of shells are calculated basing on classical shells theory (CST) and using finite-element analysis (FEA) software. The obtained results for TCS with arbitrary fiber path, thickness and ply orientation are derived as functions of shell longitudinal coordinate and influencing stiffness coefficients of structures. Furthermore, the buckling loads based on fiber path and ply orientation at the start of tailored fiber get to be different. The extent of difference for tailored fiber with start angle lower than 20 degrees is not significant. The results in this paper show that using tailored fiber placement could be applied for producing conical shells in order to have greater buckling strengths and lower weight. This work demonstrates the use of fiber path definitions for calculated stiffness coefficients and buckling loads of conical shells.

• 한국세라믹학회지
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• 제49권2호
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• pp.173-178
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• 2012

The $Y_2O_3$ ceramics have been widely used as plasma resistant materials in the semiconductor industry. In this study, composites made of plasma resistant $Y_2O_3$ and electrically conductive carbon have been produced. The electrical properties of this composite were measured with respect to the size, volume fraction of the conductive carbon phase, and sintering temperature. When micro-sized carbon was used, the composites were insulating up to 5 wt% addition of the carbon. However, when nano-sized carbon of around 60 ~100 nm was used, the composites became conductive over threshold volume fraction of carbon, which increased with increasing sintering temperature. This behavior of electrical conductivity of the composites was discussed in terms of the percolation theory. The percolation threshold of the conductivity seemed to be affected by the grain growth and coalescences of dispersed conductive carbon phases with grain growth of matrix $Y_2O_3$.