• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제18권1호
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• pp.65-73
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• 2004

Composites are a material class for which nondestructive material property characterization is as important as flaw detection. Laminates of fiber reinforced composites often possess strong in-plane elastic anisotropy attributable to the specific fiber orientation and layup sequence when waves are propagating in the thickness direction of composite laminates. So the layup orientation greatly influences its properties in a composite laminate. It could result in the part being .ejected and discarded if the layup orientation of a ply is misaligned. A nondestructive technique would be very beneficial, which could be used to test the part after curing and requires less time than the optical test. Therefore a ply-by-ply vector decomposition model has been developed, simplified, and implemented for composite laminates fabricated from unidirectional plies. This model decomposes the transmission of a linearly polarized ultrasound wave into orthogonal components through each ply of a laminate. Also in order to develop these methods into practical inspection tools, motorized system have been developed for different measurement modalities for acquiring ultrasonic signals as a function of in-plane angle. It is found that high probability shows between the model and tests developed in characterizing cured layups of the laminates.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.51-61
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• 1993

본 연구에서는 에너지법으로 축대칭 박판성형 공정을 해석할 때, Lee와 Yang 이 제안한 방법을 적용함에 있어 굽힘효과를 효과적으로 고려할 수 있는 방법을 제안 하고 축대칭 컵드로잉 공정을 해석하여 본 이론의 타당성을 입증하고자 한다. 굽힘 효과는 박판소재를 몇개의 층(layer)으로 나눈 뒤, 각 층에서 소비되는 변형에너지를 합하여 전체 에너지를 최소화시킴으로써 고려하였다. 해석시 펀치 목부분과 다이목 부분에서의 접촉압력은 각각 균일한 분포를 갖는 것으로 가정하였다. 본 이론의 타 당성을 입증하기 위하여 계산결과를 실험치 및 탄소성 유한요소해석 결과와 비교하였 다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.653-658
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• 2016

가스터빈엔진의 고온 부품은 초내열 합금 재료를 이용하며, 냉각설계 적용으로 형상이 복잡하여 정밀 주조 과정을 거치게 된다. 터빈 부품에 주로 적용이 되는 일방향 응고 및 단결정 재료는 제조 과정에서 결정립 성장 방향이 설계와 다르게 섭동을 가지게 되며, 이는 각 방향에 대한 재료 상수의 섭동을 유발하여 응력 분포의 변화와 함께 피로 수명에 큰 산포를 야기하게 된다. 본 연구에서는 일방향 응고 재료 노즐에 대하여 결정립 성장 방향의 섭동에 대한 구조 건전성의 영향을 저주기 피로 수명을 통해 확인하여, 향후 제작 허용값에 대한 제안 및 좀 더 정교한 통계적 접근이 필요함을 확인하고자 한다. 이를 위해 복합 열전달 해석을 통해 금속 온도 분포를 계산하고 이를 근거로 구조 해석 및 저주기 피로 수명을 계산하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권3호
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• pp.242-255
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• 2020

본 연구에서는 FLAC3D가 Opalinus Clay 암반의 열-수리-역학적 복합거동을 재현하고 이를 예측할 수 있는지 그 적용성을 검토하고자 국제공동연구 DECOVALEX-2015에서 참여하였으며, 그 일환으로 스위스 Mont Terri Rock Laboratory에서 수행된 Heater Experiment-D (HE-D)에 대한 모델링을 수행하였다. FLAC3D를 이용한 수치해석의 타당성을 평가하기 위해 현장시험에서 계측된 16 지점의 온도, 6 지점의 공극수압, 그리고 22 지점의 변형률 데이터와 비교하였다. 대상 암반의 열-수리-역학적인 이방성을 고려함으로써 Opalinus Clay 암반의 온도 변화 그리고 온도변화에 따른 공극수압의 변화와 같은 열-수리적 거동은 전반적으로 유사하게 나타났으나, 역학적 거동의 경우 변형률 데이터를 비교했을 때 온도와 공극수압과는 달리 계산된 변형률 일부만이 유사한 거동을 보였다.

• 지질공학
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• 제22권3호
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• pp.309-321
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• 2012

충청남도 온양지역에서 채취한 호상편마암으로부터 $0^{\circ}$ 시료 9개, $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$ 시료 각 10개, $60^{\circ}$, $75^{\circ}$ 시료 각 11개, $0^{\circ}$ 시료 9개를 획득하여 총 70개의 시료를 이용해 이방성 탄성상수를 측정하였다. 이방성 각 $0^{\circ}$, $90^{\circ}$ 시료에서 측정된 탄성상수($E_1$, $E_2$, ${\nu}_{12}$, ${\nu}_{21}$)를 기준값으로 설정하고 Jang et al. (2001)과 Park et al. (2008)에 의해 제안된 방법을 이용하여 $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$, $75^{\circ}$ 시료의 탄성계수($E_1$, $E_2$)를 계산한 후 기준값과 비교하였다. Jang et al. (2001)의 제안법을 사용할 경우 $60^{\circ}$, $75^{\circ}$와 같은 고각의 이방성 시료에서는 $E_1$이 비교적 정확하게 계산되고 $15^{\circ}$, $30^{\circ}$와 같은 저각의 이방성 시료에서는 $E_2$가 비교적 정확하게 계산되었다. Park et al. (2008)의 제안법의 경우 $E_1$은 $45^{\circ}$와 $60^{\circ}$ 시료에서만 비교적 정확한 값을 계산해냈고 $E_2$는 $15^{\circ}$, $30^{\circ}$, $60^{\circ}$ 시료에서 비교적 정확하게 계산되었다. 유효성 검토 결과 두 제안법 모두 총 20개의 유효성 판단구간에서 '유효함(Effective)' 7개(35%), '가능함(Possible)' 5개(25%), '유효하지 않음(Ineffective)' 8개(40%)로 분석되어 두 제안법의 유효성은 같은 수준이었다. 다만 Jang et al. (2001)의 제안법은 $E_1$을, Park et al. (2008)의 제안법은 $E_2$를 계산하는데 상대적으로 더 유효한 것으로 분석되었다.

• 지질공학
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• 제3권1호
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• pp.21-37
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• 1993

석회암, 사암과 셰일의 퇴적암 코아시료를 대상으로 암석의 비중, 공극률, 함수율 등을 구하고 탄성파 전파 속도와 점재하 강도 지수를 측정하였다. 이들 암석물성 사이의 관계로부터 석회암에 대한 밀도와 탄성파 속도의 관계는 $Vp=4085d^2-20747d+303,{\;}V_s=3899d^2-21442d+318$의 다소 곡선 경향을 나타낸다. 또한 밀도가 높은 셰일의 탄성파 속도가 사암에서보다 작으며 이는 셰일의 층리 영향띠문인 것으로 보인다. 석회암, 사암, 셰일의 P파 속도와 S파 소ㄷ도는 대체로 직선 양상을 보여주며 각 관계식은 석회암에서는 $V_s=0.26V_p+1041.6m/sec,{\;}사암은{\;}V_s=0.43V_p+424.2m/sec$, 셰일에서는 r= 0.86으로 나타났다. 석회암에 대한 점재하 강도 시험에 의하면 점재하 강도 이방성을 시료가 다소 호상구조를 보이더라도 뚜렷하지 않았다. $30^{\circ}-60^{\circ}$내외의 변화를 보이는 층리면 경사각은 직경방향과 축방향의 점재하 지수에 큰 영향을 미치지 않은 것으로 생각된다. 점재하 강도 실험결과 점재하강도 지수가 증가하면 P파 속도도 증가하지만 상관관계가 뚜렷하지 않았다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2008년도 공동학술대회
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• pp.51-56
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• 2008

등방성 매질에서의 파형역산에 대한 연구는 1980년대부터 꾸준히 이루어져 왔으나 이방성 매질에 대한 연구는 그렇지 못하다. 본 연구에서는 이방성 매질에 대한 시간영역 셀기반 유한 차분 모델링 기법을 이용해 2차원 TI 구조에서의 파형역산 알고리듬을 개발하였다. 반복적인 비선형 역산에서 최대 급경사 방향은 역시간 구조보정의 역전파 방법을 이용하여 간접적으로 계산하였고, 이를 정규화 시키기 위해 슈도-헤시안 행렬을 이용하였다. 본 연구에서 제시된 시간영역 파형역산 기법을 이방성 매질을 포함한 2층 구조와 이방성 Marmousi 모형 자료에 적용하고 이를 등방성 매질만을 고려한 기존의 파형역산 결과와 비교하였다. 본 연구의 결과를 통해 이방성 매질을 등방성 매질로 가정하고 파형역산을 수행할 경우 정확한 영상을 얻을 수 없기 때문에, 실제 탐사 자료의 파형역산을 수행할 경우 이방성 매질을 고려해야 좀 더 정확한 지하 구조를 파악할 수 있음을 확인하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제8권1호
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• pp.41-49
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• 2005

이 연구에서는 메탄 하이드레이트 부존 지역의 속도 분포를 구하기 위해서 무작위 불균질 모델을 개발하였다. P 파 물리검층 자료는 von Karman 유형의 자기상관함수와 비가우스 확률 분포를 가진다. 속도 분포는 수백 m/s의 차이가 나는 두 개의 정점(peak)들을 갖는다. 이중모드 속도 분포를 가진 무작위 불균질 매질의 모델은 normal spectral-based generation 방법에 의해 만들어진, 가우스 속도 분포를 갖는 매질의 사상을 통해 만들어졌다. 또한 타원 자기상관 함수를 이용하여 무작위 매질에 자기상관 길이의 이방성을 첨가하였다. 유사 P 파 속도 검층기록은 현장자료의 특징을 잘 구현해냈다. 이 모델을 두 개의 탄성파 전파 수치 모형에 적용하였다. 두 개의 다른 주파수 대역의 송신신호들에 의해 만들어진 합성 반사 단면도들을 통해 이중모드 분포를 가진 무작위 모델의 속도 변화가 파의 산란에 영향을 줌으로써 BSR의 주파수 의존성의 원인이 됨을 알 수 있다. 합성 시추공간 단면도는 현장자료에서 보여지는 심한 감쇠가 산란에 의한 부가적인 진폭 감쇠에 의한 것임을 보여주고 있다. 결론적으로 이중모드 분포를 가진 무작위 불균질성은 하이드레이트 부존층 모델링의 핵심이고, 이를 통해 하이드레이트 부존 지역의 탄성파 단면도들에서 관찰되는 주파수 의존성과 산란현상에 대해 설명할 수 있다.