• Steel and Composite Structures
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• 제38권1호
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• pp.87-102
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• 2021

To investigate the failure form, bending stiffness, and residual bearing capacity of monolithic composite beams with laminated slab throughout the fire process, fire tests of four monolithic composite beams with laminated slab were performed under constant load and temperature increase. Different factors such as post-pouring layer thickness, lap length of the prefabricated bottom slab, and stud spacing were considered in the fire test. The test results demonstrate that, under the same fire time and external load, the post-pouring layer thickness and stud spacing are important parameters that affect the fire resistance of monolithic composite beams with laminated slab. Similarly, the post-pouring layer thickness and stud spacing are the predominant factors affecting the bending stiffness of monolithic composite beams with laminated slab after fire exposure. The failure forms of monolithic composite beams with laminated slab after the fire are approximately the same as those at room temperature. In both cases, the beams underwent bending failure. However, after exposure to the high-temperature fire, cracks appeared earlier in the monolithic composite beams with laminated slab, and both the residual bearing capacity and bending stiffness were reduced by varying degrees. In this test, the bending bearing capacity and ductility of monolithic composite beams with laminated slab after fire exposure were reduced by 23.3% and 55.4%, respectively, compared with those tested at room temperature. Calculation methods for the residual bearing capacity and bending stiffness of monolithic composite beams with laminated slab in and after the fire are proposed, which demonstrated good accuracy.

• Steel and Composite Structures
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• 제49권3호
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• pp.307-323
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• 2023

In this research, the study of the thermoelastic flexural analysis of silicon carbide/Aluminum graded (FG) sandwich 2D uniform structure (plate) under harmonic sinusoidal temperature load over time is presented. The plate is modeled using a simple two dimensional integral shear deformation plate theory. The current formulation contains an integral terms whose aim is to reduce a number of variables compared to others similar solutions and therefore minimize the computation time. The transverse shear stresses vary according to parabolic distribution and vanish at the free surfaces of the structure without any use of correction factors. The external load is applied on the upper face and varying in the thickness of the plates. The structure is supposed to be composed of "three layers" and resting on nonlinear visco-Pasternak's-foundations. The governing equations of the system are deduced and solved via Hamilton's principle and general solution. The computed results are compared with those existing in the literature to validate the current formulation. The impacts of the parameters (material index, temperature exponent, geometry ratio, time, top/bottom temperature ratio, elastic foundation type, and damping coefficient) on the dynamic flexural response are studied.

• 한국가스학회지
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• 제12권1호
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• pp.13-18
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• 2008

지진 및 외부 진동에 의하여 구조물에 발생하게 되는 진동량은 진동 속도와 피해규모가 비례하는 관계에 있음을 고려하여 일반적으로 진동속도로 나타내어진다. 본 연구에서는 진동 속도 기반의 구조물 진동기준을 검토하고, 이를 고려하여 도로 하부 매설 가스 강관의 안정성 평가를 수행하였다. 가스공사 주사용 배관인 762 mm API 5L Gr. X65 강관을 해석 대상 배관으로 선정하였으며 도로설계기준에 의하여 지반 매설 조건 및 DB-24 하중을 다양한 속도에 대한 시간 함수로 고려하여 재하하였다. 진동속도는 차량 진행 속도 80 km/h까지 증가하다가 이후 감소하는 경향을 보였으며, 차량 진행 속도 80 km/h에서 0.034 cm/s의 진동 속도를 보임으로서 진동 기준 대비 매우 작은 값임을 확인하였다. 또한 감쇄법칙을 적용하여 진행파의 속도를 분석한 결과, 차량 진행 속도 80 km/h에서 가장 작은 속도를 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.1253-1258
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• 2014

CA 이온도금기술에 의한 TiC와 TiN 그리고 TiC/TiN 코팅재를 비교하기 위하여 트라이볼로지 물성을 연구하였다. 실험은 Falex journal V block 시스템을 이용한 터보시험기에서 수행하였다. 코팅재의 마찰과 마모특성은 작용된 하중과 미끄럼 속도에 의하여 다양하게 결정되었다. TiC와 TiN 그리고 TiC/TiN 코팅재는 표면에서 트라이볼로지 특성이 현저하게 증가하였다. 단층코팅에서는 TiC보다 TiN이 좋은 결과를 얻었다. 그러나, TiC/TiN의 다층코팅은 다른 어떤 단층코팅보다 좋은 성능을 보였다. 다층코팅의 성능이 향상된 핵심요소는 TiN층 외부와 강 사이에서 부착이 증가하게된 TiC의 역할 때문이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.191-196
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• 2022

본 연구에서는 3D 프린팅 FDM 방식의 적층 방향에 따라 기계적 물성이 달라지는 이방성 특성을 확인하고 이를 이용하여 위상 최적설계를 수행하였다. 벤치마크 문제인 자동차 현가장치 부품 중 하나인 로어 컨트롤 암에 대하여 밀도법 기반 위상 최적설계를 수행하였으며, 외부 하중과 이방성 특성에 따라 위상 최적결과가 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 이를 이용하여 최적화된 모델에 대하여 3D 프린터로 적층 방향을 달리하여 2가지 시험품을 제작하였으며 인장시험을 수행하였다. 시험시 3D 비접촉 변형률 측정기를 이용하여 변형률을 구하였으며 이를 CAE 응답해석으로 얻은 변형률과 비교한 결과가 정량 및 정성적으로 일치하는 것을 확인하였다. 3D 프린팅 적층 방향을 고려한 위상 최적모델의 인장 실험 결과를 통해 해당 최적설계 방법론의 유효성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.381-390
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• 2009

본 논문에서는 중수로(CANDU Reactor)에서 배출되는 고준위폐기물을 지하 500m의 화강암 암반의 처분장에 장기간(약 10,000년 동안) 처분하기 위하여 여러 구조적 안전성 평가 수행을 통하여 개발된 처분용기에 대하여 구조적 안전성 평가 보완 해석을 수행하였다. 기존에 설계된 중수로용 처분용기 모델은 내부에 33개의 고준위 폐기물 다발을 직경 122cm의 원통형 처분용기가 지탱하는 구조물로 구조적 안전성은 문제가 없으나 너무 무거운 단점이 지적되었다. 따라서 구조적 안전성을 유지하면서 좀 더 경량화 된 처분용기모델을 개발하는 것이 요구된다. 중수로 처분용기모델을 경량화하는 방법에는 두 가지가 있는데, 첫째는 외력조건 및 안전계수 등에 대한 조건을 완화하는 방법이고, 둘째는 중수로 처분용기내의 고준위폐기물다발의 개수를 줄여 구조물 단면 형상을 최적화시키는 방법이다. 따라서 본 논문에서는 기존의 처분용기 개발 시 적용된 외력조건 등에 대한 조건들을 완화하여 설계 완성된 기존의 처분용기에 대하여 외력 조건 및 용기의 재원(직경 등) 들을 변화시키면서 구조해석을 재수행하고, 동시에 기존 33개의 고준위폐기물 다발의 개수를 줄여서 용기의 여러 재원에 대하여 구조해석을 수행하여 최적의 경량화된 단면형상을 도출하였다. 이를 바탕으로 외력 조건에 따른 처분용기의 재원 등을 재산출하였다. 보완 해석결과 기존의 122cm의 처분용기의 직경을 줄여 경량화시킬 수 있음이 확인되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제16권9호
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• pp.1632-1642
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• 1992

본 연구에서는 방전가공(electric disharge machining, EDM) 또는 공기연마 분사기(air-abrasive jet machine, AJM) 가공에 의하여 인장 시험편 또는 외팔보 시험 편에 구멍깊이를 증가시켜 가면서 구멍을 뚫었다. 여기에서 방저가공(EDM)을 채택한 것은 구멍깊이를 직접 계측하는 것이 가능하여 구멍깊이 측정 오차에 기인하는 잔류응 력 측정오차를 최소화 할 수 있기 때문이며, 공기연마 분사기를 채택한 것은 구멍을 뚫는 동안 가공응력을 유발시키지 않기 때문이었다. 위 인장 시험편 또는 외팔보 시 험편을 이용하여 균일한 응력장과 두께 방향으로 변하는 선형적 구배응력장을 구현하 고, 이 때 각각 구멍깊이가 다른 원통형 막힘 구멍으로 부터 이완되는 스트레인을 계 측하였다. Schajer가 제안한 멱급수법과 최소장승법을 적용하여 균일응력장 또는 구 배 응력장에서 측정되는 스트레인을 잔류응력으로 환산하였으며, 환산된 잔류응력과 실제로 작용하는 응력을 비교하므로서 이론적으로 제시된 멱급수법과 최소자승법의 타 당성을 실험적으로 검토하는데 본 연구의 목적이 있다. 이 때 얕은 구멍깊이 (0.3∼ 1.2mm)에서 측정되는 스트레인을 이용하여 Schajer의 제안에 따라 잔류응력을 산정하 므로서, 잔류응력 계측 대상 구조물을 가급적 덜파괴시키며 잔류응력을 측정할 수 있 는지 여부를 실험적으로 검토하였다.