• Steel and Composite Structures
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• 제30권6호
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• pp.535-550
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• 2019

Prestressed concrete (PC) bridges using corrugated steel webbing have emerged as one of the most promising forms of steel-concrete composite bridge. However, their long-term behavior is not well understood, especially in the case of large-span bridges. In order to study the time-dependent performance, a large three-span PC bridge with corrugated steel webbing was compared to a similar conventional PC bridge to examine their respective time-dependent characteristics. In addition, a three-dimensional finite element method with step-by-step time integration that takes into account cantilever construction procedures was used to predict long-term behaviors such as deflection, stress distribution and prestressing loss. These predictions were based upon four well-established empirical creep prediction models. PC bridges with a corrugated steel web were observed to have a better long-term performance relative to conventional PC bridges. In particular, it is noted that the pre-cambering for PC bridges with a corrugated steel web could be smaller than that of conventional PC bridges. The ratio of side-to-mid span has great influence on the long-term deformation of PC bridges with a corrugated steel web, and it is suggested that the design value should be between 0.4 and 0.6. However, the different creep prediction models still showed a weak homogeneity, thus, the further experimental research and the development of health monitoring systems are required to further progress our understanding of the long-term behavior of PC bridges with corrugated steel webbing.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권6호
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• pp.279-283
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• 2018

In this study, we investigate the behavior of abrasive particles and change of the stick-slip pattern according to chemical mechanical polishing (CMP) process parameters when a large number of abrasive particles are fixed on a pad. The CMP process is simulated using the finite element method. In the simulation, the abrasive grains are composed of those used in the actual CMP process. Considering the cohesion of the abrasive grains with the start of the CMP process, abrasive particles with various sizes are fixed onto the pad at different intervals so that stick-slip could occur. In this analysis, we determine that when the abrasive particle size is relatively large, the stick-slip period does not change as the pressure increases while the moving speed is constant. However, if the size of the abrasive grains is relatively small, the amount of deformation of the grains increases due to the elasticity of the pad. Therefore, the stick-slip pattern may not be observed. As the number of abrasive particles increases, the stick-slip period and displacement decrease. This is consistent with the decrease in the von Mises yield stress value on the surface of the wafer as the number of abrasive grains increases. We determine that when the number of the abrasive grains increases, the polishing rate, and characteristics are improved, and scratches are reduced. Moreover, we establish that the period of stick-slip increases and the change of the stick-slip size was not large when the abrasive particle size was relatively small.

• Advances in materials Research
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• 제8권2호
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• pp.117-135
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• 2019

The lifetime of a gas turbine combustor is typically limited by the durability of its liner, the structure that encloses the high-temperature combustion products. The primary objective of the combustor thermal design process is to ensure that the liner temperatures do not exceed a maximum value set by material limits. Liner temperatures exceeding these limits hasten the onset of cracking which increase the frequency of unscheduled engine removals and cause the maintenance and repair costs of the engine to increase. Hot gas temperature prediction can be considered a preliminary step for combustor liner temperature prediction which can make a suitable view of combustion chamber conditions. In this study, the temperature distribution of ceramic panels for a V94.2 gas turbine combustor subjected to realistic operation conditions is presented using three-dimensional finite difference method. A simplified model of alumina ceramic is used to obtain the temperature distribution. The external thermal loads consist of convection and radiation heat transfers are considered that these loads are applied to flat segmented panel on hot side and forced convection cooling on the other side. First the temperatures of hot and cold sides of ceramic are calculated. Then, the thermal boundary conditions of all other ceramic sides are estimated by the field observations. Finally, the temperature distributions of ceramic panels for a V94.2 gas turbine combustor are computed by MATLAB software. The results show that the gas emissivity for diffusion mode is more than premix therefore the radiation heat flux and temperature will be more. The results of this work are validated by ANSYS and ABAQUS softwares. It is showed that there is a good agreement between all results.

• 한국추진공학회지
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• 제23권4호
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• pp.21-27
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• 2019

연소가스에 의한 내압 조건에서 필라멘트 와인딩 공법으로 제작되는 복합재 연소관은 돔에서 구조적으로 취약해진다. 본 논문에서는 압력분포비(PDR) 변화에 따른 복합재 돔의 파열압력을 비교하기 위해 유한 요소 해석을 수행하였다. 돔 내/외면 응력, 금속 보스 체적을 산출함으로써, 정량적으로 복합재 연소관의 성능을 비교하였다. 그 결과, PDR 2.5-3.0에서 파손 모드의 임계점이 존재함을 확인하였다. PDR 2.5-3.5 설계는 연소관 파열압력의 변동 없이 금속 보스 무게 감량이 가능하며, 돔 형상 및 오프닝 크기에 대해 설계 기준값이 변경되므로 해석 및 시험을 통한 규명이 필요하다.

• 국제강구조저널
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• 제18권4호
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• pp.1153-1166
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• 2018

This paper was concerned with the nonlinear analysis on the overall stability of H-type honeycombed composite column with rectangular concrete-filled steel tube flanges (STHCC). The nonlinear analysis was performed using ABAQUS, a commercially available finite element (FE) program. Nonlinear buckling analysis was carried out by inducing the first buckling mode shape of the hinged column to the model as the initial imperfection with imperfection amplitude value of L/1000 and importing the simplified constitutive model of steel and nonlinear constitutive model of concrete considering hoop effect. Close agreement was shown between the experimental results of 17 concrete-filled steel tube (CFST) specimens and 4 I-beams with top flanges of rectangular concrete-filled steel tube (CFSFB) specimens conducted by former researchers and the predicted results, verifying the correctness of the method of FE analysis. Then, the FE models of 30 STHCC columns were established to investigate the influences of the concrete strength grade, the nominal slenderness ratio, the hoop coefficient and the flange width on the nonlinear stability capacity of SHTCC column. It was found that the hoop coefficient and the nominal slenderness ratio affected the nonlinear stability capacity more significantly. Based on the results of parameter analysis, a formula was proposed to predict the nonlinear stability capacity of STHCC column which laid the foundation of the application of STHCC column in practical engineering.

• 한국의학물리학회지:의학물리
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• 제33권1호
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• pp.1-9
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• 2022

Purpose: To evaluate the effective volume of the Korea Research Institute of Standards and Science free air chamber (KRISS FAC) L1 used for the primary standard device of the low-energy X-ray air kerma. Methods: The mechanical dimensions were measured using a 3-dimensional coordinate measuring machine (3-d CMM, Model UMM 500, Carl Zeiss). The diameter of the diaphragm was measured by a ring gauge calibrator (Model KRISS-DM1, KRISS). The elongation of the collector length due to electric field distortion was determined from the capacitance measurement of the KRISS FAC considering the result of the finite element method (FEM) analysis using the code QuickField v6.4. Results: The measured length of the collector was 15.8003±0.0014 mm with a 68% confidence level (k=1). The aperture diameter of the diaphragm was 10.0021±0.0002 mm (k=1). The mechanical measurement volume of the KRISS FAC L1 was 1.2415±0.0006 cm³ (k=1). The elongated length of the collector due to the electric field distortion was 0.170±0.021 mm. Considering the elongated length, the effective measurement volume of the KRISS FAC L1 was 1.2548±0.0019 cm³(k=1). Conclusions: The effective volume of the KRISS FAC L1 was determined from the mechanically measured value by adding the elongated volume due to the electric field distortion in the FAC. The effective volume will replace the existing mechanically determined volume in establishing and maintaining the primary standard of the low-energy X-ray.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.331-338
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• 2008

도로 포장은 다양한 재료에 의한 층구조로 되어 있으며 하중 재하시 포장구조체의 거동은 보조기층에 사용된 재료의 성질에 매우 민감하다. 따라서 포장 설계는 재료적 성질의 측정 방법과 정확도에 의해 그 적합성이 좌우되며, 층재료에 대한 현실적인 묘사가 요구된다. 회복탄성계수($M_R$)는 도로 하부구조 재료를 나타내는 물성치로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 사용되는 보조기층 재료의 역학적 거동특성에 관한 자료를 수집하고, 이를 분석하여 정규화된 모델을 통해 $M_R$ 값을 얻을 수 있는 구성방정식을 도출하였다. 또한 도출된 구성방정식을 적용한 유한요소해석 결과와 실측값과의 비교를 통해 본 연구에서 제안한 해석모델의 적절성을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2C호
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• pp.41-49
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• 2009

구조물의 대형화와 재료비의 증가로 인해 다수의 기성말뚝을 대체할 수 있는 대형 현장타설말뚝의 사용이 증가하고 있다. 특히, 지하연속벽공법이 적용된 현장의 기초시공에 따른 시공성 및 경제성을 향상시키거나 토사층이 깊게 분포한 경우 공벽의 안정성을 확보하기 위한 기초형식으로 바렛말뚝의 사용이 증가하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 국내 4개 현장을 대상으로 바렛말뚝을 시공하고 양방향 재하시험을 실시하여 말뚝의 지지력 및 침하특성을 고찰하였다. 또한 하중전이분석을 통하여 주면마찰력의 평가를 위한 ${\beta}$값을 분석하여 비교 평가하였고 3차원 유한요소해석을 통하여 양방향재하시험에 따른 경계면 효과와 하중-침하특성을 살펴보았다.

• 대한치과교정학회지
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• 제33권1호
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• pp.11-20
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• 2003

본 연구는 교정치료 시 고정원 보강을 위해 사용되는 교정용 미니스크류의 길이, 직경 및 피질골 두께에 따른 응력 분포 양상을 알아보기 위하여 시행되었다. 미니스크류의 길이와 직경 변화에 따른 응력 분포 양상을 관찰하기 위하여 식립되는 피질골의 두께를 1.0mm로 고정하고 미니스크류의 길이를 6.0mm, 8.0mm, 10.0mm, 12.0mm로, 직경을 1.2mm, 1.6mm, 2.0mm인 3차원 유한요소 모델을 제작하였다. 또한, 피질골의 두께 변화에 따른 응력 분포 양상을 관찰하기 위하여 미니 스크류의 길이를 8.0mm로 고정하고 직경은 1.2mm, 1.6mm, 2.0mm로, 피 질골의 두께는 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm, 2.5mm인 3차원 유한요소 모델을 제작하였다. 각각의 유한요소 모델의 미니스크류 head중심에 200gm의 수평력을 가하여 응력 분포 양상과 크기를 3차원 유한요소 해석 프로그램인 ANSYS를 이용하여 비교한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 미니스크류 내부에서 나타나는 최대 응력값을 비교한 결과, 미니스크류의 직경이 1.2mm에서 2.0mm로 증가할수록 응력이 감소하였으며 같은 직경에서는 길이 증가에 상관없이 일정한 값을 유지하였다. 2. 피질골 및 해면골에 작용되는 최대 응력값을 비교한 결과, 미니스크류의 직경이 1.2mm에서 2.0mm로 증가할수록 응력이 감소하였으며 같은 직경에서는 길이 증가에 상관없이 일정한 값을 유지하였다. 3. 피질골 및 해면골에 작용되는 응력 분포를 관찰한 결과, 대부분의 응력이 피질골에서 흡수되었으며 ,해면골에 전달되는 응력값은 미미하였다. 4. 피질골 두께에 따른 최대 응력값을 비교한 결과, 같은 미니스크류의 직경에서는 피질골의 두께 증가에 상관없이 일정한 값을 유지하였다. 이상의 결과는 교정용 미니스크류의 유지에 길이보다는 직경이 더 크게 관여하는 것으로 나타나 미니스크류의 식립시 이에 대한 고려가 필요함을 시사하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권5호통권78호
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• pp.581-591
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• 2005

본 논문의 목적은 지관이 종방향 플레이트인 냉간성형 각형강관 T형 접합부의 최대내력 평가를 통하여 설계내력식을 제안하는 것이다. 이러한 T형 접합부의 형상은 지관에 플레이트를 이용하여 각형강관 주관면에 길이방향으로 용접하는 형상이고, 지관 플레이트를 갖는 각형강관 T형 접합부 실험결과 중에서 주관 플랜지 휨파괴가 지배하는 접합부만을 대상으로 하였다. $16.7{\leq}2{\gamma}(B/T){\leq}31.3$ 이고 $0.20{\leq}{\beta}(b1/B){\leq}0.75$ 범위의 지관 플레이트를 갖는 T형 접합부에 대하여, 접합부의 내력은 강도보다는 사용성이 지배하는 나타나 최대내력을 주관폭(B)의 1.5 P1%B로 정의하였다. 기본 접합부 형상에 대해 제안된 항복선모델을 참조하여 지관 플레이트를 갖는 접합부 형상에 대한 새로운 수정된 항복선 모델을 제안하였다. 최종적으로 유한요소해석과 항복선 해석에 근거한 제안 설계내력식과 실험결과를 비교하여 타당성을 검증하였다.