• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권6권
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• pp.703-721
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• 2017

The experimental study of the behavior of dry medium and loose sandy soil under the action of a single impulsive load is carried out. Different falling masses from different heights were conducted using the falling weight deflectometer (FWD) to provide the single pulse energy. The responses of soils were evaluated at different locations (vertically below the impact plate and horizontally away from it). These responses include; displacements, velocities, and accelerations that are developed due to the impact acting at top and different depth ratios within the soil using the falling weight deflectometer (FWD) and accelerometers (ARH-500A Waterproof, and Low capacity Acceleration Transducer) that are embedded in the soil and then recorded using the multi-recorder TMR-200. The behavior of medium and loose sandy soil was evaluated with different parameters, these are; footing embedment, depth ratios (D/B), diameter of the impact plate (B), and the applied energy. It was found that increasing footing embedment depth results in: amplitude of the force-time history increases by about 10-30%. due to increase in the degree of confinement with the increasing in the embedment, the displacement response of the soil will decrease by about 25-35% for loose sand, 35-40% for medium sand due to increase in the overburden pressure when the embedment depth increased. For surface foundation, the foundation is free to oscillate in vertical, horizontal and rocking modes. But, when embedding a footing, the surrounding soil restricts oscillation due to confinement which leads to increasing the natural frequency, moreover, soil density increases with depth because of compaction, that is, tendency to behave as a solid medium.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.243-249
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• 2001

In this study, the progressive inelastic deformation, so called, thermal ratchet phenomenon which can occur in high temperature liquid metal reactor was simulated with thermal ratchet structural test facility and 316L stainless steel test cylinder. The inelastic deformation of the reactor baffle cylinder can occur due to the moving temperature distribution along the axial direction as the hot free surface moves up and down under the cyclic heat-up and cool-down of reactor operations. The ratchet deformations were measured with the laser displacement sensor and LVDTs after cooling the structural specimen which experiences thermal load up to $550^{\circ}$ and the temperature differences of about $500^{\circ}C$. During structural thermal ratchet test, the temperature distribution of the test cylinder along the axial direction was measured from 28 channels of thermocouples and the temperatures were used for the ratchet analysis. The thermal ratchet deformation analysis was performed with the NONSTA code whose constitutive model is nonlinear combined kinematic and isotropic hardening model and the test results were compared with those of the analysis. Thermal ratchet test was carried out with respect to 9 cycles of thermal loading and the maximum residual displacements were measured to be 1.8mm. It was shown that thermal ratchet load can cause a progressive deformation to the reactor structure. The analysis results with the combined hardening model were in reasonable agreement with those of the tests.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권6호
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• pp.461-466
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• 2004

본 연구에서는 쇄파대에서 정현파의 쇄파에 대해 수리모형실험과 수치모형실험을 수행하였으며, 두 실험결과를 비교하였다. 수치해석 모형에서는 Reynolds 방정식을 지배방정식으로 사용하고 난류해석을 위해 $textsc{k}$-$\varepsilon$ 모델을 적용하였으며, 자유수면변위를 추적하기 위해 VOF기법을 사용하였다. 수리모형실험과 수치모형실험 모두 동일한 수심과 주기를 가질 경우, 입사파의 파고가 커질수록 쇄파발생 지점이 경사시작 지점으로부터 가까운 위치로 이동하는 경향을 보였다. 또한, 쇄파발생시 파고비(H/H$_{0}$)는 동일한 수심과 파고를 가질 경우, 주기가 커질수록 증가하는 경향을 보였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.399-407
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• 2002

속이 빈 축대칭 회전체인 두꺼운 쉘의 정확한 고유진동수와 모우드형상을 결정하기 위해서 3차원적인 해석방법이 사용되었다. 이 축대칭 회전쉘의 모선을 직선으로 한정하지 않았으며, 쉘의 두께 또한 일정한 것으로 제한하지 않았다. 이 쉘의 중앙면은 임의의 곡율을 가지며, 쉘의 두께도 임의적으로 변한다. 자오선방향, 두께방향, 원주방향으로의 변위 성분인$U_\Phi, U_z, U_\theta$는 시간반응의 정현성(sinusoidal)과$\theta$방향으로의 주기성을 지니며,$\Phi$와 z 방향으로는 대수다항 식의 형태로 가정되었다. 이 쉘의 변형률에너지와 운동에너지를 공식화하였으며, 진동수의 최소화를 통해 상위경계치의 진동수를 구하고 다항식의 차수를 증가시켜 엄밀해에 수렴된 진동수를 구할 수 있다. 선형적으로 두께가 변하는 두꺼운 원추형쉘과 구형쉘에 대한 예를 통하여 하위 다섯 개의 진동수에 대해서 유효 숫자 4자리까지의 정확한 수렴성연구가 이루어졌다. 이 해석 방법은 두께가 매우 두꺼운 쉘 뿐만이 아니라 얇은 쉘에도 적용이 가능하다

• Steel and Composite Structures
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• 제46권4호
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• pp.471-483
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• 2023

This paper presents an analytical hyperbolic theory based on the refined shear deformation theory for mechanical stability analysis of the simply supported advanced composites plates (exponentially, sigmoidal and power-law graded) under triangular, trapezoidal and uniform uniaxial and biaxial loading. The developed model ensures the boundary condition of the zero transverse stresses at the top and bottom surfaces without using the correction factor as first order shear deformation theory. The mathematical formulation of displacement contains only four unknowns in which the transverse deflection is divided to shear and bending components. The current study includes the effect of the geometric imperfection of the material. The modeling of the micro-void presence in the structure is based on the both true and apparent density formulas in which the porosity will be dense in the mid-plane and zero in the upper and lower surfaces (free surface) according to a logarithmic function. The analytical solutions of the uniaxial and biaxial critical buckling load are determined by solving the differential equilibrium equations of the system with the help of the Navier's method. The correctness and the effectiveness of the proposed HyRPT is confirmed by comparing the results with those found in the open literature which shows the high performance of this model to predict the stability characteristics of the FG structures employed in various fields. Several parametric analyses are performed to extract the most influenced parameters on the mechanical stability of this type of advanced composites plates.

• Earthquakes and Structures
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• 제14권4호
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• pp.323-336
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• 2018

Machine foundations with impact loads are common powerful sources of industrial vibrations. These foundations are generally transferring vertical dynamic loads to the soil and generate ground vibrations which may harmfully affect the surrounding structures or buildings. Dynamic effects range from severe trouble of working conditions for some sensitive instruments or devices to visible structural damage. This work includes an experimental study on the behavior of dry dense sand under the action of a single impulsive load. The objective of this research is to predict the dry sand response under impact loads. Emphasis will be made on attenuation of waves induced by impact loads through the soil. The research also includes studying the effect of footing embedment, and footing area on the soil behavior and its dynamic response. Different falling masses from different heights were conducted using the falling weight deflectometer (FWD) to provide the single pulse energy. The responses of different soils were evaluated at different locations (vertically below the impact plate and horizontally away from it). These responses include; displacements, velocities, and accelerations that are developed due to the impact acting at top and different depths within the soil using the falling weight deflectometer (FWD) and accelerometers (ARH-500A Waterproof, and Low capacity Acceleration Transducer) that are embedded in the soil in addition to soil pressure gauges. It was concluded that increasing the footing embedment depth results in increase in the amplitude of the force-time history by about 10-30% due to increase in the degree of confinement. This is accompanied by a decrease in the displacement response of the soil by about 40-50% due to increase in the overburden pressure when the embedment depth increased which leads to increasing the stiffness of sandy soil. There is also increase in the natural frequency of the soil-foundation system by about 20-45%. For surface foundation, the foundation is free to oscillate in vertical, horizontal and rocking modes. But, when embedding a footing, the surrounding soil restricts oscillation due to confinement which leads to increasing the natural frequency. Moreover, the soil density increases with depth because of compaction, which makes the soil behave as a solid medium. Increasing the footing embedment depth results in an increase in the damping ratio by about 50-150% due to the increase of soil density as D/B increases, hence the soil tends to behave as a solid medium which activates both viscous and strain damping.

• 방사성폐기물학회지
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• 제5권3호
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• pp.199-212
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• 2007

IP-2형 운반용기는 정상운반조건에서의 자유낙하시험 및 적층시험을 수행한 후에 운반내용물의 분산 및 유실이 없어야 하며 외부표면에서의 방사선량률이 20%이상 증가할 수 있는 차폐능력의 상실이 없어야 한다. 본 연구에서는 두꺼운 철판을 구조재로 사용하며 볼트체결방식의 뚜껑을 가진 IP-2형 운반용기에 대한 구조 안전성을 평가하기 위한 해석적인 방안을 제안하였다. 해석적인 방법을 통하여 원자력발전소에서 발생된 방사성폐기물 드럼을 폐기물 처리시설에서 임시저장고까지 운반하기 위한 두 종류의 IP-2형 방사성폐기물 운반용기에 대하여 자유낙하조건에서 운반내용물의 분산 및 유실과 차폐손실이 없음을 확인하였다. 자유낙하조건에서 운반내용물의 분산 및 유실을 평가하기 위하여 최대 볼트단면 평균응력값과 최대 뚜껑열림량을 볼트의 인장강도와 뚜껑부에 존재하는 단차와 비교 평가하였다. 또한 최대 차폐두께 감소량을 이용하여 차폐손실을 평가하였다. 자유낙하조건에 대한 동적충돌해석을 검증하고 구조 안전성을 시험적으로 평가하기 위하여 자유낙하시험을 다양한 방향으로 실시하였다. 자유낙하시험에서는 운반내용물의 분산 및 유실은 볼트체결방식의 뚜껑에서 볼트의 파손 및 플랜지의 변형 등을 검사하여 평가하였으며, 차폐손실은 초음파 두께 측정기를 이용한 차폐두께를 측정하여 평가하였다. 해석에 대한 검증을 위하여 시험에서 취득한 변형률과 가속도를 동일한 위치에서 얻어진 해석결과와 비교하였다. 해석결과는 시험결과에 비하여 보수적인 결과를 보여주므로 해석에서 입증한 IP-2형 방사성폐기물 운반용기의 안전성은 보수적인 결과이다. 마지막으로 유한요소해석을 통하여 적층조건에 대한 IP-2형 방사성폐기물 운반용기는 안전함을 입증하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제10권1호
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• pp.37-43
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• 2012

IAEA 및 국내의 방사성물질 운반 관련 규정에 따라 중 저준위 방사성폐기물 드럼 8개를 운반할 수 있는 IP-2형 운반용기를 개발하였다. IP-2형 운반용기는 낙하시험 및 적층시험을 거친 후 내용물의 유실 또는 분산과 운반용기 외부표면에서의 방사선량률이 20 % 이상 증가할 수 있는 차폐능력의 상실이 없어야 한다. 본 연구의 목적은 적층시험조건에 대한 시험방법 및 절차를 수립하고 IP-2형 운반용기의 적층조건에 대한 구조적 건전성을 평가하는데 있다. 운반용기의 원형시험모델을 이용하여 운반용기 중량의 5배 하중으로 24시간 동안 압축하는 적층조건에 대한 시험 및 전산해석을 수행하였다. 적층시험 시 운반용기의 모서리기둥에서의 변형률 및 변위를 측정하였으며, 측정된 변형률 및 변위는 해석결과와 서로 일치하였다. 컨테이너 바닥부의 처짐량은 측정이 어렵기 때문에 전산해석 방법으로 구하였다. 모서리기둥의 최대 변위와 컨테이너 바닥의 최대 처짐은 법규에서 규정하는 허용치에 비하여 낮게 나타났다. 적층시험 전 후에는 운반용기의 외형치수, 차폐체 두께, 볼트토크 등을 측정하였으며, 그 값들을 비교분석한 결과 운반용기는 내용물의 유실 및 분산, 차폐체 두께의 감소가 나타나지 않았다. 따라서 적층시험조건에서 IP-2형 운반용기의 구조적 건전성이 입증되었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.163-169
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• 2019

전자제품에서 사용되던 Sn-Pb계 솔더합금은 RoHS, WEEE, REACH 등의 환경규제에 의해 무연솔더합금(Pb free solder alloy)으로 빠르게 대체되고 있다. 그 중에서도 Sn58%Bi(in wt.%) 합금은 융점이 낮고 Sn-Pb계 합금에 비해 기계적특성이 우수하여, 전자제품 솔더합금으로 사용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 Sn58%Bi 솔더합금은 구성 원소인 Bi의 취성으로 인해 기계적인 신뢰성이 저하되는 문제를 개선할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 함량의 Sn-MWCNT (multiwalled carbon nanotube) 입자를 첨가한 Sn58%Bi 복합솔더를 제조한 후, OSP처리된 FR-4 기판 및 FR-4 컴포넌트를 리플로우(reflow) 횟수를 1회부터 7회까지 진행하였다. 접합시편의 접합강도 및 파괴에너지는 전단시험(die shear test)을 통해 측정하였고, 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)으로 미세조직 및 파괴모드를 분석하였다. Sn-MWCNT 첨가에 의해 Sn58%Bi 복합솔더 접합부에서 조직 미세화가 관찰되었고, 함량이 0.1 wt.%일때 접합강도와 파괴에너지는 각각 20.4%, 15.4% 만큼 증가하였다. 또한 파단면에서 연성파괴(ductile failure) 영역이 관찰되었으며, F-x(force-displacement to failure) 그래프를 통해 Sn-MWCNT의 첨가가 복합솔더의 연성(ductility)을 증가시킨 것을 확인할 수 있었다.

• 한국안광학회지
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• 제6권2호
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• pp.85-97
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• 2001

눈물 층을 사이에 두고 각막 위에 부착되어 있는 렌즈(하드렌즈)에는 모세관작용에 따른 장력이 렌즈가장자리에 균일하게 방사형으로 향하여 작용한다. 순목등에 의한 충격으로 평형상태의 렌즈가 평형 위치에서 벗어나게 되면 눈물층의 간격에 변화가 발생하고 이 변화에 의해 불균일 모세관작용에 기인하는 장력에 따라 렌즈에는 복원력이 발생하고 이 힘에 의해 렌즈는 감쇄운동(진동)을 하게 된다. 이러한 복원력을 계산하고 렌즈의 운동을 예측할 수 있는 미분방정식과 컴퓨터프로그램을 수립하였으며 이 컴퓨터 모델을 사용하여 렌즈의 구경, 베이스 커브, 눈물 층의 두께 등의 변수가 렌즈의 운동에 미치는 영향을 모사(模寫)하였다. 눈물층의 점성에 의한 마찰력이 관성력에 비해 크기 때문에 렌즈는 진동을 하지 않고 시간의 경과에 따라 일률적으로 변위가 감소하는 운동양상을 나타내고 있으며 렌즈의 구경이 증가할수록, 눈물층의 두께가 얇아질수록 복원력이 증가하며 따라서 렌즈가 원위치로 되돌아오는데 걸리는 시간이 짧아지고 있다. 그러나 렌즈의 베이스커브는 그 값이 특정 값을 가질 때 원위치 도달 시간이 최소가 된다. 렌즈의 공진진동수는 눈물층의 두께가 증가할수록 렌즈구경이 감소할수록 낮아지고 있으며 베이스커브가 특정 값을 가질 때 공진진동수 역시 최대가 된다. 실제로 콘택트렌즈를 착용한 상태에서 렌즈의 공진진동수와 동일한 진동수의 외부 충격이 렌즈에 가해지는 경우 급격한 렌즈의 상하 또는 좌우 진동이 예상되며 따라서 렌즈가 탈착 된다든지 또는 렌즈의 형상변형으로 인해 각막에 통증이 발생할 수도 있을 것이다. 고함수(高含水) 소프트렌즈와 강은 diaphragm 그 자체는 탄성이 거의 없다. 그러나 함수 소프트렌즈가 각막 상에 눈물 층을 사이에 두고 부착되어 있는 경우에는 눈물의 표면 장력에 의해 탄성이 유기(誘起)될 수 있으므로 진동의 영향이 있을 것으로 본다.