• 제목/요약/키워드: High-aspect-ratio

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Evaluation of Corrosion Resistance Properties of Hexagonal Boron Nitride Based Polymer Composite Coatings for Carbon Steel in a Saline Environment

  • Alabdullah, Fadhel T.;Ali, C.;Mishra, Brajendra
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제21권1호
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    • pp.41-52
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    • 2022
  • Herein, we report polyvinyl butyral composites coatings containing various loadings of 72-h bath sonicated hexagonal boron nitride particles (5 ㎛) to enhance barrier properties of coatings. Barrier properties of coatings were determined in 3.5 wt% NaCl after different time periods of immersion via electrochemical techniques such as open circuit potential, electrochemical impedance spectroscopy, and potentiodynamic polarization test. Coatings containing sonicated hexagonal boron particles exhibited improved corrosion resistance for longer periods of immersion compared to neat coating. We also discussed effects of hexagonal boron nitride on healing properties of polyvinyl butyral. Coatings containing 1.0 wt% loading of sonicated hexagonal boron nitride showed improved long-term barrier properties than coatings with other compositions. The presence of hexagonal boron nitride also affected the healing properties of polyvinyl butyral coatings besides their barrier properties. Such improved barrier properties of composites coatings were attributed to the high aspect ratio, plate-like shape, and electrically insulated nature of the filler.

Aerodynamic numerical analysis with linear matrix inequality theorem of intelligent control

  • C.C. Hung;T. Nguyen
    • Advances in aircraft and spacecraft science
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    • 제10권2호
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    • pp.159-177
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    • 2023
  • In this paper we proposed the aerodynamic numerical analysis with linear matrix inequality theorem of intelligent control, which is believed to be applicable in the application not only a function of the block size and reduced wind speed but itself depends on both the size and the aspect ratio of the structure, not on the total scruton number. In order to improve the accuracy of the results, the optimization curve was optimized for the test to evaluate the response in the time of achieving the results and we focus on the results that found a significant influence from the assumptions used for damage propagation for aircraft structural analysis of composite materials. Finally, the numerical simulations confirmed the effectiveness of the method.

Influence of specimen height on the shear behavior of glass beads in the direct shear test

  • Young-Ho Hong;Yong-Hoon Byun;Jong-Sub Lee
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제34권4호
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    • pp.461-472
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    • 2023
  • A box scale affects the shear behavior of soils in the direct shear test. The purpose of this study is to investigate the scale effect on the shear behavior of dilative granular materials by testing specimens of different heights placed in a type C shear box. Experimental tests were performed on specimens composed of glass beads with different heights and equal initial void ratios. Results showed that the peak friction and dilation angles linearly increased with the specimen height; however, the residual friction angle remained relatively constant. Similarly, the shear stiffness increased with the specimen height, rapidly reaching its peak state. Height does not have a significant effect on the total volume changes; nevertheless, a high aspect ratio can be assumed to result in global and homogeneous failure. The results and interpretations may be used as reference for recommending shear box scale in direct shear tests.

이온빔 나노 패터닝을 위한 양극산화 알루미나의 이온빔 투과 (Ion Transmittance of Anodic Alumina for Ion Beam Nano-patterning)

  • 신상원;이종한;이성구;이재용;황정남;최인훈;이관희;정원용;문현찬;김태곤;송종한
    • 한국진공학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.97-102
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    • 2006
  • 양극 산화된 알루미나 (anodized aluminum oxide : AAO)는 균일하고 일정한 크기의 나노기공 패턴을 지니고 있다. AAO를 이온빔 나노 patterning을 위한 이온조사 시 마스크로서 이용하기 위해 AAO 나노 기공을 통과하는 이온빔의 투과율(AAO에 입사한 이온에 대한 투과이온의 양의 비)을 측정하였다. Al bulk foil을 양극 산화하여 두께가 $4{\mu}m$이고 종횡비(두께와 기공의 지름의 비)가 각각 200:1, 100:1 인 AAO를 Goniometer에 부착하여 500 keV의 $O^{2+}$ 이온빔에 대해 나노기공을 정렬시킨 후, 기울임 각에 따른 투과율을 측정한 결과, 종횡비가 200:1, 100:1 일 때 투과율은 각각 약 $10^{-8},\;10^{-4}$로 거의 이온빔이 투과하지 못하였다. 반면에 $SiO_2$ 위에 증착된 Al 박막으로 양극산화하여 종횡비가 5:1인 AAO의 이온빔 투과율은 0.67로 투과율이 현저히 향상되었다. 높은 종횡비를 갖는 AAO의 경우에는 범과 AAO 기공의 정렬이 쉽지 않은데다 알루미나의 비전도성으로 인한 charge-up 현상으로 인해 이온빔이 극히 투과하기 어렵기 때문이다. 실제로 80 keV의 Co 음이온을 종횡비 5:1인 AAO에 조사시킨 후에는 AAO 나노기공과 동일한 크기의 나노 구조체가 형성됨을 주사전자현미경(scanning electron microscopy: SEM) 관찰을 통하여 확인하였다.

중심축력을 받는 콘크리트 충전강관 기둥의 역학적 거동 특성에 관한 연구 (A Study on the Mechanical Properties of Concrete Filled Steel Tube Column under Centric Axial Load)

  • 박정민;김화중
    • 콘크리트학회지
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    • 제7권5호
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    • pp.133-144
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    • 1995
  • 본 연구는 콘크리트 충전강관을 고층 건물의 구조부재로 이용하기 위한 연구의 일환으로서 강관의 폭두께비, 세장비와 충전콘크리트의 강도를 주요 변수로 하여 강관이 콘크리트를 단순 구속하는 경우의 재하조건으로서 일련의 실험을 콘크리트 충전강관 기둥의 역학적인 거동 특성을 고찰하였다. 얻어진 결론을 요약하면 다음과 같다. (1)구속 콘크리트의 파괴양상은 단주의 경우 시험체 단부에서의 압괴에 의한 $45^{\circ}$정도의 사인장 파괴가 이루어졌으며 장주의 경우 횡방향 휨 파괴 양상을 나타내었다. (2)원형강관으로서 콘크리트를 구속함으로서 변형능력의 향상과 동시에 콘크리트의 연성 효과를 증대시킬 수 있었다. (3)강관의 세장비, 폭두께비, 콘크리트의 강도를 고려하여 콘크리트의 구속계수를 이용하여 강관에 의해 구속된 내부 콘크리트와 충전 강관 기둥의 최대내력 산정식을 제안하였다.

날개 대변형 예측의 정확성 향상을 위한 변형률 보정 (The Strain Corrections for Accuracy Improvement to Predict Large Deformation of Wings)

  • 이한솔;김인걸;박승현;김민성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.1-11
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    • 2016
  • 큰 가로세로비를 가지는 유연날개의 변형정보는 구조 건전성 평가를 위한 실시간 모니터링에 필요하다. 비행 중인 날개 구조 대변형은 날개 외피의 변형률과 곡률의 관계식을 기반으로 한 비선형 변위 예측 알고리즘을 통해 예측될 수 있다. 그러나 동체에 고정된 날개의 기하학적인 형상으로 인하여 고정단 부근에서의 변형률 분포는 복잡한 양상을 나타내며, 변형률 센서가 부착된 센싱라인의 코드방향 위치에 따라 변위가 다르게 예측될 수 있다. 본 논문에서는 스팬방향 변형률의 보정을 통하여 변형률 센싱라인의 코드방향 위치에 관계없이 예측변위의 정확도를 향상시키는 연구를 수행하였다. 변형률 보정을 위하여 스팬방향 및 코드방향 변형률의 비, 재료의 포아송비, 보와 평판 모델의 변형률 비를 이용하였다. 보정된 변형률을 이용하여 예측한 변위는 해석변위와 잘 일치하였으며, 이를 실험을 통하여 검증하였다.

Seismic behavior of steel truss reinforced concrete L-shaped columns under combined loading

  • Ning, Fan;Chen, Zongping;Zhou, Ji;Xu, Dingyi
    • Steel and Composite Structures
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    • 제43권2호
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    • pp.139-152
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    • 2022
  • Steel-reinforced concrete (SRC) L-shaped column is the vertical load-bearing member with high spatial adaptability. The seismic behavior of SRC L-shaped column is complex because of their irregular cross sections. In this study, the hysteretic performance of six steel truss reinforced concrete L-shaped columns specimens under the combined loading of compression, bending, shear, and torsion was tested. There were two parameters, i.e., the moment ratio of torsion to bending (γ) and the aspect ratio (column length-to-depth ratio (φ)). The failure process, torsion-displacement hysteresis curves, and bending-displacement hysteresis curves of specimens were obtained, and the failure patterns, hysteresis curves, rigidity degradation, ductility, and energy dissipation were analyzed. The experimental research indicates that the failure mode of the specimen changes from bending failure to bending-shear failure and finally bending-torsion failure with the increase of γ. The torsion-displacement hysteresis curves were pinched in the middle, formed a slip platform, and the phenomenon of "load drop" occurred after the peak load. The bending-displacement hysteresis curves were plump, which shows that the bending capacity of the specimen is better than torsion capacity. The results show that the steel truss reinforced concrete L-shaped columns have good collapse resistance, and the ultimate interstory drift ratio more than that of the Chinese Code of Seismic Design of Building (GB50011-2014), which is sufficient. The average value of displacement ductility coefficient is larger than rotation angle ductility coefficient, indicating that the specimen has a better bending deformation resistance. The specimen that has a more regular section with a small φ has better potential to bear bending moment and torsion evenly and consume more energy under a combined action.

강동구 도시 녹지축 기능 활성화를 위한 도시공원의 생태적 리뉴얼 방안 연구 (Ecological Renewal Plan of Urban Parks for the Revitalization of Urban Green Axis in Gangdong-Gu)

  • 박정아;한봉호;곽정인
    • 한국조경학회지
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    • 제51권2호
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    • pp.12-27
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    • 2023
  • 본 연구는 강동구의 조성형공원 중 도시 녹지축에 입지한 환경생태적인 가치가 높은 공원을 대상으로 도시공원의 생태적 리뉴얼 조성방안을 마련하고 이를 적용한 설계를 제안하였다. 강동구의 개황과 도시공원 개황을 분석하고 강동구의 토지이용 및 녹지율, 공원녹지, 녹지축 현황을 분석하여 리뉴얼 대상지를 선정하였다. 강동구의 조성형 공원은 근린공원 2개소, 어린이공원 52개소로 총 54개소였으며 현황검토 1단계에서는 공원이 자연축, 녹지축상에 입지 및 인접 여부 등 입지적 가치 분석을 통해 17개소를 추출하였고, 2단계에서는 각 공원 서비스권역 내 녹지 및 오픈스페이스 비율을 바탕으로 1단계 추출 공원 중 8개소를 선정하였다. 3단계에서는 공원면적의 법적 기준 충족 여부를 통해 2단계 추출공원 중 2개소를 선정하였으며, 4단계에서는 공원의 노후화 조사를 통해 3단계 추출 공원 중 1개소를 선정하였다. 리뉴얼 대상지의 도시생태적 현황은 엔트로피 저감 측면의 토지이용현황, 물순환 측면의 토양피복현황, 생물다양성 측면의 식재구조현황을 조사하였다. 리뉴얼 대상지 3곳의 현황분석 결과는 녹지면적은 18.3-45.3%로 부족하였고 시설지 면적은 54.7%-81.7%로 높아 도시온도 저감효과가 낮은 것으로 판단되었으며, 불투수포장 면적이 공원 면적의 34.5%-48.9%로 시설면적의 대부분을 차지하여 물순환 기능이 부족한 것으로 판단되었다. 식재구조는 단층과 복층구조로 이루어져 있고 교목층은 양호하였으나 하부식생이 빈약하였고 식이식물이나 대경목 식재지는 없어 생물다양성이 낮은 상태였다. 본 연구에서 리뉴얼 대상지로 선정한 선린어린이공원, 당말어린이공원, 샘물어린이공원을 생태적으로 리뉴얼 설계한 후 공원별 생태면적률은 리뉴얼 전보다 1.4-3배 이상 증가하였다. 도시 녹지축에 입지한 도시공원을 도시생태계의 관점으로 바라보고 이를 생태적으로 리뉴얼하면 도시생태계 측면에서 엔트로피 저감, 물순환 건강성 향상, 생물다양성 기반조성에 기대효과가 높을 것으로 판단된다.

철계 연자성 합금 분말을 함유한 고무 복합재의 전파흡수특성 (Microwave Absorbing Properties of Rubber Composites Containing Soft Magnetic Fe-Alloy Particles)

  • 조한신;김성수
    • 한국분말재료학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.125-128
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    • 2013
  • Magnetic and dielectric properties of rubber composites are controlled by using two kinds of high-permeability metal particles with different electrical conductivity (Sendust, Permalloy), and their effect on microwave absorbance has been investigated, focusing on the quasi-microwave frequency band (0.8-2 GHz). Noise absorbing sheets are composite materials of magnetic flake particles of high aspect ratio dispersed in polymer matrix with various filler amount of 80-90 wt.%. The frequency dispersion and magnitude of complex permeability is almost the same for Sendust and Permalloy composite specimens. However, the complex permittivity of the Permalloy composite (${{\varepsilon}_r}^{\prime}{\simeq}250$, ${{\varepsilon}_r}^{{\prime}{\prime}}{\simeq}50$) is much greater than that of Sendust composite (${{\varepsilon}_r}^{\prime}{\simeq}70$, ${{\varepsilon}_r}^{{\prime}{\prime}}{\simeq}0$). Due to the large dielectric permittivity of Permalloy composite, the absorbing band is shifted to lower frequency region. However, the investigation of impedance matching reveals that the magnetic permeability is still small to satisfy the zero-reflected condition at the quasi-microwave frequency band, resulting in a small microwave absorbance lower than 10 dB.

THE EFFECTS OF MESH STYLE ON THE FINITE ELEMENT ANALYSIS FOR ARTIFICIAL HIP JOINTS

  • Shin, Jae-Min;Lee, Dong-Sun;Kim, Sung-Ki;Jeong, Da-Rae;Lee, Hyun-Geun;Kim, Jun-Seok
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제15권1호
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    • pp.57-65
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    • 2011
  • In this paper, a good quality mesh generation for the finite element method is investigated for artificial hip joint simulations. In general, bad meshes with a large aspect ratio or mixed elements can give rise to excessively long computational running times and extremely high errors. Typically, hexahedral elements outperform tetrahedral elements during three-dimensional contact analysis using the finite element method. Therefore, it is essential to mesh biologic structures with hexahedral elements. Four meshing schemes for the finite element analysis of an artificial hip joint are presented and compared: (1) tetrahedral elements, (2) wedge and hexahedral elements, (3) open cubic box hexahedral elements, and (4) proposed hexahedral elements. The proposed meshing scheme is to partition a part before seeding so that we have a high quality three-dimensional mesh which consists of only hexahedral elements. The von Mises stress distributions were obtained and analyzed. We also performed mesh refinement convergence tests for all four cases.