• 소성∙가공
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• 제10권4호
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• pp.311-318
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• 2001

Porthole die extrusion has a great advantage in the forming of long hollow section tubes. It is difficult to produce long hollow section tubes with complicated section by the conventional extrusion process with a mandrel on the stem Because of the limit of the length of mandrel and the complexity of cross section. Porthole die extrusion is affected by many parameters, such as extrusion ratio, extrusion speed, die geometry, porthole number, bearing length etc. Up to now, most of studies about porthole die extrusion have been investigated by experiments or steady state FE-analysis. However, in this paper, porthole die extrusion is analysed by the unsteady state 3D FE-simulation. And the result of unsteady state analysis is compared with the experimental result. Also, the surface state of extruded tubes are examined for the various process conditions.

• 소성∙가공
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• 제24권5호
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• pp.340-347
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• 2015

Multi-pass shape drawing is used to manufacture long products of arbitrary cross-sectional shapes. This process allows smooth surface finishes and closely controlled dimensions of the cross-sectional shape. Tube shape drawing for hollow type products provides material savings and weight reduction. The intermediate die shapes are very important in multi-pass tube shape drawing. In the current paper, the design method for the intermediate dies in a tube shape drawing process is developed using a die offset for corner filling (DOCF) method. Underfill defects are related to the radial velocity distribution of each divided section in the deformation zone. The developed intermediate die shape design was applied to the two-pass tube shape drawing with fixed mandrel for manufacturing a hollow linear motion (LM) guide rail. The proposed design method led to uniform and steady metal flow at each divided section. FE-simulations and experiments were conducted to validate the effectiveness of the proposed method in multi-pass tube shape drawing process.

• Journal of Welding and Joining
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• 제27권4호
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• pp.44-48
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• 2009

In automotive company, a lot of researchers have investigated for the spatterless welding process during last two decades. A spatter influences on the product quality such as strength and surface states. In this paper, a hollow tip is proposed for spatterless process. An optimal size of electrode hole is obtained from a weldability evaluation of each hole diameter. Through the cross section analysis, a phenomenon that molten metal moves in the hole which located between two workpiece is observed, and this makes spatterless welding process even though current is higher. Finally, widely acceptable weld area in lobe curve is obtained by using hollow tip as compare with conventional no hollow tip. In this paper, spatterless resistance spot welding with improvement weldability and productivity is proposed by using hollow tip.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.541-548
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• 2012

중공슬래브 시스템은 슬래브 두께가 증가해도 자중은 크게 증가하지 않고, 일반슬래브에 비해서 휨성능이 크게 저하되지 않는 장점이 있다. 이러한 경제적인 건물 설계 및 친환경 구조물 구현을 가능하게 하는 시스템에도 불구하고 중공슬래브의 활용도는 현재로서는 낮다고 할 수 있다. 특히 국내의 건축분야에 있어서는 매우 낮은 편이다. 이러한 현 상황의 가장 큰 이유는 중공슬래브의 적용을 위한 구조 해석 및 설계방법이 일반화되어 있지 않다는 것이다. 본 연구에서는 실질적인 압축영역을 고려하기 위해 가정한 중공 단면형상에서 중립축 위치에 따른 압축응력블럭의 체적으로 휨강도 산정식을 제시하였다. 기존 중공부 상부만을 압축영역으로 고려한 휨강도 산정방법은 가장 보수적인 방법으로 판단되며 2개의 대체단면을 설정하여 휨내력을 산정하는 것이 더 실질적인 방법으로 판단된다.

• Computers and Concrete
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• 제30권2호
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• pp.127-141
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• 2022

In this paper, a numerical procedure is proposed for achieving the minimum cost design of reinforced concrete polygonal column cross-sections under compression and biaxial bending. A methodology is developed to integrate the metaheuristic algorithm Quantum Particle Swarm Optimization (QPSO) with an algorithm for the evaluation of the strength of reinforced concrete cross-sections under combined axial load and biaxial bending, according to the design criteria of Brazilian Standard ABNT NBR 6118:2014. The objective function formulation takes into account the costs of concrete, reinforcement, and formwork. The cross-section dimensions, the number and diameter of rebar and the concrete strength are taken as discrete design variables. This methodology is applied to polygonal cross-sections, such as rectangular sections, rectangular hollow sections, and L-shaped cross-sections. To evaluate the efficiency of the methodology, the optimal solutions obtained were compared to results reported by other authors using conventional methods or alternative optimization techniques. An additional study investigates the effect on final costs for an alternative parametrization of rebar positioning on the cross-section. The proposed optimization method proved to be efficient in the search for optimal solutions, presenting consistent results that confirm the importance of using optimization techniques in the design of reinforced concrete structures.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제18권1호
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• pp.29-35
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• 2015

본 연구에서는 10 MW 용 라이저의 개념설계를 수행하며, 수치해석을 통하여 개념설계안에 대한 동적거동 특성을 분석한다. 전체 시스템은 크게 두 가지 개념으로 제안하며, 라이저가 자유롭게 매달린 형상을 가지는 경우에 대하여 라이저의 단면 설계를 수행한다. 라이저의 단면계수를 증가시키고, 비중을 조절하기 위하여 라이저 두께에 따라 중공을 형성하는 설계안에서는 라이저 아래 끝단에 중량체를 설치한다. 중공 없이 균일한 FRP 재질로 이루어진 라이저는 끝단 중량체 없이 자유롭게 매달린 형상으로 설계된다. 두 가지 설계 개념에 대하여 거동 특성 분석과 안전성 평가를 위하여 동적 거동해석을 수행한다. 끝단 중량체가 설치된 중공을 가지는 라이저의 응력은 중량체의 중량에 지배되는 것을 알 수 있다. 중량체 없이 자유롭게 매달린 라이저는 강한 조류가 작용하는 환경에서 파랑 및 부유체 가진이 작용하는 경우에, 해수면 부근에 응력이 집중되는 것을 알 수 있다. 자유롭게 매달린 대구경 라이저의 설계에서 조류는 매우 중요한 설계 요소라는 것을 알 수 있으며, 라이저 하부 끝단에 중량체를 설치함으로써 응력을 일부 줄일 수 있다는 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.430-439
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• 2019

본 연구는 친환경 에코필라 사방댐의 시공성과 경제성을 향상시키기 위해 제안된 중공트랙형 단면의 프리캐스트 에코필라 사방댐에 대하여 산사태 발생시 토석류에 동반되는 암석이 충돌할 경우 구조체의 안전성과 손상도를 평가하기 위해 비선형 충돌해석을 수행하였다. 최근에는 콘크리트를 이용한 에코필라 사방댐의 설치가 늘고 있으나, 콘크리트 투과형 사방댐 설계의 기준이 전무하여 경험적으로 설계되고 있을 뿐 아니라 산사태로 인한 피해가 지속적으로 늘고 있는 상황임에도 불구하고 극한환경을 적용한 성능평가나 연구를 찾아보기 어렵다. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 통해 적정성과 성능에 대해 검증된 중공트랙형 단면의 에코필라 사방댐에 대하여 급경사지에서 발생한 우면산 산사태의 토석류 속도로 암석이 충돌할 경우로 가정하였다. 암석의 규모는 ETAG 27의 성능평가 기준을 참조하여 유사한 규모로 설정하였고, 최대 충격력이 작용할 수 있는 조건과 작용위치, 암석직경을 변수로 고려하였으며, 콘크리트 비선형 재료모델을 적용하였다. 재료 비선형해석이 가능한 ABAQUS 소프트웨어를 이용하여 해석적 방법으로 구조체의 강도와 손상도 평가를 수행하였다. 해석결과, 암석직경 0.3m와 0.5m가 충돌했을 경우는 구조체의 변위나 응력이 허용치 이내로 안전한 것으로 평가 되었으나, 0.7m 직경의 암석이 충돌할 경우 중공트랙형 기둥부가 에너지를 충분히 흡수하지 못하여 파괴되는 것으로 예측되었다. 또한, 콘크리트 손상도 평가결과 암석직경 0.3m와 0.5m에서는 손상비가 1.0이하로 나타났으나 0.7m 직경일 경우는 1.39로 평가되어 일정수준 이상에서는 사방댐 기능수행 적합성이 제고되어야 할 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 사방댐 단면설계 시 고려해야 할 충격력에 대한 기초자료로 활용할 수 있으며, 향후 실험적 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

• 한국농공학회지
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• 제43권1호
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• pp.122-128
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• 2001

The theory of non-prismatic folded plate structures was reported by D.H. Kim in 1965 and 1966. Fiber reinforced composite materials are strong in tension. The structural element for such tension force is very thin and weak against bending because of small bending stiffnesses. Naturally, the box type section is considered as the optimum structural configuration because of its high bending stiffnesses. Such structures can be effectively analyzed by the folded plate theory with relative ease. The “hollow” bending membr with uniform cross-section can be treated as prismatic folded plates which is a special case of the non-prismatic folded plates. In this paper, the result of analysis of a folded plates with one box type uniform cross-section is presented. Each plate is made of composite laminates with fiber orientation of [ABBCAAB]r, with A=-B=45${\circ}C$, and C=90${\circ}$. The influence of the span to depth ratio is also studied. When this ratio is 5, the difference between the results of folded plate theory and beam theory is 1.66%.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.113-116
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• 2008

중공단면 교각은 중실단면에 비하여 부재의 중량이 작고 단면 2차모멘트가 크기 때문에 부재를 효율적으로 사용할 수 있어 최근 건설이 증가하고 있는 추세이다. 지진시 중공사면에 대한 내진설계시 단면특성에 의한 거동특성을 파악하는 것이 중요하다. 그러나 대부분의 연구는 중실단면을 중심으로 수행되었고 중공단면에 대한 연구는 미미한 상태이다. 특히 전단거동에 대한 연구는 전무한 상태이다. 본 연구에서는 RC교각부재의 전단에 의한 거동 특성을 분석하고 중공비, 형상비, 하중재하패턴을 변수로 하여 7기의 축소모델에 대한 실험을 수행하였다. 이를 바탕으로 전단거동에 미치는 영향과 단면의 유효면적에 대한 적절성을 살펴보고 기존의 연구에서 제시된 평가식과 비교하여 중공단면에도 적용이 타당한지 검토하였다. 실험결과 유효면적은 전단면의 80%를 사용하여 평가하는 것이 적절하며 기존의 평가식중 UCB의 평가식이 가장 근접한 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권1호
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• pp.163-173
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• 2016

Nowadays using Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) has been expanded in strengthening steel structures. Given that few studies have taken about strengthening of steel hollow pipe sections using CFRP, in present study, the effects of CFRP sheets using two layers as well as in combination with additional reinforcing strips has been assessment. Strengthening of five specimens was carried out in laboratory tests. As well as numerical simulation was performed for all specimens by Finite Element Method (FEM) using ABAQUS software and high correlation between the results of numerical models with experimental data indicate the power of FEM in this field. The results of both laboratory and simulated specimens showed that load-bearing capacity of circular cross-sections can be significantly increased using CFRP retrofitting technique. Also, application of additional CFRP reinforcing strips and layers caused more strength for the strengthened specimens.