• 한국항공우주학회지
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• 제32권7호
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• pp.37-42
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• 2004

본 논문에서는 실시간 충격위치 검출이 가능한 FBG 센서 시스템의 개발에 관하여 설명하였다. 충격위치 검출을 위해서는 동시 다정 신호취득이 가능한 초음파 센서 시스템이 요구된다. 본 연구에서는 23.80nm의 투과파장 간격을 갖는 가변 패브리-페로 복조화 장치를 사용하여 파장분할 다중화가 가능한 FBG 고주파 진동 센서시스템에 적용하였다. 또한 외부의 준정적 환경변화에 대해 FBG 센서의 민감도를 일정하게 유지시키기 위한 민감도 안정화 장치를 사용하였다. 저속충격 실험을 위한 알루미늄보 시편의 아랫면에는 두개의 FBG 센서를 부착하였으며 시편 표면의 세 지점에 대해 1 차원 충격위치 검출을 시도하였다. 실험결과 FBG 센서를 이용하여 저속충격 시점을 정확히 감지할 수 있었으며, 평균 오차 0.58mm 로 충격위치를 검출할 수 있음을 확인하였다.

• 항공우주기술
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• 제13권1호
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• pp.20-26
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• 2014

본 논문에서는 충격하중과 잔류 에너지 등의 충격거동에 대한 영향을 확인하기 위하여 항복응력, 탄젠트 강성계수 및 파단 변형률을 변화시켰다. 그리고 섬유금속 적층판의 좌굴거동을 수치해석을 이용하여 수행하였다. 좌굴 성능을 비교하기 위하여 섬유금속 적층판과 알루미늄 판에 대해 인장 및 압축하중에 대한 여러 가지 경우의 해석을 수행하였다. 또한 정적 성능을 평가하기 위하여 박스 보 구조물의 정적해석을 수행하였다. 알루미늄 2024 박판과 유리섬유/에폭시 프리프레그로 만든 섬유금속 적층판에 대한 저속충격 해석을 수행하였다. 그리고 좌굴 및 정적해석 결과를 이용하여 섬유금속 적층판과 알루미늄의 성능을 비교하였다. 구조적 성능 비교를 위하여 동일한 무게의 알루미늄 2024 박판에 대한 해석을 수행하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권5호
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• pp.1291-1303
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• 2015

Damage caused by low velocity impact is so dangerous in composites because although in most cases it is not visible to the eye, it can greatly reduce the strength of the composite material. In this paper, damage development in U-section glass/polyester pultruded beams subjected to low velocity impact was considered. Different failure criteria such as Maximum stress, Maximum strain, Hou, Hashin and the combination of Maximum strain criteria for fiber failure and Hou criteria for matrix failure were programmed and implemented in ABAQUS software via a user subroutine VUMAT. A suitable degradation model was also considered for reducing material constants due to damage. Experimental tests, which performed to validate numerical results, showed that Hashin and Hou failure criteria have better accuracy in predicting force-time history than the other three criteria. However, maximum stress and Hashin failure criteria had the best prediction for damage area, in comparison with the other three criteria. Finally in order to compare numerical model with the experimental results in terms of extent of damage, bending test was performed after impact and the behavior of the beam was considered.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권2호
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• pp.135-153
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• 2024

In this study, the impact response of a nanobeam with a moving nanoparticle is investigated. Timoshenko beam theory is used to model the nanobeam behavior and nonlocal elasticity theory is used to consider the effects of small dimensions. The interaction between the nanoparticle and nanobeam has been described using Lennard-Jones potential theory and the equations are discretized by the radial basis meshless method and a mathematical model is presented for the nanobeam-nanoparticle system. Validation of the proposed model is achieved by comparing the obtained natural frequencies with reference values, demonstrating good agreement. Dimensionless frequency analysis reveals a decrease with increasing nonlocal parameter, pointing out a toughening effect in nanobeam. The dynamic response of the nanobeam and nanoparticle is obtained by time integration of equations of motion using Newmark and Wilson-𝜃 methods. A comparative analysis of the two methods is conducted to determine the most suitable approach for this study. As a distinctive aspect in this study, the analysis incorporates the deformation of the nanobeam resulting from the nanoparticle-nanobeam interaction when calculating the Lennard-Jones force in the nanobeam-nanoparticle system. The numerical findings explore the impact of various factors, including the nonlocal parameter, initial velocity, nanoparticle mass, and boundary conditions.

• Applied Microscopy
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• 제41권3호
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• pp.147-154
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• 2011

후방산란전자(BSE)는 입사전자빔이 시료와 충돌하면서 발생한다. BSE 이미징은 시료의 화학적 특성을 구분할 수 있는 조성대비를 제공한다. 집속이온빔장치(FIB)는 전계방사형 주사전자현미경(FESEM)과 결합할 수 있으므로 이중빔 체계(FIB-FESEM)가 구현된다. 갈륨(Ga) 이온빔으로 10~100 nm 두께로 시료를 절삭할 수 있으므로 FIB-FESEM은 플라스틱으로 포매된 블록의 면을 z축 고해상도를 유지하며 연속적으로 이미징할 수 있다. BSE이미지의 대비를 반전시키면 투과전자현미경의 이미지와 유사하다. 연속블록면 이미징의 또 다른 방안으로써 특수한 초박절편기가 FESEM 내부에 장착된 것이 $3View^{(R)}$로 상용화되어 있다. 이로써 플라스틱으로 포매된 시료의 내부 구조를 넓은 면적을 연속적으로 이미징 할 수 있으므로 3차원 재구성도 용이하게 된다. 이러한 FESEM에 기반한 두 가지 방식은 복잡한 생물계의 총체적인 이해를 위하여 세포 및 세포 수준 이하의 구조물 간의 공간적 연관성을 규명하는 데 활용될 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.235-244
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• 2021

본 연구에서는 한계상태설계법에 기반한 교량 평가법을 개발하기 위하여, 공용 중인 교량의 실측실험을 반영하여 적용성을 분석하였다. 예제 PSC Beam 실 교량의 부재 실험 결과로부터 부재의 시험강도를 구하였으며, 재료 시험값으로부터 추정된 통계특성을 적용하여 산정된 저항강도와 시험강도를 비교하였다. 부재의 시험강도와 재료의 변동성을 고려한 저항강도는 동등한 수준으로 계산되어 실측실험의 적합성이 검증되었다. 차량재하시험으로부터 응답보정계수와 동적충격계수를 계산하였으며, 실측실험 결과를 반영한 내하율을 적용하여 현행 교량 평가법과 한계상태설계법 기반으로 산정된 내하율을 비교하였다. 재료 시험값의 통계특성으로부터 추정된 부재 저항강도의 통계특성을 적용하여 실 교량의 신뢰도지수를 계산하였다. 설계기준 개발에 적용한 저항강도 통계특성으로 구한 신뢰도지수보다 실측실험의 통계특성을 적용하는 경우 더 큰 값의 신뢰도지수를 얻었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권6호
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• pp.693-708
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• 2023

Composite beams, two materials joined together, have become more common in structural engineering over the past few decades because they have better mechanical and structural properties. The shear connectors between their layers exhibit some deformability with finite stiffness, resulting in interfacial shear slip, a phenomenon known as partial shear interaction. Such a partial shear interaction contributes significantly to the composite beams. To provide precise predictions of the geometric nonlinear behavior shown by two-layered composite beams with interfacial shear slips, a robust analytical model has been developed that incorporates the influence of significant displacements. The application of a higher-order beam theory to the two material layers results in a third-order adjustment of the longitudinal displacement within each layer along the depth of the beam. Deformable shear connectors are employed at the interface to represent the partial shear interaction by means of a sequence of shear connectors that are evenly distributed throughout the beam's length. The Von-Karman theory of large deflection incorporates geometric nonlinearity into the governing equations, which are then solved analytically using the Navier solution technique. Suggested model exhibits a notable level of agreement with published findings, and numerical outputs derived from finite element (FE) model. Large displacement substantially reduces deflection, interfacial shear slip, and stress values. Geometric nonlinearity has a significant impact on beams with larger span-to-depth ratio and a greater degree of shear connector deformability. Potentially, the analytical model can accurately predict the geometric nonlinear responses of composite beams. The model has a high degree of generality, which might aid in the numerical solution of composite beams with varying configurations and shear criteria.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1125-1131
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• 2014

복합 구조물의 충격 진동 특성을 이용한 취약성 분석 기법을 제안하였다. 프레임 요소로 구성된 구조물의 충격 거동을 파악하기 위해서 스펙트럴요소법을 적용하였다. 티모센코 보함수를 이용해 고속충돌에 의한 고주파 성분을 포함하는 충격파 전파 특성을 시뮬레이션하였다. 구조물의 결합부분에서는 종방향과 횡방향 파동의 상호 작용을 고려한 파동 전달을 해석하였다. 충격력이 구조물에 작용할 경우 주파수 및 시간 응답을 얻고 전체 구조물에서 충격에너지 전파 특성을 파악하였다. 구조물의 위치별로 계산된 최대가속도 크기와 시스템을 구성하는 주요 부품의 허용 가속도 기준에 의한 취약확률 함수를 정의하고 시스템의 취약 확률을 계산하였다. 제안된 취약성 분석 절차를 이용해 3 차원 전투 차량의 충격 응답을 얻고 충격에 취약한 구조물 위치를 파악하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제40권6호
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• pp.431-444
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• 2012

바닥구조의 충격음 차단성능은 바닥의 구성요소에 의해 많은 영향을 받는데, 그중 목조 바닥구조의 경우 중량의 흡읍층과 바닥구조의 강성이 주요한 영향인자로 고려되어 왔다. 본 연구에서는 국내 시공된 목조 건축물에 대해서 현장 실험을 통해 바닥 구성요소가 충격음 차단성능에 미치는 영향에 대해서 살펴보았다. 목조 바닥의 충격음 차단성능은 상대적으로 낮은 저주파수 대역에서의 음압레벨에 의해 전체적인 성능이 좌우되었으며, 흡읍층과 바닥구조의 강성 보강에 의해 저주파수 대역 음압레벨을 감소시켜 충격음 차단성능을 향상시킴을 알 수 있었다. 특히, 바닥난방을 위해 설치되는 시멘트 몰탈층과 같은 충격음 흡수층과 원래 경간의 중간 지점에 보를 설치하여 장선 경간을 줄여줌으로써 목조 바닥의 강성을 증가시킨 경우에 중량 충격음 차단성능이 크게 향상되었다.

• 폴리머
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• 제26권1호
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• pp.80-87
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• 2002

전자선 및 열경화 방법을 사용한 에폭시 수지의 경화거동과 열안정성 효과를 알아보기 위하여 비교 연구를 수행하였다. 본 연구에서는, benzylquinoxalinium hexafluoroantimonate(BQH)가 에폭시 수지의 잠재성 양이온 촉매로서 사용되었다. 열중량분석(TGA)에 의하면, Coats-Redfern 방법에 기초한 분해활성화 에너지는 열경화 방법의 경우가 더 높게 나타났다. 이것은 열로 경화되어진 에폭시 수지의 높은 가교 밀도로 인해 열확산 속도가 느려졌기 때문으로 사료된다. 그러나, 전자선 방법으로 경화되어진 에폭시 수지에서는 안정한 짧은 고리구조, 적분열분해온도, 그리고 높은 충격강도를 위한 최종적인 연성 특성을 향상시키는 수산화기의 증가가 근적외선 분광기(NIRS) 측정으로 관찰되었다.