• Smart Structures and Systems
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• 제25권1호
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• pp.97-104
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• 2020

Due to the superior properties of nanoparticles, using them has been increased in concrete production technology. In this study, the effect of zinc oxide (ZnO) nanoparticles on the mechanical and smart properties of concrete was studied. At the first, the ZnO nanoparticles are dispersed in water using shaker, magnetic stirrer and ultrasonic devices. The nanoparticles with 3.5, 0.25, 0.75, and 1.0 volume percent are added to the concrete mixture and replaced by the appropriate amount of cement to compare with the control sample without any additives. In order to study the mechanical and smart properties of the concrete, the cubic samples for determining the compressive strength and cylindrical samples for determining tensile strength with different amounts of ZnO nanoparticles are produced and tested. The most important finding of this paper is about the smartness of the concrete due to the piezoelectric properties of the ZnO nanoparticles. In other words, the concrete in this study can produce the voltage when subjected to mechanical load and vice versa it can induce the mechanical displacement when subjected to external voltage. The experimental results show that the best volume percent for ZnO nanoparticles in 28-day samples is 0.5%. In other words, adding 0.5% ZnO nanoparticles to the concrete instead of cement leads to increases of 18.70% and 3.77% in the compressive and tensile strengths, respectively. In addition, it shows the best direct and reverse piezoelectric properties. It is also worth to mention that adding 3.5% zinc oxide nanoparticles, the setting of cement is stopped in the concrete mixture.

• 대한기계학회논문집A
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• 제28권11호
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• pp.1741-1751
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• 2004

It is commonly requested that the steam generator tubes wall-thinned in excess of 40% should be plugged. However, the plugging criterion is known to be too conservative for some locations and types of defects and its application is limited to a single crack in spite of the fact that the occurrence of multiple through-wall cracks is more common in general. The objective of this research is to propose the optimum failure prediction models for two adjacent through-wall cracks in steam generator tubes. The conservatism of the present plugging criteria was reviewed using the existing failure prediction models for a single crack, and six new failure prediction models for multiple through-wall cracks have been introduced. Then, in order to determine the optimum ones among these new local or global failure prediction models, a series of plastic collapse tests and corresponding finite element analyses for two adjacent through-wall cracks in thin plate were carried out. Thereby, the reaction force model, plastic zone contact model and COD (Crack-Opening Displacement) base model were selected as the optimum ones for assessment of steam generator tubes with multiple through-wall cracks. The selected optimum failure prediction models, finally, were used to estimate the coalescence pressure of two adjacent through-wall cracks in steam generator tubes.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권5호
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• pp.456-464
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• 2014

Commercial vehicle drivers typically feel more fatigued compared to general-public drivers. because they spend longer periods of time driving and experience more rough road conditions. This study showed that the application of a magnet, a linear spring, and a seat suspension with nonlinear characteristics was the optimal design to increase comfort while driving. The resonant frequency for the optimal design suspension was 2.8 Hz, and the stiffness was analyzed through displacement-load experiments. Vibration transmissibility was analyzed by suspension stiffness and the existing dynamic compression. The magnetic spring type was at 0.875. As a result, the X-type magnetic spring performed better than the existing spring at 0.729.

• 지구물리
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• 제6권4호
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• pp.277-294
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• 2003

구조물의 시간경과에 따른 변형 및 성능저하 현상은 인위적 요인 및 시간경과에 따른 지반상태의 변화 혹은 지반 변위요인의 누적에 의해 발생한다 본 연구에서는 경상남도 경주시에 위치한 첨성대를 연구대상으로 설정하였다. 첨성대는 약 1,300여 년 전 건립된 석축구조물로서 지반침하로 약간 기울어져 있으며 일부 석재 사이의 틈이 벌어져 있는 상태이다 본질적인 대책수립을 위하여 본 연구에서는 이러한 목적을 위하여 차원 레이저스캐닝시스템에 의한 형상 역공학적 연구 물리탐사에 의한 지반공학적 특성 연구 및 고유진동수 측정에 의한 첨성대의 동적특성 등의 다음과 같은 연구들을 수행하였다 첫째 정밀측량에 의한 첨성대의 정밀한 변형량 측정 및 지속적인 변위측정을 위하여 차원 레이저 스캐닝에 의한 첨성대의 차원 공간위치정보를 취득하여 형상역공학에 의한 차원 벡터 이미지 형상구현 및 첨성대의 크기 변위량 변위방향 등 여러 가지 제원을 구하고자 하였다 둘째 다양한 비파괴적 물리탐사 방법들을 적용하여 첨성대 및 주변 지반의 물성분포 및 지반특성을 파악하고자 하였다 한편 다양한 물리탐사를 통하여 향후 유사한 조사에 있어서 적절한 물리탐사 방법을 제시하고자 하였다 셋째 경주 첨성대의 1/10모형에 대한 동적특성실험 및 실물에 대한 고유진동수 측정을 통해 첨성대의 구조적 특성을 연구하여 첨성대의 구조특성 및 상태판단 및 동적특성 파악에 의한 내진성능을 판단하고자 하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.467-475
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• 2015

본 논문에서는 구조물에 작용하는 하중의 크기와 진동수에 따른 거동의 비선형성을 확인하고 정확한 예측을 위한 방법을 모색하기 위하여 외팔보의 정적 및 동적해석의 수행에서 선형, 비선형 해석의 결과를 비교하는 연구를 진행하였다. 우선 보의 자유단에 수직방향의 정적 및 동적 하중을 가한 상황을 예측하였다. 선형 해석방법으로 고전 외팔보 이론을 적용하였고, co-rotational dynamic 유한요소해석 기법을 개발하여 비선형 해석방법으로 사용하였다. 먼저 정적해석에서 외력의 크기가 달라질 때 선형 및 비선형 해석 예측이 어떠한 차이를 보이는지 비교하였다. 그리고 동적해석을 통해 가진 진동수의 변화에 따른 보 끝단의 무차원화된 변위의 양상을 연구하였고, 공진진동수 근방에서의 상당한 변위가 발생함을 보였다. 마지막으로 주파수 지연현상을 조사하기 위해 특정 진동수에서의 시간 경과에 따른 보의 변위를 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.339-346
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• 2012

본 논문에서는 구조물과 능동형 제진장치를 상용 구조해석 프로그램상에서 해석하는데 필요한 등가모델을 제시하였으며, 이를 통해 부재수준의 구조검토가 가능하도록 하기 위한 연구를 진행하였다. 능동형 제진장치를 일반적인 구조해석모델에 반영하기 위하여 가상의 스프링과 대쉬폿을 이용한 등가링크 모델과, 별도의 축소모델 해석결과를 바탕으로 산정된 제어력을 제진장치 설치위치에 하중으로 작용시키는 등가하중 모델을 제시하였다. 수직캔틸레버 모델과 주상복합 건물 모델을 대상으로 능동형 제어기 설계를 위해 모드에 기초한 축소모델을 구축하고, 이를 토대로 산정된 제어이득으로부터 등가모델을 도출하였다. 이들 모델에 대해 얻어진 가속도 및 변위의 RMS 응답과 최대 부재력을 토대로 등가해석모델의 유효성을 검증하였다. 결과적으로 능동형 제진장치의 상용 구조해석 프로그램을 통해 제어대상 구조물의 부재력 수준까지 상세한 구조검토가 가능함을 확인하였으며, 상대적으로 등가링크 모델이 더 우수한 정확도를 나타내었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.95-110
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• 2010

본 논문에서는 합성보의 부착슬립 효과를 고려할 수 있는 유한요소 수치모델을 제안하고자 한다. 전단연결재가 설치된 슬래브와 거더 경계에서 선형 전단력-슬립 관계를 가정하여, 부착슬립 거동을 해석할 수 있는 수치모델이 구현되었다. 본 수치모델을 통하여 축 방향의 자유도를 부가하지 않고 2절점의 보 요소를 적용하여 합성보 경계에서의 슬립 거동을 고려하는 것이 가능하다. 선형 부분전단 연결이론을 토대로 한 슬립 거동의 지배방정식은 슬래브와 거더 경계에서 힘의 평형상태와 단면 내에서 상수로 가정된 곡률을 바탕으로 결정된다. 또한, 지배방정식 구성에 있어서 요소 양 절점에서의 휨 모멘트 값을 필요로 하기 때문에 유한요소 해석으로 도출되는 상수 모멘트를 요소 내에서 선형으로 분포시켰다. 제안된 수치모델을 적용한 해석결과를 기존 연구의 수치해석 결과 및 실험결과와 비교하였으며, 하중-처짐 곡선의 비교를 통하여 본 모델의 성능을 검증하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권3호
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• pp.555-572
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• 2015

This paper presents an experimental study of three two-dimensional (2D/planar) steel reinforced concrete (SRC) T-shaped column-RC beam hybrid joints and six 3D SRC T-shaped column-steel beam hybrid joints under low cyclic reversed loads. Considering different categories of steel configuration types in column cross section and horizontal loading angles for the specimens were selected, and a reliable structural testing system for the spatial loading was employed in the tests. The load-displacement curves, carrying capacity, energy dissipation capacity, ductility and deformation characteristics of the test subassemblies were analyzed. Especially, the seismic performance discrepancies between planar hybrid joints and 3D hybrid joints were intensively compared. The failure modes for planar loading and spatial loading observed in the tests showed that the shear-diagonal compressive failure was the dominating failure mode for all the specimens. In addition, the 3D hybrid joints illustrated plumper hysteretic loops for the columns configured with solid-web steel, but a little more pinched hysteretic loops for the columns configured with T-shaped steel or channel-shaped steel, better energy dissipation capacity & ductility, and larger interlayer deformation capacity than those of the planar hybrid joints. Furthermore, it was revealed that the hysteretic loops for the specimens under $45^{\circ}$ loading angle are generally plumper than those for the specimens under $30^{\circ}$ loading angle. Finally, the effects of steel configuration type and loading angle on the seismic damage for the specimens were analyzed by means of the Park-Ang model.

• Earthquakes and Structures
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• 제8권3호
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• pp.485-509
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• 2015

This paper presents the experimental results obtained by applying frequency-domain structural health monitoring techniques to assess the damage suffered on a special type of damper called Web Plastifying Damper (WPD). The WPD is a hysteretic type energy dissipator recently developed for the passive control of structures subjected to earthquakes. It consists of several I-section steel segments connected in parallel. The energy is dissipated through plastic deformations of the web of the I-sections, which constitute the dissipative parts of the damper. WPDs were subjected to successive histories of dynamically-imposed cyclic deformations of increasing magnitude with the shaking table of the University of Granada. To assess the damage to the web of the I-section steel segments after each history of loading, a new damage index called Area Index of Damage (AID) was obtained from simple vibration tests. The vibration signals were acquired by means of piezoelectric sensors attached on the I-sections, and non-parametric statistical methods were applied to calculate AID in terms of changes in frequency response functions. The damage index AID was correlated with another energy-based damage index -ID- which past research has proven to accurately characterize the level of mechanical damage. The ID is rooted in the decomposition of the load-displacement curve experienced by the damper into the so-called skeleton and Bauschinger parts. ID predicts the level of damage and the proximity to failure of the damper accurately, but it requires costly instrumentation. The experiments reported in this paper demonstrate a good correlation between AID and ID in a realistic seismic loading scenario consisting of dynamically applied arbitrary cyclic loads. Based on this correlation, it is possible to estimate ID indirectly from the AID, which calls for much simpler and less expensive instrumentation.

• 토지주택연구
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• 제1권1호
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• pp.43-50
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• 2010

본 연구에서는 RC골조의 내진보강을 위해 K형브레이스로 지지되는 강재댐퍼 설치방식을 제안하고 강재댐퍼에 의한 RC골조의 내진보강효과를 실험 및 설계식의 비교를 통해 검증하였다. 강재댐퍼로 보강된 RC골조의 성능은 RC골조 및 강재댐퍼의 강도-변형 관계를 각각 산정한 후 조합하여 산정하였다. 강재댐퍼 지지부재의 강성이 충분히 크지 않을 경우 댐퍼의 성능이 제대로 발휘될 수 없으므로 댐퍼의 지지부재인 브레이스의 강성 고려하여 강재댐퍼의 성능을 산정 하였다. 강재댐퍼 보강 RC골조의 내진보강효과를 확인하기 위한 실험은 비보강 RC골조를 기준 실험체로 하고 K형브레이스로 지지되는 강재 댐퍼의 설치 방법을 변수로 하여 횡력에 대한 실험체의 강도, 강성, 이력특성 등의 항목에 대해 평가하였다. 강재댐퍼 보강 RC골조는 강도, 강성, 에너지소산능력이 비보강 RC골조에 비해 우수한 것으로 나타나 강재댐퍼에 의한 보강효과를 확인할 수 있었다. 강재댐퍼 보강 RC골조의 실험결과와 설계식에 의한 성능을 비교한 결과 설계식이 강재댐퍼 보강 RC골조의 성능을 비교적 유사하게 나타낼 수 있는 것으로 검증되었다.