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Fracture analysis of inhomogeneous arch with two longitudinal cracks under non-linear creep

  • Victor I. Rizov;Holm Altenbach
    • Advances in materials Research
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    • 제12권1호
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    • pp.15-29
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    • 2023
  • In this paper, fracture analysis of a continuously inhomogeneous arch structure with two longitudinal cracks is developed in terms of the time-dependent strain energy release rate. The arch under consideration exhibits non-linear creep behavior. The cross-section of the arch is a rectangle. The material is continuously inhomogeneous along the thickness of the cross-section. The arch is loaded by two bending moments applied at its end sections. The mechanical behavior of the material is described by using a non-linear stress-strain-time relationship. The two longitudinal cracks are located symmetrically with respect to the mid-span of the arch. Due to the symmetry, only half of the arch is considered. Time-dependent solutions to strain energy release rate are obtained by analyzing the balance of the energy. For verification, time-dependent solutions to the strain energy release rate are derived also by considering the time-dependent complementary strain energy. The evolution of the strain energy release rate with the time is analyzed. The effects of material inhomogeneity, locations of the two cracks along the thickness of the arch and the magnitude of the external loading on the time-dependent strain energy release rate are evaluated.

다중면 하중하에 정방향 대층구조를 가진 격자재료의 연속적인 소성모델 (Continuum Based Plasticity Models for Cubic Symmetry Lattice Materials Under Multi-Surface Loading)

  • 선우현;허종완
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.1-11
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    • 2011
  • 본 연구에서는 하위 요소로(sub-element) 구성된 3차원 대칭 단위 요소들로 조합된 트러스 격자 구조물의 연속적인 물성치를 제안하였다. 개별적인 트러스 격자 물성치는 균질화 작업을 통하여 유효한 응력과 변형률 관계로 이루어진 연속적인 물성치 모델로 나타낼 수 있다. 미시적인 규모(micro scale) 스트럿의 인장이나 압축 응답에 의한 축강성은 전체 격자재료의 대부분의 강도를 차지하고, 이러한 스트럿의 부피 분율(fraction)은 효과적인 강도뿐만 아니라 복제 가능한 단위 요소로 이루어진 격자판의 상대밀도에 큰 영향을 주었다. 그러므로 균질한 강성부재로 구성된 연속적인 구성모델은 미시적인 규모로 간주되는 스트럿의 강도, 내부응력 상태 및 부피 분율과 관련된 역학적인 특성들을 포함하고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 미시적인 규모의 응력에서 소성흐름은 균질한 구성식에서 파생된 거시적인 규모에서의 (macro-scale)응력 표면에 있는 연속적인 응력함수의 영역을 확장한다. 따라서 본 연구를 통하여 3차원 대칭 단위요소 구조물의 기본 기하학을 조사하고 압력에 의존적인 마크로 규모에서의 (macro-scale) 응력함수를 예측하는 연속적인 소성모델을 공식화하였다.

황에 저항성을 가지는 수성가스 전환반응 촉매의 연구 II. CoMo 촉매의 활성에 미치는 알칼리 금속염의 영향 (A Study on the Sulfur-Resistant Catalysts for Water Gas Shift Reaction II. Effect of Alkali Metal Salt on the Activity of CoMo Catalyst)

  • 김준희;이호인
    • 대한화학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.696-702
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    • 1998
  • 황피독에 저항성을 가지는 수성가스 전환반응용 CoMo 계열 촉매에 알칼리금속염 첨가가 반응활성에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 알칼리금속염의 음이온과 양이온의 각각에 대한 영향을 알아보기 위하여 크게 두 경우로 나누어 촉매를 제조하였다. 그 하나는, 양이온을 K로 고정시키고 음이온을 변형시킨 경우로서, 반응활성의 변화는 BET 표면적의 변화로 설명되었다. 다른 한 경우는, 음이온을 $NO_3^-$로 고정시키고 알칼리금속 이온을 변형시킨 경우로서, Li가 첨가된 촉매의 활성이 가장 뛰어났으며 다른 양이온의 경우에는 서로 비슷한 낮은 활성을 보였다. 알칼리금속의 첨가량의 변화에 따른 BET 표면적의 변화와 반응활성의 변화가 같은 경향을 보였다. 알칼리금속염의 양이온을 변화시킨 경우에는 BET 표면적과 정8면체 배위구조 속의 $Mo^{6+}$에 대한 정4면체 배위구조 속의 $Mo^{6+}$의 비, 즉 $Mo^6+[T]/Mo^{6+}[O]$ 값의 복합적인 관계를 통해 반응활성의 변화를 설명할 수 있었다.

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탄소/탄소 브레이크 디스크의 열탄성 해석과 3차원 응력해석 및 설계 (Thermo-Elastic Analysis, 3-Dimensional Stress Analysis and Design of Carbon/Carbon Brake Disk)

  • 오세희;유재석;김천곤;홍창선;김광수
    • Composites Research
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    • 제15권1호
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    • pp.41-52
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    • 2002
  • 이 논문에서는 탄소/탄소 브레이크 제동중 시스템의 거동을 열탄성 해석을 수행하여 살펴보았고. 파손에 안정적인 디스크의 형상을 찾기 위하여 다양한 형상에 대한 3차원 응력해석을 수행하였다. 탄소/탄소 복합재료의 기계적 물성치가 적층면방향과 두께방향으로 측정되었다. 측정긴 기계적 물성치는 열탄성 해석과 3차원 응력해석을 위한 입력으로 사용 되었다. 로터 클립과 클립 리테이너 사이의 간격은 회전판의 하중전달 미케니즘에 있어서 중요만 인자이다. 간격변화는 기계적 변형과 열 변형으로 분리하여 고려하였다. 클립과 리테이터는 서로 접촉이 발생하지 않았으므로 해석 모델에서 리테이너와 리벳은 제외되었다. 로터 디스크는 반복대칭조건을 사용하여 모델링되었고, 로터 디스크와 로터 클립, 로터 클립과 키 드럼사이의 2중 접촉문제가 고려되었다. 3차인 응력해석의 결과로부터 브레이크 디스크의 키 홀 부분에 응력집중현상이 발생하는 것을 확인하였다. 응력분포는 키 홀 부분에서 접촉면의 회전각과 곡률반경의 변화에 따라 연구 되었다.

동적 수치해석 결과를 이용한 군말뚝의 횡방향 동적 P-승수 산정 (Estimation of Lateral Dynamic P-multiplier of Group Pile Using Dynamic Numerical Analysis Results)

  • 박정식;정상섬
    • 대한토목학회논문집
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    • 제38권4호
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    • pp.567-578
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    • 2018
  • 본 연구는 기존에 동적하중에 의한 군말뚝의 응력감소효과를 알아보기 위하여 동적 p-y곡선을 수립하고, 이를 통하여 동적 p-승수를 산정하고자 하였다. 이를 위하여 건조 사질토 지반에서 $2{\times}2$ 군말뚝, 단말뚝 및 $5{\times}5$ 군말뚝, 단말뚝에 대해 말뚝-지반시스템 하부에 정현파를 입력, 동적 수치해석을 수행하였다. 이때 군말뚝의 경우, 말뚝의 중심간격을 말뚝 지름의 2.5배, 5.0배로 변화시켜 해석을 실시하였다. 동적 수치해석결과에 따라 단말뚝과 군말뚝의 동적 p-y 곡선을 작성 및 비교를 하여, 말뚝 중심 간격 및 군말뚝 말뚝의 열위치에 따른 말뚝의 동적 군말뚝 효과를 분석하였다. 해석 결과 동적 p-승수 값은 좌표원점을 기준으로 대칭성을 보였으며, 그 값은 $5{\times}5$ 군말뚝(말뚝간격=2.5D), 단말뚝의 경우 군말뚝의 말뚝번호 3, 말뚝번호 23에서 0.26 ~ 0.30, 말뚝번호 13에서 0.14, 말뚝번호 8, 말뚝번호 18에서 0.07 ~ 0.14로 나타났다. 이 값들은 특히 하중조건이 달라서 정적 p-승수와 차이를 보였으며, 향후 다양한 종류의 입력 동하중을 통한 동적 p-승수($P_{dm}$) 산정을 통해 토목기초 구조물의 군말뚝-지반 시스템의 동적설계나 해석에 이용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

심각한 소아 ${\cdot}$ 청소년 강박장애로 입원한 환아들의 특징 (THE CHARACTERISTICS OF CHILD AND ADOLESCENT INPATIENTS WITH SEVERE OBSESSIVE-COMPULSIVE DISORDER)

  • 황준원;유소영;장준환;신민섭;조수철;홍강의;김붕년
    • Journal of the Korean Academy of Child and Adolescent Psychiatry
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    • 제15권2호
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    • pp.143-151
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    • 2004
  • 연구목적:소아·청소년기 발병 강박장애는 낮은 약물반응, 높은 공존장애율, 강한 유전적 경향성을 가진다고 알려져 왔다. 그러나 현재까지 국내에서 소아·청소년기 발병 강박장애에 대한 연구는 극히 미미하다. 이에 본 연구에서는 서울대학교병원 소아·청소년 정신과 병동에 입원한 강박장애 아동들을 대상으로 임상양상, 유전부하, 약물 반응양상, 퇴원후의 경과등을 조사하여, 심각한 증상을 보이는 소아·청소년 강박장애 군의 특성을 파악하려 하였다. 방 법:최근 9년사이에 서울대병원 소아·청소년 정신과에 입원한 환아 20명(남 16, 여 4)의 자료를 조사하였고 이를 대상으로 임상적 특성을 조사하였다. 진단 및 임상 상의 정확성을 유지하기 위해 의무기록지, 심리학적 보고서, 가족 면담 자료, 간호 보고서를 모두 고려하였고, 퇴원시 확정된 진단을 일차진단으로 하였다. 결 과:1) 환아의 성비는 남성이 4:1로 우위였다. 2) 강박사고에 있어서 가장 흔한 형태는 병적의심이었고, 이어서 더러움에 대한 공포, 공격적 사고, 대칭에의 요구, 성적 강박 사고였다. 강박행동에서 가장 흔한 내용은 확인, 씻기, 숨쉬기, 움직임, 대칭, 반복적 질문, 물건수집, 정신적 강박행동 등이었다. 3) 가장 흔한 공존 장애는 우울증이었고, 그 다음으로는 다른 불안장애, 틱장애, 품행장애, 반항장애였다. 드물게 강박사고에 대한 현실검증력이 손상된 것으로 판단되는 아동도 발견되었다. 4) 정신과 질환에 대한 가족력을 살펴본 결과, 17 가족(85%)에서 2차 친척 중 정신과 장애를 앓는 사람이 발견되었다. 그리고, 강박 스펙트럼 장애로 의심되는 친척을 둔 아동이 전체의 45%(9명)이었다. 5) 약물치료로서 사분의 삼 정도의 환아들(75%)이, SSRI와 항정신병약물을 함께 복용하고 있었고, 치료 반응상 CGI에서 중등도 호전(moderate improved) 이상을 보이는 경우가 75%로 파악되었다. 6) 퇴원 후의 외래 추적 결과, 지속적인 증상의 관해를 보인 경우는 5명(25%)이었고, 부분적인 증상을 가진 채 만성적으로 지속되는 경우가 10명(50%)이었다. 결 론:심각한 소아·청소년 강박장애약물 환아들의 임상상을 국내에서는 최초로 체계적으로 조사하였다. 그 결과, 높은 공존장애율, 높은 정신과장애의 가족력, 높은 항정신병약물 복용을 보이는 것으로 조사되었다. 증상면에서도 공격적-성적 강박사고의 비율이 높았으며, 숨쉬기, 움직이기 등의 특이한 강박행동이 발견되었다. 치료로서 사분의삼 정도의 환아들(75%)이, SSRI와 항정신병약물을 함께 복용하고 있었고, 치료 반응상 CGI에서 중등도 호전(moderate improved) 이상을 보이는 경우가 75%로 파악되었다.

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