• 대한기계학회논문집A
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• 제40권11호
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• pp.979-986
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• 2016

등속조인트의 일종인 트리포드 축은 동력전달용으로 고속열차의 KTX와 KTX-산천에 모두 적용되고 있으며, 동력대차에서 모터 감속장치(MRU)와 차축 감속장치(ARU)를 연결해 고속회전동력을 전달하는 핵심 요소이다. 축 방향의 미끄럼 운동이 가능한 트리포드 축은 열차 구동을 위한 토크를 전달하며, 동력전달 시스템에 과토크 발생 시 축의 퓨즈부가 절단되어 동력을 차단한다. 본 연구에서는 리니어 액추에이터를 이용한 대용량 비틀림 시험장치의 개발과 이를 이용한 트리포드 축의 정적 비틀림 강도와 피로수명을 확인하고자 하였다. 또한 구조해석을 통해 축의 취약부를 파악하고 비틀림 피로해석 결과와 실제 피로시험의 결과를 비교분석하여 비틀림 성능 개선을 위한 설계안을 제시하고자 하였다. 한편 트리포드 축의 피로에 따른 열화를 파악하기 위해 히스테리시스 곡선을 이용하였으며, 히스테리시스 곡선의 기울기 변화를 통해 피로고장 시점을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권6호
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• pp.647-656
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• 2017

This paper presents an experimental study on the behaviour of steel beams with different types of web openings. Steel beams with web openings became progressively more accepted as a well-organized structural form in steel construction since their existence. Their complicated design and profiling method provides better flexibility in beam proportioning for strength, depth, size and location of holes. The objective of this study is to carry out the experiments on steel beams with different types of web openings and performed non-linear finite element (FE) analysis of the beams that were considered in the experimental study in order to determine their ultimate load capacity and failure modes for comparison. Ten full scale models of steel beam with web openings have been tested in the experimental investigation. The finite element method has been used to predict their entire response to increasing values of external loading until they lose their load carrying capacity. FE model of each specimen that is utilized in the experimental studies is carried out. These models are used to simulate the experimental work to verify test results and to investigate the nonlinear behaviour of failure modes such as local buckling, lateral torsional buckling, web-post buckling, shear buckling and Vierendeel bending of beams.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권6호
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• pp.575-590
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• 2001

This paper presents a simplified method for the design and analysis of non-prestressed, partially prestressed, and fully prestressed concrete beams subjected to pure torsion. The proposed model relates the torsional strength to the concrete compressive strength and to the amounts of transverse and longitudinal reinforcement. To check the adequacy of this simple method, the calculated strength and mode of failure are checked against the experimental results of 17 prestressed concrete 66 reinforced concrete beam tests available in the literature, and very good agreement is found. The simplicity of the method is illustrated by two examples, one for design and another for analysis.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.891-896
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• 2002

Flat plate is susceptible to punching shear failure at the slab-column connection, which may cause catastrophic structural collapse. To prevent such brittle failure, strength and ductility of the connection should be ensured. However, since it is very difficult to experimentally simulate the actual load and boundary conditions of the flat plate system, it is not easy to obtain reliable information and data regarding to the strength and ductility of the flat plate-column connection. In the present study, numerical studies were performed for interior connections of continuous flat plate. The results were compared with the existing experiments, and the variations of bending moment, shear, torsional moment around the connection were investigated. Based on the findings of the numerical studies, the disadvantages of current design methods were discussed.

• 콘크리트학회지
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• 제2권4호
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• pp.69-82
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• 1990

본 연구는 순수비틀림을 받는 철근콘크리트 보의 파괴형태의 예측을 위해 이의 판단기준이 되는 평형철근비를 제시한 것이다. 제안식은 입체트러스 모델을 사용한 이론해석을 통해서 유도 하였으며, 해석과정에서는 사균열에 의해 발생되는 2축응력 상태하의 콘크리트 강도감소 효과를 고려하였다. 제안식의 타당성을 검토하기 위해 13개의 철근콘크리트 보 시험체를 제작하여 실험을 실시하였다. 제안식에 의한 예측파괴형태는 본 연구의 시험결과와는 상당한 차이를 보였으나 기존의 시험결과와는 잘 일치된 것으로 나타남을 알 수 있었다.

• Computers and Concrete
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• 제10권5호
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• pp.489-505
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• 2012

This paper presents a simplified grid beam model for simulating the nonlinear response of reinforced concrete flat-plate structures. The beam elements are defined with nonlinear behavior for bending moment and torsion. The flexural stiffness and torsional strength of the beam elements are defined based on experimental data to implicitly account for slab two-way bending effects. A failure criterion that considers the interaction between the punching strength and slab flexural behavior is incorporated in the model. The effects of bond-slip of slab reinforcement on connection stiffness are examined. The proposed grid beam model is validated by simulating large-scale tests of slab-column connections subjected to concentric gravity loading and unbalanced moment. This study also determines the critical parameters for a hysteretic model used to simulate flat-plates subjected to cyclic lateral loading.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권5호
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• pp.577-585
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• 2017

To study the mechanical performances of prestressed steel-concrete composite box beam under combination of bending-shear-torsion, nine composite beams with different ratio of torsion to bending were designed. Torsion was applied to the free end of the beam with jacks controlled accurately with peripherals, as well as concentrated force on the mid-span with jacks. Based on experimental data and relative theories, mechanical properties of composite beams were analyzed, including torsional angle, deformation and failure patterns. The results showed that under certain ratio of torsion to bending, cracking and ultimate torsion increased and reached to its maximum at the ratio of 2. Three phases of process is also discussed, as well as the conditions of each failure mode.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권2호
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• pp.1-9
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• 2021

In this paper, a thickness compensation function is introduced to consider the shear deformation and warping effect resulting from increased thickness in the composite multi-cell wing box. The thickness compensation function is used to perform the structure optimization of the multi-cell. It is determined by minimizing the error of an analytical formula using solid mechanics and the Ritz method. It is used to define a structural performance prediction expression due to the increase in thickness. The parameter is defined by the number of spars and analyzed by the critical buckling load and the limited failure index as a response. Constraints in structural optimization are composed of displacements, torsional angles, the critical buckling load, and the failure index. The objective function is the mass, and its optimization is performed using a genetic algorithm.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권7호
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• pp.647-652
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• 2016

유도초음파를 활용한 비파괴검사기법은 장거리 배관 검사에 많이 활용된다. 장시간 사용에 따라 배관에는 표면 부식과 같은 형태의 결함이 주로 발생한다. 표면 부식형 결함의 경우 장거리 유도 초음파 검사 기법을 활용한 신호 해석에 어려움이 있다. 상반 정리는 복잡한 수학적 표현을 간단히 나타내주는 기법으로 잘 알려져 있다. 상반 정리는 평판, 반무한체의 산란 문제를 해결하는데 이미 적용된 바가 있지만 원통형 구조물에서는 적용된 사례가 없다. 이 논문에서는 배관 진단을 위해 상용 장비에서 많이 사용되는 비틀림파의 산란 신호를 상반 정리를 적용하여 해석하였다. 산란 신호는 상반 정리를 활용하여 산란 체의 형태와 위치에 따라 단순한 닫힘 해로 표현하였다. 타원형 결함과 사각 결함의 폭과 깊이 변화에 따라 주파수 별로 발생되는 산란 신호가 계산되었으며, 주파수 증가에 따른 주기적인 결과를 나타내는 것을 확인하였다. 산란 신호 해석을 위한 닫힘 해는 결함의 크기를 정량적으로 해석하는데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.437-442
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• 2014

원자력 발전소의 터빈-발전기 시스템과 같이 일정한 토크와 함께 축 진동에 의한 가변 응력이 인가되는 부재의 경우 비틀림 응력에 의한 피로 파괴 거동을 보인다. 따라서 본 연구에서는 터빈-발전기의 터빈 축에 인가하는 비틀림 응력을 측정하고 응력에 의해 발생하는 피로 파괴 거동을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 이를 위해 터빈-발전기 시스템과 같은 실험 장치를 제작하고 임의의 부하를 인가하여 다양한 비틀림 응력에 대한 피로 파괴 거동을 평가하였다. 특히 기존의 알려진 피로 거동 평가 방법인 응력-수명, 변형률-수명, 균열성장 평가 방법을 동시에 적용하여 평가를 진행하였다. 부하의 크기가 증가하면서 평가 방법과 무관하게 피로 수명이 감소하는 경향이 확인하였으며 5 kV 부하 인가 시 최대 10배의 피로 수명의 감소가 발생하였다.