• 한국지반공학회지:지반
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• 제14권6호
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• pp.81-92
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• 1998

앵커로 지지된 토류벽의 거동 해석기법에는 한계평형이론해석 (Limit Equilibrium Analysis), 유한요소해석(Finite Element Analysis), 그리고 탄소성보 해석법(Beam on Elasto-Plastic Foundation) 등이 있다. 이 중에서 탄소성보 해석법은 토류벽체의 변위, 휨모멘트, 토압분포 등을 구할 수 있고 유한요소해석에 비해 입력자료가 간편한 장점으로 인하여 널리 사용되어 왔다 (Haliburton. 1968.; Pfister등.. 1982: Briaud와 김 낙경, 1998), 탄소성보 해석법은 토류벽체를 탄성보로 모델링하고 지반을 탄소성 토압-변위 곡선 (Elasto-Plastic p-y Curve)으로 표시되는 스프링으로 모델링 하여 지반-토류벽 상호작용을 해석하는 기법이다. 그러므로 앵커토류벽의 탄소성보 해석법은 실제 거동을 모사할 수 있는 토압-변위 곡선의 구성 여부에 따라 그 해석 결과가 좌우된다. 본 논문에서는 미 국립토질시험장(U.S. National Geotechnical experimentation Site)에서 시공된 앵커토류벽의 변위,휨모멘트 계측자료로부터 Cubic Spline 함수를 이용하여 시공단계별로 토류벽에 작용하는 토압을 산정함으로서 토압-변위 곡선을 구성하였다. 구성된 토압-변위 곡선을 이용하여 탄소성 보해석을 실시하여 실측된 변위 및 휨모멘트와 비교함으로서 실험적인 토압-변위 곡선을 평가하고 시공단계를 적절히 고려할 수 있는 탄소성보 해석기법을 제안하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제44권1호
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• pp.51-60
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• 2012

Concrete sleepers are essential components of the conventional railway. As support elements, sleepers are always subjective to a variety of time-dependent loads attributable to the train operations, either wheel or rail abnormalities. It has been observed that the sleepers may deteriorate due to these loads, inducing the formation of hairline cracks. There are two areas along the sleepers that are more prone to crack: the central and the rail seat sections. Several non-destructive methods have been developed to identify failures in structures. Health monitoring techniques are based on vibration responses measurements, which help engineers to identify the vibration-based damage or remotely monitor the sleeper health. In the present paper, the dynamic effects of the cracks in the vibration signatures of the railway pre-stressed concrete sleepers are investigated. The experimental modal analysis has been used to evaluate the modal bending changes in the vibration characteristics of the sleepers, differentiating between the central and the rail seat locations of the cracks. Modal parameters changes of the 'healthy' and cracked sleepers have been highlighted in terms of natural frequencies and modal damping. The paper concludes with a discussion of the most suitable failure indicator and it defines the vibration signatures of intact, central cracked and rail seat cracked sleepers.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.37-37
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• 1999

KSTAR(Korea Superconducting Tokamak Advanced Research) 핵융합 토카막 실험 장치의 플라즈마 가열을 위한 수소 중성입자빔 수송라인 내에 설치되는 collimator에 가해지는 열속 및 플라즈마에 전달되는 빔의 통과율을 해석하였다. 43cm$\times$12cm 크기의 이온원으로부터 방출되는 이온빔의 공간적 분산은 기본적으로는 Gaussian 분산(수직바향으로 1.2$^{\circ}$, 수평방향으로 0.5$^{\circ}$)의 형태를 가지지만 이온 가속 전장의 공간적 불균일로 인해 Gaussian 분산에서 다소 벗어나는 형태를 띠게 되는데, 이의 영향을 고려할 수 있는 수학적 모델을 정립하였다. 해석에 고려된 요소들은 다음과 같다. 이온원을 수많은 점원의 집합으로 가정하여 각각의 점원으로부터 주어진 공간적 분산을 가지는 이온들이 방출되는 것으로 가정하였으며, 방출된 이온은 중성화 과정을 거쳐 40%의 이온만이 중성입자화되며, 중성화되지 않은 60%의 이온들은 bending magnet에서 ion dump로 유도되어 사라지며, 나머지 중성입자들은 직진 운동을 하게 된다. 빔 진행 도중 빔 중앙에서 크게 벗어나는 일부 중성입자들은 여러 겹으로 존재하는 빔 collimator에 의해 단계적으로 제거되며, 일부 중성입자들은 잔류 수소기체에 의한 재이온화 과정을 거치기도 한다. 여기서는 정립된 수학적 모델을 이용하여 이들 collimator에서 제거되는 양 및 재이온화 손실들을 고려하여 최종적으로 플라즈마에 입사되는 중성입자 빔을 계산하였다. 한편, 빔 수송라인 설치시에 발생할 수 있는 설치 오차를 이온원 설치시의 오차와 빔 collimator 설치상의 오차로 구분하여 이들의 의한 영향도 계산하였다. Gaussian 분산을 가정하였을 경우, 이온원에 가장 근접하여 설치되는 collimator에 가해지는 수직성분의 열속은 9.7kW/cm2로 계산되었다. 이 열속을 제어 가능한 수준으로 낮추기 위해서 collimator는 빔 라인과 거의 나란하게 설치될 것이다. 빔의 통과율은 약 33%로서 하나의 이온원에서 방출된 7.8MW 중 2.5 MW만이 플라즈마에 전달되는 것을 알 수 있었다. Non-Gaussian 분산의 경우, 최대 열속은 9.1kW/cm2로 다소 낮아졌으나, 빔통과율은 28%정도로 더욱 낮아졌다. 설치상의 오차에 의한 영향을 살펴보면, 이온원이 1$^{\circ}$ 정도 기울어지게 설치된다면 collimaor에 가해지는 최대 열속 및 빔통과율은 약 15kW/cm2, 16.6% 정도로 나타나 매우 심각한 결과를 초래함을 알 수 있었다. 이에 비해 collimator 설치상의 오차의 영향은 이보다 훨씬 작아 5mm 오차가 발생했을 경우에도 최대 열속은 12kW/cm2까지 증가했으나, 빔 통과율의 변화는 거의 없었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권10호
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• pp.1327-1336
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• 2001

The structural modes driven by the low wave-number components of smooth elastic wall pressure provide a relatively weak coupling between the flow and the wall motion. If the elastic thin plate has any resonant mode whose wave-number of resonance coincides with $\omega$/U$\sub$c/, the power will be transmitted to those modes of vibration by the flows. We examine the problem in which the elastic thin plate is subject to pressure fluctuations under turbulent boundary layer. Measurements are presented of the frequency spectra of the near- and far-field pressures and radiated sound contributed by the various wave modes of the thin elastic plate. Dispersion equation for wave motions of elastic plate is used to investigate the effect of bending waves of relatively low wave number on radiated sound. The low wave-number motion of elastic plate is observed to have much less influence on the low-frequency energy of wall pressure fluctuations than that of the rediated sound. High amplitude events of the wall pressure are observed to weakly couple with high-frequency energy of radiated sound for case of low tension applied to the plate. The sound source localization is applied to the measurement of radiated sound by using acoustic mirror system.

• 수산해양기술연구
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• 제24권4호
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• pp.164-171
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• 1988

Recently with the rapid development in marine and shipbuilding industries such as marine structures, ships and chemical plants, it takes much interest in the study of corrosion fatigue characteristics that was close up an important role in mechanical design. In this study, characteristics of corner crack propagation on the base metal and heat affected zone of 5086 Al-Alloy was tested by using of a rotary bending fatigue tester and was investigated under the environments of specific resistance, $\rho$=25$\Omega$ cm and air. The corrosion fatigue crack initiation and corrosion fatigue life sensitivity were quantitatively inspected for 5086 Al-Alloy in the specific resistance, $\rho$=25$\Omega$ cm. Main results obtained are as follows: (1) The corrosion sensitivity of heat affected zone under specific resistance, $\rho$=25$\Omega$cm shows approximately 1.69~2.22 and corrosion sensitivity of base metal is more susceptible than that of heat affected zone. (2) The corrosion fatigue life sensitivity on heat affected zone decreases eminently than that of initial corrosion fatigue crack. (3) The characteristics of quarter elliptical corner crack propagation shows that depth crack is more grown than surface crack at crack initiation, but the surface crack is more propagated than depth crack as the crack propagation is increased. (4) The surface crack and depth crack growth on heat affected zone by softness show delayed phenomenon than that of base metal.

• Steel and Composite Structures
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• 제34권4호
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• pp.511-524
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• 2020

In this research, a simple four-variable trigonometric integral shear deformation model is proposed for the static behavior of advanced functionally graded (AFG) ceramic-metal plates supported by a two-parameter elastic foundation and subjected to a nonlinear hygro-thermo-mechanical load. The elastic properties, including both the thermal expansion and moisture coefficients of the plate, are also supposed to be varied within thickness direction by following a power law distribution in terms of volume fractions of the components of the material. The interest of the current theory is seen in its kinematics that use only four independent unknowns, while first-order plate theory and other higher-order plate theories require at least five unknowns. The "in-plane displacement field" of the proposed theory utilizes cosine functions in terms of thickness coordinates to calculate out-of-plane shear deformations. The vertical displacement includes flexural and shear components. The elastic foundation is introduced in mathematical modeling as a two-parameter Winkler-Pasternak foundation. The virtual displacement principle is applied to obtain the basic equations and a Navier solution technique is used to determine an analytical solution. The numerical results predicted by the proposed formulation are compared with results already published in the literature to demonstrate the accuracy and efficiency of the proposed theory. The influences of "moisture concentration", temperature, stiffness of foundation, shear deformation, geometric ratios and volume fraction variation on the mechanical behavior of AFG plates are examined and discussed in detail.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.103-109
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• 2012

Fish generates large thrust through an oscillating motion with a compliant joint of caudal fin. The compliance of caudal fin affects the thrust generated by the fish. Due to the flexibility of the fish, the fish can generate a travelling wave motion which is known to increase the efficiency of the fish. However, a detailed research on the relationship between the flexible joint and the thrust generation is needed. In this paper, the compliant joint of a caudal fin is implemented in the driving mechanism of a robotic fish. By varying the driving frequency and stiffness of the compliant joint, the relationship between the thrust generation and the stiffness of the flexible joint is investigated. In general, as the frequency increases, the thrust increases. When higher driving frequency is applied, higher stiffness of the flexible joint is needed to maximize the thrust. The bending angles between the compliant joint and the caudal fin are compared with the changes of the thrust in one cycle. This result can be used to design the robotic fish which can be operated at the maximum thrust condition using the appropriate stiffness of the compliant joint.

• The Journal of Advanced Prosthodontics
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• 제7권2호
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• pp.98-107
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• 2015

PURPOSE. The aim of this study was to appraise the some mechanical properties of polymethyl methacrylate based denture base resin polymerized by copolymerization mechanism, and to investigate the cytotoxic effect of these copolymer resins. MATERIALS AND METHODS. 2-hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and isobutyl methacrylate (IBMA) were added to monomers of conventional heat polymerized and injection-molded poly methyl methacrylate (PMMA) resin contents of 2%, 3%, and 5% by volume and polymerization was carried out. Three-point bending test was performed to detect flexural strength and the elasticity modulus of the resins. To determine the statistical differences between the study groups, the Kruskall-Wallis test was performed. Then pairwise comparisons were performed between significant groups by Mann-Whitney U test. Agar-overlay test was performed to determine cytotoxic effect of copolymer resins. Chemical analysis was determined by FTIR spectrum. RESULTS. Synthesis of the copolymer was approved by FTIR spectroscopy. Within the conventional heat-polymerized group maximum transverse strength had been seen in the HEMA 2% concentration; however, when the concentration ratio increased, the strength decreased. In the injection-molded group, maximum transverse strength had been seen in the IBMA 2% concentration; also as the concentration ratio increased, the strength decreased. Only IBMA showed no cytotoxic effect at low concentrations when both two polymerization methods applied while HEMA showed cytotoxic effect in the injection-molded resins. CONCLUSION. Within the limitations of this study, it may be concluded that IBMA and HEMA may be used in low concentration and at high temperature to obtain non-cytotoxic and durable copolymer structure.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.25-34
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• 2011

비탈면의 계측은 현장 접근성이 떨어지고 장기적인 계측이 어려워 이론적이거나 경험에 의존하는 것이 일반적이기 때문에 재난, 재해에 대한 조짐을 예측하기란 매우 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 비탈면의 붕괴를 예측하는 효과적인 방법과 현장 적용성에 대한 내용을 실험적 연구를 실시한 내용을 다루었다. 비탈면의 붕괴를 예측하는 방법은 재료의 파괴시 발생되는 음파를 WEAD라 불리는 AE센서를 이용하여 지반분야에 적용함으로써 비탈면의 붕괴를 예측 할 수 있었다. 비탈면 붕괴시 발생되는 AE파라미터는 전단 실험과 휨 실험을 실시하여 확보하였고 이를 토대로 파괴기준을 마련하였다. 시험시공은 비탈면 붕괴이력이 있고 붕괴가능성이 존재하는 비탈면에 적용해 보았고 실험결과 AE파라미터는 파괴기준에 넘지 않아 안정한 것으로 나타났으며 실제 비탈면의 붕괴 증후는 없는 것으로 나타나 적용성이 우수한 것으로 분석되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.67-79
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• 2008

본 연구에서는 매입형 합성보에서 전체 보의 휨거동 및 합성면에서의 상대변위(Slip) 등을 분석함으로써 화학적 부착, 부착파괴 후 기계적 맞물림 및 마찰작용, 전단 스터드가 합성보 전체의 강도 및 강성과 합성단면에서의 전단합성거동에 기여하는 정도를 해석해 보고자 한다. 이를 위해 U자형 성형강판을 이용한 합성보 및 CT형강 용접방식 강판성형 합성보에 대해 구조성능 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 실험 및 해석결과에 의하면, 전단 스터드의 설치 유무에 따라 매입형 합성보의 극한 모멘트성능 차이는 약 10% 미만을 나타내었다. 이것은 강재 보의 단면형상으로 인한 화학적 및 기계적 부착력이 크기 때문에 이에 의한 합성작용으로도 일정 이상의 모멘트성능 발휘가 가능하여 완전합성상태에 해당하는 소성 모멘트내력과의 차이가 비교적 크지 않으며, 합성율이 증가하는 것에 비해 휨모멘트 내력은 완만하게 증가하기 때문으로 나타났다.