• Ocean Systems Engineering
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• 제11권1호
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• pp.59-81
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• 2021

The nonlinear formulation using the principle of virtual work-energy for free vibration of a large-sag extensible catenary riser in two dimensions is presented in this paper. A support at one end is hinged and the other is a free-sliding roller in the horizontal direction. The catenary riser has a large-sag configuration in the static equilibrium state and is assumed to displace with large amplitude to the motion state. The total virtual work of the catenary riser system involves the virtual strain energy due to bending, the virtual strain energy due to axial deformation, the virtual work done by the effective weight, and the inertia forces. The nonlinear equations of motion for two-dimensional free vibration in the Cartesian coordinate system is developed based on the difference between the Euler's equations in the static state and the displaced state. The linear and nonlinear stiffness matrices of the catenary riser are obtained and the eigenvalue problem is solved using the Galerkin finite element procedure. The natural frequencies and mode shapes are obtained. The results are validated with regard to the reference research addressing the accuracy and efficiency of the proposed nonlinear formulation. The numerical results for free vibration and the effect of the nonlinear behavior for catenary riser are presented.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제13권3호
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• pp.169-177
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• 2021

Recently, the use of electric and electronic control systems is increasing in the automobile industry. This increase in the electric and electronic control system greatly increases the complexity of designing a vehicle, which leads to an increase in the malfunction of the system, and a safety problem due to the malfunction is becoming an issue. Based on IEC 61508 relating to the functional safety of electrical/electronic/programmable electronics, the ISO 26262 standard specific to the automotive sector was first established in 2011, and a revision was published in 2018. Malfunctions due to system failure are covered by ISO 26262, but ISO/PAS 21448 is proposed to deal with unintended malfunctions caused by changes in the surrounding environment. ISO 26262 sets out safety-related requirements for the entire life cycle. Functional safety analysis includes FTA (Fault Tree Analysis), FMEA (Failure Mode and Effect Analysis), and HAZOP (Hazard and Operability). These analysis have limitations in dealing with failures or errors caused by complex interrelationships because it is assumed that a failure or error affecting the risk occurs by a specific component. In order to overcome this limitation, it is necessary to apply the STPA (System Theoretic Process Analysis) technique.

• Advances in materials Research
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• 제11권2호
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• pp.91-109
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• 2022

This paper presents a closed-form higher-order analysis of interfacial shear stresses in RC continuous beams strengthened with bonded prestressed laminates. For retrofitting reinforced concrete continuous beams is to bond fiber reinforced prestressed composite plates to their tensile faces. An important failure mode of such plated beams is the debonding of the composite plates from the concrete due to high level of stress concentration in the adhesive at the ends of the composite plate. The model is based on equilibrium and deformations compatibility requirements in and all parts of the strengthened beam, where both the shear and normal stresses are assumed to be invariant across the adhesive layer thickness. In the present theoretical analysis, the adherend shear deformations are taken into account by assuming a parabolic shear stress through the thickness of both the RC continuous beams strengthened with bonded prestressed laminates. The theoretical predictions are compared with other existing solutions. A parametric study has been conducted to investigate the sensitivity of interface behavior to parameters such as laminate stiffness and the thickness of the laminate where all were found to have a marked effect on the magnitude of maximum shear and normal stress in the composite member.

• Coupled systems mechanics
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• 제13권4호
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• pp.277-291
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• 2024

The objective of this work is to study the effects of the modification of material properties on the vibration of the FGM beam using an integral shear strain model. In the present theory, the rotational displacement is replaced by an integral term in the displacement fields. The use of a shear correction factor is not necessary because our model gives a parabolic description of shear stress through the thickness while satisfying the conditions of zero shear stresses on the bottom and top surfaces of the beam. The FGM beam is assumed that the beam is a mixture of metal and ceramic, and that its properties change depending on the power functions of the thickness of the beam such as: linear, quadratic, cubic and inverse quadratic. By applying Hamilton's principle, general formulas were obtained to obtain the frequencies of the FGM beam. The effects of changing compositional characteristics of materials presented by volume fraction of FGM beams with simply supported edges on free vibration and some mode shapes are investigated.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1A호
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• pp.11-18
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• 2012

이 논문에서는 유리-에폭시 섬유 보강 복합재료판에 $K_I$ 과 $K_{II}$ 에 의한 혼합모우드 상태의 균열된 알루미늄판의 응력확대계수의 수치해석 산정을 다루고 있다. 응력확대계수 산정을 위한 가상균열닫힘법과 2단계 확장법이 고려된다. 에너지 방출률과 응력확대계수의 항으로 표현되는 파괴역학 매개변수 계산을 위하여, p-수렴 부분 층별모델이 채택된다. 고려되는 p-수렴 방식은 저매개변수 요소의 개념에 기초한다. 1개 층에 대해 가정된 변위장, 변위-변형률 관계, 그리고 3차원 구성방정식은 2차원과 1차원 고차 형상함수의 조합으로 정의된다. 고려되는 요소는 변위장의 보간과 수치적분을 수행하기 위해 로바토 형상함수와 가우스-로바토 적분법이 사용된다. 언급된 모델과 기법들을 사용하여, 경사각도의 변화에 따른 적층판 형상의 효과와 접착제의 강도가 팻치보강 시스템에 미치는 영향이 조사된다. 중립축 변화에 따른 팻치보강 적층판의 면외 휨 효과도 분석된다. 고려되는 모델의 정확성과 단순성 등에 관해서 응력확대계수, 응력분포, 자유도 수, 에너지 방출률 등의 항목을 가지고서 평가된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1991년도 추계학술발표회 논문집 지반공학에서의 컴퓨터 활용 COMPUTER UTILIZATION IN GEOTECHNICAL ENGINEERING
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• pp.87-102
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• 1991

영국 잉글랜드 지방의 Carsington Dam의 파괴원인은 설계시 발견되지 못한 댐 상류 사면 하부의 황색점토층의 존재와 이미 존재하던 전단변형에 기인한 것으로 보고되었다. 설계시 황색 점토층과 이미 존재하던 전단변형을 고려하지 않고 전통적인 원호파괴 양상으로 검토된 사면의 안전율은 1.4 이상으로 나타났다. 그러나 댐 파괴후 황색 점토층과 이미 존재하던 전단변형을 고려한 사면의 안전율은 약 1.0으로 보고되었다. 또한 파괴후 사면에 대한 유한 요소 해석결과로 부터 파괴 토괴의 절편에 작용하는 수평력은 수평에 대해서 약 10。아래로 작용하고 있음이 보고되었다. 본 고에서는 Bishop의 간편법과 Janbu 방법 및 Morgenstern-Price 방법을 이용하여 원호형 사면파괴양상과 특정 파괴면을 따라서 일어나는 쐐기형 파괴양상에 대하여 사면안정을 검토하였으며, 이미 존재하던 전단변형과 이에 따른 토괴의 연속적인 거동은 이미 주어진 지반 특성을 이용한 강도정수와 간극수압비에 의하여 고려하였다. 그 결과 확생 점토층을 무시하고 원호형 파괴 양상에 대하여 Bishop의 간편법에 의한 설계 시점에서의 안전율은 1.387로 나타났으며(STABL), 파괴 후의 지반자료를 이용하고, 황색점토층을 고려한 안전율을 Janbu 방법의 경우 1.012(STABL), 그리고 Morgenstern-Price 방법의 경우 0.969을 보여주었다(MALE). 또한 Cam-Clay Model을 이용한 유한 요소 해석용 프로그램을 이용하여 댐 제체의 거동을 검토하였다. 이때 댐 제체의 성토 작업 및 압밀진행에 따른 간극수압변화와, 파괴시 혹은 파괴에 임박한 상태에서의 제체의 거동은 적절하게 가정된 지반의 응력-변형률 관계와 간극수압특성에 의하여 고려되었다. 그 결과 응력 및 변위가 심하게 발생하는 지역은 황색 점토층이었으며 이로부터 황색 점토층에서 부터 파괴면이 생성되어 다른 지역으로 전파되었음을 유추할 수 있었다.form trap with 2.88[eV] deep of injected space charge from the chathode in the crystaline regions. The origin of ${\alpha}$$_2$ peak was regarded as the detrapping process of ions trapped with 0.9[eV] deep originated from impurity-ion remained in the specimen during production process of the material, in the crystalline regions. The origin of ${\beta}$ peak was concluded to be due to the depolarization process of "C=0"dipole with the activation energy of 0.75[eV] in the amorphous regions. The origin of ${\gamma}$ peak was responsible to the process combined with the depolarization of "CH$_3$", chain segment, with the activation energy of carriers from the shallow trap with 0.4[eV], in he amorphous regions.의 증발산율은 우기의 기상자료를 이용하여 구한 결과 0.05 - 0.10 mm/hr 의 범위로서 이로 인한 강우손실량은 큰 의미가 없음을 알았다.재발이 나타난 3례의 환자를 제외한 9례 (75%)에서는 현재까지 재발소견을 보이지 않고 있다. 이러한 결과는 다른 보고자들과 유사한 결과를 보이고 있지만 아직까지 증례가 많지 않기 때문에 생존율을 얻기에는 미흡

• 대한조선학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.141-154
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• 1993

본 논문에서는 주변 단순 지지된, 용접된 편면 보강판의 압축 최종 강도를 구하는 간략한 방법을 제안하고자 한다. 우선, 용접에 의한 변형 및 잔류응력과 같은 초기결함을 간략한 방법으로 추정하고, 이 초기결함이 존재하는 보강판의 붕괴 양식을 가정하여, 각 양식에 대해 최종 강도를 구하고, 여러 붕괴 하중에 때해 최소치를 택함으로 보강판의 붕괴 하중을 얻는다. 보강판이 최종 강도 상태에 달하기까지 붕괴 과정을 다음과 같이 가정한다. (1) 보강판의 전체 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (2) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 전단면 항복에 의한 전체 붕괴 (3) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$보강재의 굽힘에 의한 전체 붕괴 (4) 판재의 국부 좌굴$\rightarrow$판재의 국부 붕괴$\rightarrow$보강재의 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴 붕괴 하중 계산을 위해 Rayleigh-Ritz 법에 기초한 탄소성 대변형 해석을 수행하고, 소성 붕괴선을 가정한 소성 해석을 수행하여 탄성 해석선과 소성 해석선의 교점을 최종 강도로 택한다. 본 방법을 비선형 유한요소법과 비교해 보면 극히 짧은 계산 시간에 양호한 결과를 산출한다는 것을 알 수 있다. 본 방법에 의한 해석 결과를 통해 판재의 국부 거동에 미치는 보강재의 비틂 강성의 효과를 고찰하였고, 보강재의 굽힘에 의한 전체붕괴와 비틂 변형(tripping)에 의한 전체 붕괴의 기준이 되는 보강재의 형상을 제시할 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제31권2호
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• pp.181-210
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• 2009

This paper presents the theoretical developments of an exact finite strip for the buckling and initial post-buckling analyses of isotropic flat plates. The so-called exact finite strip is assumed to be simply supported out-of-plane at the loaded ends. The strip is developed based on the concept that it is effectively a plate. The present method, which is designated by the name Full-analytical Finite Strip Method in this paper, provides an efficient and extremely accurate buckling solution. In the development process, the Von-Karman's equilibrium equation is solved exactly to obtain the buckling loads and the corresponding form of out-of-plane buckling deflection modes. The investigation of thin flat plate buckling behavior is then extended to an initial post-buckling study with the assumption that the deflected form immediately after the buckling is the same as that obtained for the buckling. It is noted that in the present method, only one of the calculated out-of-plane buckling deflection modes, corresponding to the lowest buckling load, i.e., the first mode is used for the initial post-buckling study. Thus, the postbuckling study is effectively a single-term analysis, which is attempted by utilizing the so-called semi-energy method. In this method, the Von-Karman's compatibility equation governing the behavior of isotropic flat plates is used together with a consideration of the total strain energy of the plate. Through the solution of the compatibility equation, the in-plane displacement functions which are themselves related to the Airy stress function are developed in terms of the unknown coefficient in the assumed out-of-plane deflection function. These in-plane and out-of-plane deflected functions are then substituted in the total strain energy expressions and the theorem of minimum total potential energy is applied to solve for the unknown coefficient. The developed method is subsequently applied to analyze the initial postbuckling behavior of some representative thin flat plates for which the results are also obtained through the application of a semi-analytical finite strip method. Through the comparison of the results and the appropriate discussion, the knowledge of the level of capability of the developed method is significantly promoted.

• 대한조선학회논문집
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• 제39권3호
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• pp.57-63
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• 2002

심해자원채광시스템은 모선, 양광관, 버퍼, 집광기 등으로 구성된다. 양광관의 위쪽은 모선과 연결되고 아래쪽은 버퍼에 연결된다. 버퍼와 집광기는 유연 호스로 연결된다. 채광시스템의 원활한 운영을 위해서는 전체 시스템의 안정화가 이루어져야 하는데 이를 위해서는 버퍼의 위치를 능동적으로 제어해야한다. 본 연구에서 가장 중요한 부분은 길이 5000m에 달하는 양광관의 동적 거동해석이다. 양광관을 세장구조물로 단순화시켜 모델링하고 고유함수 전개법으로 해석하였으며, 버퍼에 장착되는 추진시스템에 대한 제어에는 PID 제어기법을 적용하였다. 버퍼에 작용하는 외력은 양광관에 작용하는 항력에 의한 반력이 지배적이므로 본 논문에서는 유연호스의 영향은 무시하였다. 파랑 중에서 모선은 저주파수 운동과 동시에 고주파 운동을 하게 되는데 버퍼가 추적하고자 하는 모선의 위치는 저주파수 운동에 해당하므로 고주파수 성분을 걸러내기 위하여 반드시 필터링을 필요로 한다. FIR 필터를 사용하여 모선 위치를 필터링한 값을 제어기의 목적위치로 설정하였다. 이러한 해석을 바탕으로 수치계산 알고리즘을 구축하여 모선의 여러 운동을 상정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 이러한 수치계산 결과 필터링을 통해 고주파수 성분이 잘 걸러짐을 확인하였다. 또한 버퍼의 위치와 속도에 대한 제어를 통해서 버퍼를 허용범위(watch circle) 안에 머무르게 하면서 전체시스템을 안정화시킨다는 것을 밝혔다.

• 한국지형학회지
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• 제19권3호
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• pp.51-69
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• 2012

암석의 물리적 강도는 침식의 저항 요소 가운데 가장 중요한 부분으로 다양한 방식으로 측정되어 왔다. 포트홀과 그루브와 같은 암식 미지형은 기반암 하상 하천에서 차별적 침식에 의하여 형성되는 전형적인 지형으로 암석의 강도와 큰 연관이 있는 것으로 알려져 왔다. 전통적인 지형학 연구에서 슈미트 해머는 암석의 강도를 현장에서 추정하는 방식으로 널리 사용되어 왔다. 암석의 반발 강도와 암석의 미지형과의 관계를 파악하기 위하여 경상북도 청송의 길안천 중류에 위치하는 백석탄을 대상으로 연구를 수행하였다. 조사 결과, 사암으로 된 연구 지역의 전반적인 암석의 반발 강도는 일부를 제외하고는 65이상인 것으로 나타나 모두 극경암으로 분류되었다. 한편 반발 강도의 공간적 분포로 보면 하천의 하상에서 외곽으로 가면서 전반적으로 증가하였다. 그러나 기복상의 높은 지점이 반드시 다른 지점에 비하여 높은 반발 강도를 지닌 것은 아니었다. 동일한 암석인 경우 미지형이 잘 발달한 곳과 그렇지 않은 곳의 암석 강도의 차이는 관찰되지 않았으며 미지형의 내부와 외부에 있어서의 반발 강도의 차이 역시 존재하지 않았다. 단, 역암의 경우 내부의 자갈 부분은 사질 부분에 비하여 반발 강도도 크고, 주위에 비하여 돌출하여 있었다. 지질학적 취약선에 1cm 이내로 근접한 부분에 있어서는 암석의 강도가 급격히 낮아져 침식의 시작 지점임을 예측할 수 있었다. 그러나 이 부분에서도 암석의 강도 차이는 상당히 큰 것으로 나타났으며, 취약선의 방향이 침식의 방식에 상당한 영향을 미치고 있는 것으로 사료된다.