Mohammad Rezaeian Pakizeh;Hossein Parastesh;Iman Hajirasouliha;Farhang Farahbod
Steel and Composite Structures
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제46권4호
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pp.497-512
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2023
Using light weight concrete as infill material in conventional cold-formed steel (CFS) shear wall systems can considerably increase their load bearing capacity, ductility, integrity and fire resistance. The compressive strength of the filler concrete is a key factor affecting the structural behaviour of the composite wall systems, and therefore, achieving maximum compressive strength in lightweight concrete while maintaining its lightweight properties is of significant importance. In this study a new type of optimum polystyrene lightweight concrete (OPLC) with high compressive strength is developed for infill material in composite CFS shear wall systems. To study the seismic behaviour of the OPLC-filled CFS shear wall systems, two full scale wall specimens are tested under cyclic loading condition. The effects of OPLC on load-bearing capacity, failure mode, ductility, energy dissipation capacity, and stiffness degradation of the walls are investigated. It is shown that the use of OPLC as infill in CFS shear walls can considerably improve their seismic performance by: (i) preventing the premature buckling of the stud members, and (ii) changing the dominant failure mode from brittle to ductile thanks to the bond-slip behaviour between OPLC and CFS studs. It is also shown that the design equations proposed by EC8 and ACI 318-14 standards overestimate the shear force capacity of OPLC-filled CFS shear wall systems by up to 80%. This shows it is necessary to propose methods with higher efficiency to predict the capacity of these systems for practical applications.
In this study, on the structure simulation for manufacturing a high strength/light weight 48V battery housing for a mild hybrid vehicle was conducted. Compression analysis was performed in accordance with the international safety standards(ECE R100) for existing battery housings. The effect of plastic materials on compressive strength was analyzed. Three models of truss, honeycomb and grid rib for the battery housing were designed and the strength characteristics of the proposed models were analyzed through nonlinear buckling analysis. The effects of the previous existing rib, double-sided grid rib, double-sided honeycomb rib and double-sided grid rib with a subtractive draft for the upper cover on the compressive strength in each axial direction were examined. It was confirmed that the truss rib reinforcement of the battery housing was very effective compared to the existing model and it was also confirmed that the rib of the upper cover had no significant effect. In the results of individual 3-axis compression analysis, the compression load in the lateral long axis direction was the least and this result was found to be very important to achieve the overall goal in designing the battery housing. To reduce the weight of the presented battery housing model, the cell molding method was applied. It was confirmed that it was very effective in reducing injection pressure, clamping force and weight.
The purpose of this study was to investigate the displacement of and the stress distribution on the prosthesis, abutment, and its supporting tissues under functional load, and the effect of alteration in root length of 2nd abutment. The 3-dimensional finite element method was used and the finite element models were prepared in which the abutments of left mandibular 5 unit axed partial denture were canine, the 1st pre-molar and the 2nd molar, and the root lengths of canines were as follows. Model I : Root length of canine was 2mm longer than the 1st premolar Model II : Root length of canine was 2mm shorter than the 1st premolar Static compressive force of 300N was applied to connector between 2nd premolar & 1st molar, and then von Mises stress, displacement and reaction force were obtained. The results were as follows : 1. In fixed partial denture, prosthesis under load on pontic was rotated around mesio-distal long axis of it from longual side to buccal, and simultaneously bended in buccal and gingival direction with mesial end deformed in gingival direction and distolingual end in occlusal. 2. Clinical crowns of abutments were bended in the same directions with those in which prosthesis deforms. Due to that, roots of anterior abutments were twisted in counterclockwise with concentration of shear stress on distal or distobuccal sides of their cervices, and that of posterior was in clockwise with concentration of shear stress on mesiobuccal side of it in the same level with anterior abutments. 3. In case that root length of the 2nd abutment was longer than that of the 1st abutment, its displacement and reaction force which means the force tooth exerts on the surrounding periodontal tissues were smaller but shear stress on itself was larger than in the case root length of 2nd abutment was shorter.
본 연구에서는 콘크리트 궤도 침목 내에 설치되는 인서트에 예기치 못하게 침투된 수분의 결빙압이 앵커볼트의 인발강도에 미치는 영향을 유한요소해석을 통해 고찰하였다. 3차원 유한요소해석모델은 콘크리트 침목의 현장실험 결과, 도면 및 레일체결장치의 제원 실측치를 기반으로 수립되었으며, 비선형구성방정식과 파괴 모델은 측정된 압축강도로부터 CEB-FIP 1990 모델코드를 이용하여 추정하였다. 해석모델의 적정성은 철도기술연구원에서 수행한 현장 인발시험 결과 및 실내시험 결과와의 비교를 통해 확인하였다. 다양한 인자, 즉 결빙위치, 앵커볼트 초기 체결력의 크기 및 콘크리트 압축강도에 따른 해석을 수행하였으며, 그 결과를 제시하였다. 해석결과에 의하면, 매립전내 침투수의 결빙력은 균열손상의 가장 가능성 있는 직접적인 원인 중 하나로 간주될 수 있음을 확인하였다. 또한, 외측매립전의 결빙력이 내측 매립전 보다 작은 것으로 나타났으나 그 차이는 크지 않았다.
PSC(Prestressed Concrete)는 전단면을 유효하게 사용할 수 있으므로 교량 및 암거와 같은 구조물에 가장 많이 사용되고 있다. 그러나 내부의 텐던은 항상 높은 인장하중을 받는 상태에 노출되므로 부식환경에서 더욱 주의를 해야한다. 본 연구는 동일한 부식조건에서 프리스트레싱 하중에 따라 변화하는 부식전류 및 내력저하에 대한 연구이다. 이를 위해 초기 프리스트레싱 하중의 0.0%, 20.0%, 40.0%수준으로 가력한 뒤, ICM(Impressed Current Method)를 이용하여 촉진부식실험을 수행하였다. 초기 하중이 증가할수록 부식전류와 부식량은 증가하였으며 최대하중의 감소가 선형적으로 발생하였다. 초기하중이 20%에서 40%로 증가할 때, 부식전류량은 124.4%와 168.0% 수준으로 증가하였으며, 최종 파괴시의 하중은 87.8% 및 78.4%수준으로 감소하였다. 동일한 전압인가 시 부식속도와 내력저하는 인가한 초기 프리스트레싱 하중에 비례함을 알 수 있다.
Vacuum kinetic spray(VKS) is a relatively advanced process for fabricating thin/thick and dense ceramic coatings via submicron-sized particle impact at room temperature. However, unfortunately, the particle velocity, which is an important value for investigating the deposition mechanism, has not been clarified yet. Thus, in this research, VKS average particle velocities were derived by numerical analysis method(CFD: computational fluid dynamics) connected with an experimental approach(SCM: slit cell method). When the process gas or powder particles are accelerated by a compressive force generated by gas pressure in kinetic spraying, a tensile force generated by the vacuum in the VKS system accelerates the process gas. As a result, the gas is able to reach supersonic speed even though only 0.6MPa gas pressure is used in VKS. In addition, small size powders can be accelerated up to supersonic velocity by means of the drag-force of the low pressure process gas flow. Furthermore, in this process, the increase of gas flow makes the drag-force stronger and gas distribution more homogenized in the pipe, by which the total particle average velocity becomes higher and the difference between max. and min. particle velocity decreases. Consequently, the control of particle size and gas flow rate are important factors in making the velocity of particles high enough for successful deposition in the VKS system.
제조조건이 다른 여러 퍼멀로이 합금 타게트를 사용하여 RF 마그네트론 스퍼터링법에 의해 퍼멀로이(NiFe) 박막을 증가시킬 경우 타게트의 제조조건이 박막의 자기특성에 미치는 영향을 조사하 였다. 타게트를 온도에서 어닐링한 결과 $650^{\circ}C$ 이상의 온도에서 재결정이 일어나 미세구조는 압 연조직에서 미세한 재결정립 조직으로 바뀌었으며 이에 따른 집합조직은 (110) 집합조직에서 random 집합조직으로 변화가 일어났다. 재결정이 일어나지 않은 타게트를 사용하여 투입전력 300 및 400 W에 서 증착한 박막의 경우 보자력은 1~5 mTorr의 비교적 넓은 범위의 아르곤 압력에서 낮은 값을 나타 내었으며 이때의 최소값은 0.20 Oe 이하였다. 반면, 재결정이 일어난 타게트의 경우 투입저력 300 W에 서는 5 mTorr에서는 1 mTorr에서만 보자력이 낮은 값을 나타내었으며 이때의 최소값은 0.25 Oe 이하였 다. 박막의 내부응력은 타게트에 관계없이 아르곤 압력이 증가함에 따라 압축응력에서 인장응력으로 변하엿으며 타게트에 따라 5 mTorr에서 거의 사라졌다. 박막의 보자력 및 투자율의 변화는 타게트에 따라 변화되는 박막 조성 및 내부응력의 차이에 기인한 것으로 고찰되었다.
이 연구는 변동 축하중을 받는 철근콘크리트 교각의 내진성능평가를 하는데 그 목적이 있다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였다. 두께가 서로 다른 부재간의 접합부에서 단면강성이 급변하기 때문에 생기는 국소적인 불연속변형을 고려하기 위한 경계면요소를 도입하였다. 또한, 같은 변위진폭에 있어서의 하중재하 회수에 의한 효과를 고려하였다. 이 연구에서는 변동 축하중을 받는 철근콘트리트 교각의 내진성능평가를 위해 제안한 해석기법을 신뢰성 있는 연구자의 실험결과와 비교하여 그 타당성을 검증하였다.
일반적으로 비부착 프리캐스트 콘크리트 교각은 철근콘크리트 교각에 비하여 내진성능과 지진 후의 공용성능이 우수하다. 본 연구에서는 OpenSEES 프로그램을 사용하여 비부착 프리캐스트 교각의 내진거동을 분석하였다. 특히, 콘크리트 강도, 긴장재의 초기 긴장비, 긴장재 비, 교각 세그먼트의 크기의 변화에 대한 비부착 프리캐스트 콘크리트 교각의 내진거동에 대하여 해석적으로 연구하였다. 해석결과 긴장재 비 및 초기 긴장비가 증가함에 따라 연화상태 및 극한상태시의 휨강도도 증가하였다. 콘크리트 강도 및 세그먼트 크기에 따른 교각의 휨강도 차이는 거의 무시할 만 하였으나, 초기 긴장비의 증가는 긴장재의 항복 시점을 앞당기는 결과를 나타냈다. 또한, 심부콘크리트의 압축 변형률이 극한변형률에 미치지 않으므로, 일반 콘크리트교각에 비하여 심부구속 철근량을 감소시킬 수 있을 것으로 사료된다.
Objective: The purpose of this study was to compare the lower extremity muscle activity and knee joint load according to movement speed conditions during the barbell back squat. Method: Nine males with resistance training experience participated in this study. Participants performed the barbell back squat in three conditions (Standard, Fast, and Slow) differing movement speed. During the barbell back squat, muscle activity of the rectus femoris (RF), vastus lateralis (VL), vastus medialis (VM), biceps femoris long head (BFL), semitendinosus (ST), gluteus maximus (GM), gastrocnemius (GCN), and tibialis anterior (TA) was collected using an 8 channel wireless EMG system. The peak flexion angle of the lower extremity joints and the peak resultant joint force in each direction of the knee joint were calculated using eight motion capture cameras and ground reaction force plates. This study was to used the Friedman test and the Wilcoxon signed rank test, to compare lower extremity muscle activity and peak resultant joint force at knee joint according to movement speed conditions during the barbell back squat, and the statistical significance level was set at .01. Results: In the downward phase of the barbell back squat, the RF and TA showed the higher muscle activity in the fast condition, and in the upward phase, RF, VL, VM, BFL, ST, GM, and TA showed the higher muscle activity in the fast condition. As a results, analyzing of the load on the knee joint, in the downward phase, and in the upward phase, the higher peak compressive force of the knee joint was showed in the fast condition. Conclusion: The barbell back squat with fast movement speed was more effective due to increased muscle activity of lower extremity, but one must be careful of knee joint injuries because the load on the knee joint may increase during the barbell back squat with fast movement speed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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