• 한국압력기기공학회 논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.119-125
• /
• 2021

Subsea pipelines are widely used to transport hydrocarbons from ultra-deep seawater to facilities on the coast. A sandwich pipe is a pipe-in-pipe system in which the annulus between the two concentric steel pipes is filled with polymer cores and fillers for insulation and structural reinforcement. Sandwich pipeline is always exposed to complex loading such as bending moment, bulking, internal and external pressures caused by installation, operation and environmental factors. This research provides insights into the structural integrity of sandwich pipeline exposed to complex loading conditions using a linear matching method (LMM). The finite element model of the sandwich pipeline has been generated from previous research, and the model validation is performed by comparing the results of the linear analysis between the two models. The temperature dependent material properties are used to simulate the behavior of real pipeline, and the elastic-perfectly plastic (EPP) model has been taken into account for the material non-linearity. Numerical results provide comprehensive insights into the structural response of the sandwich pipeline under monotonic and cyclic loading and provide notable points about the evaluation of the plastic collapse limit and the elastic shakedown limit of the sandwich pipeline.

• Composites Research
• /
• 제19권1호
• /
• pp.22-28
• /
• 2006

금속재 라이너를 갖는 복합재 압력용기는 라이너의 반복 수명 향상을 위해 제조 공정 중 라이너가 압축잔류응력을 갖도록 하는 자긴처리 공정을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 자긴처리에 의한 라이너의 압축잔류응력과 이후의 응력 거동을 정확히 예측할 수 있는 유한요소해석 기법을 제시하고, 이러한 해석 결과를 바탕으로 복합재 압력용기의 반복 수명을 예측할 수 있는 방법을 제안한다. 재료 및 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 비선형 유한요소해석을 통해 라이너의 응력 거동을 정확히 예측하고, 압력용기의 반복수명을 결정짓는 파라미터로 금속재 라이너의 폰미세스 응력을 도입한다. 라이너 재료에 대한 피로시험과 복합재 압력용기 시제품에 대한 반복시험을 통해 제안된 방법의 타당성과 유효성을 입증한다.

• 한국재료학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.54-62
• /
• 2023

The most comprehensive and particularly reliable method for non-destructively measuring the residual stress of the surface layer of metals is the sin²ψ method. When X-rays were used the relationship of ε_φψ-sin²ψ measured on the surface layer of the processing metal did not show linearity when the sin²ψ method was used. In this case, since the effective penetration depth changes according to the changing direction of the incident X-ray, σ_φ becomes a sin²ψ function. Since σ_φ cannot be used as a constant, the relationship in ε_φψ-sin²ψ cannot be linear. Therefore, in this paper, the orthogonal function method according to Warren's diffraction theory and the basic profile of normal distribution were synthesized, and the X-ray diffraction profile was calculated and reviewed when there was a linear strain (stress) gradient on the surface. When there is a strain gradient, the X-ray diffraction profile becomes asymmetric, and as a result, the peak position, the position of half-maximum, and the centroid position show different values. The difference between the peak position and the centroid position appeared more clearly as the strain (stress) gradient became larger, and the basic profile width was smaller. The weighted average strain enables stress analysis when there is a strain (stress) gradient, based on the strain value corresponding to the centroid position of the diffracted X-rays. At the 1/5 I_max max height of X-ray diffraction, the position where the diffracted X-ray is divided into two by drawing a straight line parallel to the background, corresponds approximately to the centroid position.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제42권1호
• /
• pp.1-22
• /
• 2022

In cold-formed steel (CFS) structures, such as trusses, transmission towers and portal frames, the use of back-to-back built-up CFS unequal angle sections are becoming increasingly popular. In such an arrangement, intermediate welds or screw fasteners are required at discrete points along the length, preventing the angle sections from buckling independently. Limited research is available in the literature on axial strength of back-to-back built-up CFS unequal angle sections. The issue is addressed herein. This paper presents an experimental investigation reported by the authors on back-to-back built-up CFS unequal angle sections with intermediate stiffeners under axial compression. The load-axial shortening behaviour along with the deformed shapes at failure are reported. A nonlinear finite element (FE) model was then developed, which includes material non-linearity, geometric imperfections and modelling of intermediate fasteners. The FE model was validated against the experimental test results, which showed good agreement, both in terms of failure loads and deformed shapes at failure. The validated finite element model was then used for the purpose of a parametric study comprising 96 models to investigate the effect of longer to shorter leg ratios, stiffener provided in the longer leg, thicknesses and lengths on axial strength of back-to-back built-up CFS unequal angle sections. Four different thicknesses and seven different lengths (stub to slender columns) with three overall widths to the overall depth (B/D) ratios were investigated in the parametric study. Axial strengths obtained from the experimental tests and FE analyses were used to assess the performance of the current design guidelines as per the Direct Strength Method (DSM); obtained comparisons show that the current DSM is conservative by only 7% and 5% on average, while predicting the axial strengths of back-to-back built-up CFS unequal angle sections with and without the stiffener, respectively.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권3A호
• /
• pp.323-330
• /
• 2008

선박과 방호구조물 충돌시 구조물의 동적 특성들을 분석하기 위하여 항로상에 위치한 교량의 방호구조물인 강관파일그룹에 대한 선박충돌해석을 수행하였다. 해석은 선박과 파일의 유한요소 모델링, 비선형성 재료의 모델링, 강성충돌해석, 변위기반해석 그리고 충돌시나리오에 대한 연성충돌해석 등을 포함하고 있다. 강체벽에 대한 강성충돌해석을 통하여, 선수부의 충돌유형에 따른 충돌하중을 산정하였다. 변위기반 해석에서 방호시스템이 최대 수평 이격거리 내에서 흡수할 수 있는 대략적인 에너지의 범위를 산정할 수 있었다. 충돌시나리오별 연성충돌해석에서는 충돌시 거동을 방호시스템 설계를 고려하면서 검토하였다. 파일지지구조물의 에너지소산 메카니즘 분석을 통해 방호구조물의 최적 설계를 도출할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권1B호
• /
• pp.27-38
• /
• 2006

현재 국내의 홍수예보시스템의 예측 모형으로 저류함수모형을 사용하고 있다. 저류함수모형은 계산절차가 간편하고 홍수유출의 비선형성을 고려할 수 있는 방법이므로 선형모형보다 합리적이라고 알려져 있다. 그러나 저류함수모형을 실제 홍수사상에 적용하는데 있어 매개변수를 결정하는 것이 매우 어렵다. 저류함수모형의 매개변수 보정을 모형 운영자의 주관적인 판단아래 시행착오에 의한 수동보정 방법을 사용하여 왔다. 본 논문에서는 홍수통제소에서 사용하고 있는 저류함수 모형의 대표(평균) 매개변수와 시행착오법(Trial & Error Method) 그리고 최적화기법(Optimization Technique)에 의해 보정된 매개변수를 비교 분석하였다. 또한 모의효율을 평가하기 위하여 목적함수별, 보정방법별로 평가지표들을 산정하고 비교 분석하였다. 분석 결과, 최적화기법의 하나인 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm)이 목적함수에 따른 변동성이 가장 적었으며, 목적함수로는 SSR(Sum of Squared of Residual)이 가장 적합한 것으로 판단하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권5B호
• /
• pp.539-549
• /
• 2006

본 연구에서는 포텐셜 이론, 섭동법, 경계요소법에 근간을 둔 이차의 시간영역 수치모델을 개발하고 이를 이용하여 폰툰형 부방파제의 성능을 평가하였다. 다양한 설계조건에 대하여 파력, 운동변위, 자유수면고, 투과율 등의 변화를 고찰하였으며, 파랑의 약 비선형성이 방파제의 동수역학적 특성에 미치는 영향을 분석하는데 주안점을 두었다. 수치모의 수행 결과, 이차의 성분 파는 동유체력, 계류장력, 운동변위에 미치는 영향이 큰 것으로 분석되었으나, 파랑의 약 비선형성이 투과율에 미치는 영향은 매우 작아 선형해석만으로도 파랑제어효율을 평가할 수 있음을 확인하였다. 또한 파랑제어효율이 우수한 수심과 흘수의 비, 파수와 폭과의 관계 등을 제시하였다.

• Mass Spectrometry Letters
• /
• 제14권3호
• /
• pp.91-103
• /
• 2023

As one of the most common mood disorders, numerous studies have shown depression is the main risk factor for non-suicidal self-harm. The pathogenesis of depression is complex, and a comprehensive and rapid measurement of monoamine neurotransmitters and their metabolites will be very helpful in understanding the pathogenesis of depression. Therefore, a rapid and sensitive underivatized liquid chromatography-tandem mass spectrometry method was developed and validated for the simultaneous monitoring of the levels of ten neurotransmitters and their metabolites in rat serum and limbic system and successfully applied to quantify the changes of neurotransmitter levels in chronic unpredictable mild stress-induced rats. The analytes studied were mainly involved in tyrosine metabolism, tryptophan metabolism, and glutamate cycling pathways, which are important in the pathogenesis of depression. It had been verified the method was sensitive and effective, with satisfactory linearity, and met the requirements of biological sample determination. Levels of neurotransmitters in rat serum, hippocampus, amygdala, prefrontal cortex, striatum, and hypothalamus were determined via the method. The results showed serotonin, dopamine, norepinephrine, and their metabolites were decreased, glutamine was increased, and glutamate was disturbed in chronic unpredictable mild stress-induced depression rats. This method provides a new approach to studying the pathogenesis of depression and other neurological disorders.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제26권6호
• /
• pp.504-509
• /
• 2022

본 논문에서는 시변 지연 시간이 있는 선형 이산 시변 구간 시스템에 비구조화된 불확실성이 존재하는 경우에 대하여 안정조건을 다룬다. 구간 시스템은 시스템 행렬들이 구간행렬의 형태로 주어지는 시스템으로 본 논문에서는 이러한 구간 시스템 행렬과 상태변수의 지연 시간이 시변인 특성을 갖는 시스템에 대하여, 비선형성을 포함하며 그 크기만을 알 수 있는 비구조화된 불확실성이 존재하는 경우에 대한 시스템의 안정조건을 제안한다. 안정조건의 유도는 리아프노프 방정식의 상한 해를 이용하는 기존 결과와는 다르게 리아프노프 안정 조건을 기반으로 이루어지며, 간단한 부등식의 형태로 표현되어 안정성 판단에 편리하게 적용될 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 제안된 안정조건은 기존에 발표된 다양한 선형 이산 시스템에 대한 안정 조건을 포함할 수 있는 포괄적이고 강력한 것으로, 시변 지연시간 변동 크기, 불확실성의 크기와 구간행렬의 범위를 모두 조건식에 포함하게 된다. 새로운 조건의 우수함은 유도과정에서 증명되어지며 수치예제를 통하여 제안된 조건의 효용성과 우수성을 검증한다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제25권6호
• /
• pp.551-556
• /
• 2021

본 논문에서는 시변 지연 시간이 있는 선형 구간 이산 시스템에 비구조화된 불확실성이 존재하는 경우에 대하여 안정조건을 다룬다. 이산 시스템의 시스템 행렬들이 구간행렬의 형태로 주어지는 구간시스템에 대하여, 지연 시간이 일정 구간 범위 안에서 시변으로 변동되고, 비선형성을 포함한 불확실성이 그 크기만이 주어지는 비구조화된 불확실성의 형태로 존재하는 시스템의 안정성 조건을 제안한다. 안정조건의 유도는 기존의 리아프노프 방정식의 상한 해를 이용한 방법과는 다르게 리아프노프 안정 조건을 기반으로 이루어지며, 간단한 부등식의 형태로 표현되어 안정성 판단에 편리하게 적용될 수 있는 장점을 갖는다. 또한, 제안된 안정조건은 기존에 발표된 다양한 선형 이산 시스템의 안정조건들을 포함하는 매우 포괄적이고 강력한 것으로, 시변 지연시간 변동 크기, 불확실성의 크기와 구간행렬의 범위를 모두 조건식에 포함하게 된다. 새로운 조건의 우수함은 유도과정에서 증명되어지며 수치예제를 통하여 제안된 조건의 효용성과 우수성을 검증한다.