• Structural Engineering and Mechanics
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• 제27권5호
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• pp.625-638
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• 2007

The damage detection process may appear difficult to be implemented for truss structures because not all degrees of freedom in the numerical model can be experimentally measured. In this context, the damage locating vector (DLV) method, introduced by Bernal (2002), is a useful approach because it is effective when operating with an arbitrary number of sensors, a truncated modal basis and multiple damage scenarios, while keeping the calculation in a low level. In addition, the present paper also evaluates the noise influence on the accuracy of the DLV method. In order to verify the DLV behavior under different damages intensities and, mainly, in presence of measurement noise, a parametric study had been carried out. Different excitations as well as damage scenarios are numerically tested in a continuous Warren truss structure subjected to five noise levels with a set of limited measurement sensors. Besides this, it is proposed another way to determine the damage locating vectors in the DLV procedure. The idea is to contribute with an alternative option to solve the problem with a more widespread algebraic method. The original formulation via singular value decomposition (SVD) is replaced by a common solution of an eigenvector-eigenvalue problem. The final results show that the DLV method, enhanced with the alternative solution proposed in this paper, was able to correctly locate the damaged bars, using an output-only system identification procedure, even considering small intensities of damage and moderate noise levels.

• Advances in materials Research
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• 제5권4호
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• pp.279-298
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• 2016

Present disquisition proposes an analytical solution method for exploring the buckling characteristics of porous magneto-electro-elastic functionally graded (MEE-FG) plates with various boundary conditions for the first time. Magneto electro mechanical properties of FGM plate are supposed to change through the thickness direction of plate. The rule of power-law is modified to consider influence of porosity according to two types of distribution namely even and uneven. Pores possibly occur inside FGMs due the result of technical problems that lead to creation of micro-voids in these materials. The variation of pores along the thickness direction influences the mechanical and physical properties. Four-variable tangential-exponential refined theory is employed to derive the governing equations and boundary conditions of porous FGM plate under magneto-electrical field via Hamilton's principle. An analytical solution procedure is exploited to achieve the non-dimensional buckling load of porous FG plate exposed to magneto-electrical field with various boundary condition. A parametric study is led to assess the efficacy of material graduation exponent, coefficient of porosity, porosity distribution, magnetic potential, electric voltage, boundary conditions, aspect ratio and side-to-thickness ratio on the non-dimensional buckling load of the plate made of magneto electro elastic FG materials with porosities. It is concluded that these parameters play remarkable roles on the dynamic behavior of porous MEE-FG plates. The results for simpler states are confirmed with known data in the literature. Presented numerical results can serve as benchmarks for future analyses of MEE-FG plates with porosity phases.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권4호
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• pp.311-321
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• 2017

이 논문은 거푸집의 설치없이 간편하게 합성단면을 형성하고 다단계의 자중 프리플렉스 및 프리스트레싱을 비교적 쉽게 구현할 수 있도록 고안된 합성거더 시스템의 휨성능에 관한 것이다. 시공단계를 고려한 3차원 유한요소해석모형을 수립하고 콘크리트 타설방법과 강연선 긴장방법을 변수로 지정하여 합성거더 단면에 작용하는 선응력 분포와 강연선에 의해 도입되는 긴장효과를 수치 해석적으로 분석하였다. 변수 해석 결과를 비교하여 응력분포가 가장 유리한 해석모델의 제작과정을 표준제작단계로 선정하여 비선형비탄성 해석을 통해 극한휨강도를 평가하였다. 이를 국내 설계기준에서 제시하는 기준강도와 비교 검토해보니, 적정 공칭내하력을 보유하는 것으로 확인되어 소요 안전율을 충분히 확보 가능할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권6호
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• pp.391-396
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• 2016

히트파이프에서 윅은 히트파이프의 열성능을 결정하는 데 중요한 역할을 한다. 여러 가지 형태의 윅 중 폼 타입 윅은 기공률과 유동 투과도가 높아서 윅의 모세관 펌핑 능력을 크게 향상시킬 수 있는 잠재능력을 갖고 있다고 평가된다. 본 논문에서는 폼 타입 윅의 투과도를 예측할 수 있는 모델을 광범위한 수치해석을 통해서 개발하였다. 제안된 관계식은 기존의 Kozeny-Carman 방정식을 확장한 형태를 갖고 있으며, Kozeny-Carman 계수들이 폼 타입 윅에 대해 기공률의 함수로 제시되었다. 제안된 관계식은 넓은 범위의 형상 변수에 대해서 기존의 실험 결과를 정확히 예측하는 것으로 드러났다. 폼 타입윅은 높은 기공률 때문에 기존 소결금속 윅의 모세관 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제3권2호
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• pp.55-70
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• 1987

본 연구에서는 정지토탄상태에서 수동토추상태 까지의 토압의 변화를 옹벽의 변위량에 따라 나타 내는 새로운 이론이 제시되었다. 제시된 이론은 2차원평형조건식과 Mohr-Coulomb의 파괴규준을 변 궐한 최대주응력과 최소주응력의 관계식을 바탕으로 이루어졌으며, 또한 옹벽의 변위량에 따른 흙의 내부마찰자(f)과 벽마찰각(5)의 변화를 옹벽상단에서 부터의 깊이의 함수로 나타내는 수학적 model이 개발되었다. 결과치를 수치해석적으로 구하기 위해 유한차분법이 이용되었고 또하 얻어 진 결과치를 실험치와 비교함으로써 본 연구에서 제시된 이론의 적합성이 확인되었다. 옹벽 설계와 관련된 벽마찰카의 변화가 토압에서 미치는 영향에 대해서도 아울러 고찰되었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.141-148
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• 2016

본 논문은 구형 비상체에 의한 충격하중을 받는 강섬유보강 콘크리트 패널의 거동에 대해 유한요소법을 사용하여 연구를 수행하였다. 강섬유보강 콘크리트의 재료 물성치와 비선형구간에 대한 응력-변형 관계는 압축시험과 휨시험을 통해 구하였다. 여러가지 변수 중, 강섬유 체적비와 패널의 두께에 따른 해석을 수행하였고 실험결과와 비교하였다. 강섬유를 혼입함으로써 콘크리트 패널의 방호성능이 향상됨을 확인하였다. 강섬유를 혼입하면 중량 및 면적손실률이 감소하는 효과가 있다. 또한, 유한요소법을 이용하여 파단모드에 대해 예상하였으며 그 결과는 실험과 유사한 경향을 보였다. 이 결과들은 방호 목적의 군용 건물과 기타 건축물의 고속 비상체에 대한 보호를 위한 설계에 대해 적용될 수 있음을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권4호
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• pp.15-25
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• 1993

복합재료를 효과적으로 사용하기 위하여 복합재료 구조물의 설계기준 개발을 위한 연구가 진행되고 있다. 금속 셀의 좌굴에 대한 설계시에는 초기 결함의 영향과 탄성임계좌굴응력을 근거로 한 녹다운계수(Knock-down factor)를 정의하는 것이 중요한 과정이나 복합재료 쉘의 좌굴에 대한 설계시에는 초기 결함에 대한 민감도가 거의 연구되어 있지 않은 실정이다. 복합재료 쉘의 좌굴거동에 영향을 주는 설계변수는 많기 때문에, 쉘의 설계시 이 변수들로 인한 초기 결함 민감도를 분석하기 위하여 많은 실험을 필요로 하고 있으며 실험 이외의 다른 방법으로서는 이미 검증된 수치모델을 사용하는 것이다. 본 논문에서는 복합재료 쉘요소를 개발하는데 사용된 이론을 요약, 정리 하였으며 수치예제를 통하여 본 연구에서 제안한 쉘요소의 정확성을 검증하였다. 그리고 축방향으로 압축을 받는 GFRP 곡선형 판넬의 설계시 고려해야 하는 각 변수들을 다양하게 변화시키면서 좌굴거동에 미치는 영향을 유한요소 모델링에 의해 고찰하였다. 방법으로서 초기 결합 및 두께의 진폭을 고려한 비선형 해석과 고유치 해석을 수행하였으며 이 결과를 이용하여 녹다운 계수를 산출하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.67-78
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• 1990

본 연구에서는 합리적이고 과학적인 포장 구조체의 유지 관리를 위하여 포장체의 구조적 상태를 평가하는데 중요하게 사용되는 포장체 각 층의 탄성계수 추정 방법에 대하여 연구하였다. 차량하중에 의한 포장체의 구조적 거동을 측정하는 비파괴시험 방법으로 Falling Weight Deflectometer(FWD)를 택하였으며, 측정 결과를 합리적으로 해석하기 위하여 다층탄성이론에 근거한 해석 프로그램을 사용하였다. 국내에서 널리 사용되고 있는 고속도로 단면 모델에 요인배치법(factorial design)을 적용하여 쇄석과 안정처리기층을 갖는 경우 각각에 대한 이론적 처짐특성을 분석하고, 이로부터 각 경우의 층별 탄성계수 추정식을 제안하였다. 처짐 변화율에 따른 탄성계수 변화율에 과한 상관식을 4층 구조체 층별로 개발함으로써 FWD시험의 처짐으로부터 포장체 각 층의 탄성계수를 추정할 수 있는 보다 효율적이며 정도가 높은 역산방법을 제안하고 이를 전산화하였다. 또한 4층 아스팔트 포장체의 실제 가능한 수치 모델에 대한 검증을 통하여 본 연구에서 제안한 역산 방법의 신뢰성 및 타당성을 입증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권5호
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• pp.1067-1085
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• 2016

Recent research on steel moment-resisting connection between steel beams and concrete filled steel tubes has shown that there are considerable advantages to be obtained by anchoring the connection to the concrete infill within the tube using anchors in blind bolts. In the research reported here, extensive experimental tests and numerical analyses have been performed to study the anchorage behaviour of cogged deformed reinforcing bars within concrete filled circular steel tubes. This data in essential knowledge for the design of the steel connections that use anchored blind bolts, both for strength and stiffness. A series of pull-out tests were conducted using steel tubes with different diameter to thickness ratios under monotonic and cyclic loading. Both hoop strains and longitudinal strains in the tubes were measured together with applied load and slip. Various lead-in lengths before the bend and length of tailed extension after the bend were examined. These dimensions were limited by the dimensions of the steel tube and did not meet the requirements for "standard" cogs as specified in concrete standards such as AS 3600 and ACI 318. Nevertheless, all of the tested specimens failed by bar fracture outside the steel tubes. A comprehensive 3D Finite Element model was developed to simulate the pull-out tests. The FE model took into account material nonlinearities, deformations in reinforcing bars and interactions between different surfaces. The FE results were found to be in good agreement with experimental results. This model was then used to conduct parametric studies to investigate the influence of the confinement provided by the steel tube on the infilled concrete.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.95-103
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• 2007

본 논문에서는 포화된 다공성매체에서 파동의 전파속도와 감쇠를 구할 수 있는 해석적 이론해를 유도하여 제시하였다. 이론해의 유도를 위하여 압축성의 고체입자와 간극수를 고려하는 완전 연계 Field모델을 사용하였다. 완전 포화된 다공성 매체의 해석을 위한 공학적인 접근방법이 채택되었으며, 균질 영역에서 1차원 파동의 전파를 위한 이론해가 유도되었다. 본 논문에서 유도한 이론해는 고체입자의 압축성, 간극수의 압축성, 다공성입자의 변형, 공간의 감쇠(Spatial damping) 등을 고려할 수 있어 매우 다양하게 사용될 수 있다. 또한 다양한 지반체에서 두 가지 종류의 파속(Wavespeed)과 감쇠계수를 계산하는데 이용 가능하다. 본 논문에서 제시한 이론해를 전산코드화하여 파동의 전파속도와 감쇠에 대한 파라미터연구를 수행한 결과는 본 연구의 II부에 제시할 예정이다.