• Steel and Composite Structures
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• 제31권4호
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• pp.329-340
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• 2019

An innovated type of the flat steel plate-lightweight aggregate concrete hollow composite slab was presented in this paper. This kind of the slab is composed of flat steel plate and the lightweight aggregate concrete slab, which were interfaced with a set of perfobond shear connectors (PBL shear connectors) with circular hollow structural sections (CHSS) and the shear stud connectors. Five specimens were tested under static monotonic loading. In the test, the influence of shear span/height ratios and arrangements of CHSS on bending capacity and flexural rigidity of the composite slabs were investigated. Based on the test results, the crack patterns, failure modes, the bending moment-curvature curves as well as the strains of the flat steel plate and the concrete were focused and analyzed. The test results showed that the flat steel plate was fully connected to the lightweight aggregate concrete slab and no obvious slippage was observed between the steel plate and the concrete, and the composite slabs performed well in terms of bending capacity, flexural rigidity and ductility. It was further shown that all of the specimens failed in bending failure mode regardless of the shear span/height ratios and the arrangement of CHSS. Moreover, the plane-section assumption was proved to be valid, and the calculated formulas for predicting the bending capacity and the flexural rigidity of the composite slabs were proposed on the basis of the experimental results.

• Steel and Composite Structures
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• 제33권2호
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• pp.261-275
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• 2019

The main objective of this paper is to study the axial buckling and post-buckling of geometrically imperfect single-layer graphene sheets (GSs) under in-plane loading in the theoretical framework of the nonlocal strain gradient theory. To begin with, a graphene sheet is modeled by a two-dimensional plate subjected to simply supported ends, and supposed to have a small initial curvature. Then according to the Hamilton's principle, the nonlinear governing equations are derived with the aid of the classical plate theory and the von-karman nonlinearity theory. Subsequently, for providing a more accurate physical assessment with respect to the influence of respective parameters on the mechanical performances, the approximate analytical solutions are acquired via using a two-step perturbation method. Finally, the authors perform a detailed parametric study based on the solutions, including geometric imperfection, nonlocal parameters, strain gradient parameters and wave mode numbers, and then reaching a significant conclusion that both the size-dependent effect and a geometrical imperfection can't be ignored in analyzing GSs.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권1호
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• pp.66-72
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• 2022

The Mooney-Rivlin second order optimal strain energy function derived through uniaxial tensile test and analysis was applied to a gasket to confirm the internal stress and surface pressure generated during compression. The Taguchi method, a statistical technique, was used to design the optimum shape of the gasket, and through characteristic evaluation, the optimum shape of the gasket was obtained when the reference plane (T: 0.15 mm), contact surface (W: 1.00 mm), and curvature (R: 0.30 mm) were used. It was determined that the optimum shape yields a von Mises stress of 4.83 MPa, and the contact pressure stress is 20.14 MPa, which satisfies breakage and sealing requirements. In the future, we plan to manufacture a jig that can measure surface pressure to conduct comparative verification studies between the test results and analysis results.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제10권2호
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• pp.127-140
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• 2023

The present article focuses on the thermoelastic deformation behavior of inhomogeneous functionally graded metal/ceramic cylindrical shell structure with multiple perforations using 2D finite element approximation. Here, cylindrical shell structure is considered with single (1×1) and multiple (2×2, 3×3 and 4×4) perforations. The temperature-dependent elastic and thermal properties of functionally graded material are evaluated using Voigt's micromechanical material scheme via power-law function. The kinematics of the proposed model is based on the equivalent single-layer first-order shear deformation mid-plane theory with five degrees-of-freedom. Here, 2D isoparametric finite element solutions are obtained using eight-node quadrilateral elements. The mesh refinement of present finite element model is performed to confirm the appropriate number of elements and nodes for the analysis purpose. Subsequently, a comparison test is conducted to demonstrate the accuracy of present results. In later section, numerous numerical illustrations are demonstrated at different set of conditions by varying structural, material and loading parameters and that confirms the significance of various parameters such as power-law index, aspect ratio, thickness ratio, curvature ratio, number of perforations and temperature on the deformation characteristics of functionally graded cylindrical shell structure.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제11권1호
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• pp.55-81
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• 2024

This paper presents the exact solutions and closed forms for of nonlinear stability and vibration behaviors of straight and curved beams with nonlinear viscoelastic boundary conditions, for the first time. The mathematical formulations of the beam are expressed based on Euler-Bernoulli beam theory with the von Karman nonlinearity to include the mid-plane stretching. The classical boundary conditions are replaced by nonlinear viscoelastic boundary conditions on both sides, that are presented by three elements (i.e., linear spring, nonlinear spring, and nonlinear damper). The nonlinear integro-differential equation of buckling problem subjected to nonlinear nonhomogeneous boundary conditions is derived and exactly solved to compute nonlinear static response and critical buckling load. The vibration problem is converted to nonlinear eigenvalue problem and solved analytically to calculate the natural frequencies and to predict the corresponding mode shapes. Parametric studies are carried out to depict the effects of nonlinear boundary conditions and amplitude of initial curvature on nonlinear static response and vibration behaviors of curved beam. Numerical results show that the nonlinear boundary conditions have significant effects on the critical buckling load, nonlinear buckling response and natural frequencies of the curved beam. The proposed model can be exploited in analysis of macrosystem (airfoil, flappers and wings) and microsystem (MEMS, nanosensor and nanoactuators).

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권6호통권73호
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• pp.759-768
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• 2004

본 연구에서는 원형 강관을 수직 브레이스로 연결한 아치 리브의 면내 좌굴강도 및 극한강도를 평가하기 위한 매개변수 해석 연구를 수행하였다. 브레이스트 아치 리브의 탄소성 거동은 하중의 재하 상태와 아치 곡률뿐만 아니라 일반 단일 아치 리브와 달리 강관리브와 브레이스 부재의 휨강성비, 브레이스의 배치 간격, 강관 리브의 배치간격 등에 영향을 받게 된다. 이러한 영향을 분석하기 위해 본 해석에서는 라이즈비, 리브와 브레이스의 단면2차모멘트비, 수직브레이스의 간격비, 지간 대비 상 하 리브의 간격비, 초기 제작오차 및 세장비 등을 매개변수로 하고 하중의 재하 상태는 등분포 고정하중에 대한 활하중의 비를 고려하였다. 이러한 매개변수에 대한 해석 결과로부터 브레이스트 아치 리브의 적정 형상을 제안하였다. 또한, 브레이스트 아치 리브의 극한강도 평가를 위한 대형 구조 실험을 수행하였으며, 실험 결과는 해석에 의한 결과와 비교적 일치하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제32권4호
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• pp.275-291
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• 2002

스트레이트 와이어 장치의 효율적 운영을 위해서 제시되어야 할 여러 사항 중 치관의 굴곡도에 대한 연구는 국내, 외에서 매우 미흡하다. 이에 본 연구는 한국인 영구치의 순, 협측 임상치관 굴곡도를 조사하기 위해 시행되었다 이를 위해 정상적인 해부학적 구조를 갖고있는 구강 석고모형 36쌍을 대상으로 3차원 레이저 스캐닝 하였다. Andrews plane 과 Facial axis of clinical crown(FACC)을 각각 수평 , 수직 기준선으로 설정하고, 이들로부터 상, 하 방향과 좌, 우 방향으로 각각 1m간격으로 2개 혹은 3개씩의 선을 그었다. 이들 선이 교차하는 점들에 대한 3차원적 점 좌표를 만들어 놓고 36쌍 구강 석고모형의 각각 좌표점들의 평균을 구하였다 3차원 좌표 점(x,y,z)을 이용해 곡면 방정식을 만들어 각 치아의 곡률을 구하였고, 가로, 세로 각 방향의 2차원 곡선으로 단순화시킨 곡선에서의 곡률을 구하여 치아 부위마다의 곡률 변화를 계측하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 한국인 영구치 치관의 순, 협면 굴곡도의 기초자료를 얻었다. 2. 남, 녀 간에 치관 굴곡도 차이는 없었다. 3. 개개 치아의 치관 굴곡에 대한 특성 1) 상악 중절치에서 치은쪽과 절단면쪽의 곡률 차이가 다른 치아에 비해 심하였으며, 치은쪽이 더욱 심한 곡률을 보였다. 2) 상악 견치의 치관 굴곡도는 근심-절단면쪽의 굴곡이 다른면에 비해 더 심하였다. 3) 상악 제 1소구치에서는 근심-교합면쪽과 원심-치은쪽에서의 굴곡이 더 심하여 치관 표면의 굴곡이 대각선 방향으로 서로 뒤틀린 반면, 상악 제 2소구치에서는 근심 끝과 원심 끝의 치관 표면 굴곡이 비슷하여 서로 평행하게 나타났다. 4) 하악 중절치와 하악 측절치의 치관 굴곡도에는 유의한 차이가 없었다. 5) 하악 제 2소구치의 교합면-치은쪽으로의 굴곡이 하악 제 1소구치나 상악 제 2소구치에 비하여 더 둥근 것으로 나타났다. 이상의 결과로 볼 때, 하악 중절치와 측절치는 브라켓 베이스를 같게 해도 무방하다. 그러나 상악 제 1소구치와 제 2소구치, 그리고, 하악 제 1소구치와 제 2소구치는 치관 굴곡도에 차이가 있으므로 브라켓 제작시 베이스의 굴곡을 다르게 하여야 한다.

• 대한치과보철학회지
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• 제17권1호
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• pp.7-21
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• 1979

This investigation was to analyse normal protrusive and lateral condylar pantographic records written on the sagittal plane and to study components of Fisher's angle and their interrelations. The purpose of this study was limited to (1) discussing the significance of sagittal pantographic record in diagnosis of occlusal disease and(2) basing for reasoning validity of measuring Fisher's angle which has been reported so far. As a result followings were concluded. 1. In each protrusive and lateral condylar movement path, five complicate factors such as initial straightness, distributed simple sigmoid type, simple curvature, initial tiny protruding convexity and tiny repeated sigmoid patterns were noted. Generally each condylar movement path was composed of two to three of these factors. 2. The distribution of positional interrelations of protrusive and lateral condylar paths could be divided into five categories; (a) protrusive-upper, (b) completely coinciding, (c) partially initial coinciding, (d) partially inverted crossing, and (e) completely inverting. Among these, protrusive path-upper positioned condyles were prevailed (79.2%). 3. The distribution of interrelations of protrusive and lateral condylar paths could be devided into five categories according to their distances in the course of movement. Among these, opening (95.8%) and paralleling (66.7%) were prevailing. 4. The involved number of characteristic heterogenous patterns of five categories in protrusive and lateral condylar movement recording relations at one simultaneous recordings was limited to three. However, in case of homogeneous patterns were repeated, usually three to four were included. 5. The maximum distance between protrusive and lateral condylar paths was 1.45mm at the location of 4mm advanced position from centric relation point and 3.90mm at the location of protrusive movement terminal. 6. It seemed to be that ,pantographic records should be consulted other clinical symptoms in order to make certain occlusion diagnosis. 7. At the present moment of investigation, expressing Fisher's angle as a degree revealed a lack due to inherent complexity of protrusive and lateral condylar movement paths. 8. The typical pattern of protrusive and lateral condylar paths written on a pantographic sagittal plate might be described as follows; (a) protrusive condylar path should be positioned upwardly, (b) both mainly be simple curvature, (c) interrelations mainly be opening or paralleling. 9. The mean amounts of separation between protrusive and lateral condylar movement path were $0.75{\pm}0.46$ at 4mm advanced location from centric relation and $1.74{\pm}0.64mm$ at the location of protrusive path terminal.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권6호
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• pp.237-241
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• 2014

본 연구에서는 상용화되는 AlN 웨이퍼(wafer)를 이용하여 molten KOH/NaOH 화학적 습식 에칭(Wet Chemical Etching)에 따른 표면변화 특성 및 최적의 에칭 조건을 조사하였다. AlN 웨이퍼를 $350^{\circ}C$에서 5분간 에칭 시 Al-face, N-face는 서로 다른 관찰되었다. 특히, Al-face는 에치핏의 형상을 파악하여 결함특성을 관찰하였고, 이로부터 결함 밀도를 계산하여 $2{\times}10^6/cm^2{\sim}10^{10}/cm^2$의 결과를 얻었다. N-face의 경우 육각 뿔(hexagonal pyramids) 형태의 격자결함이 형성되었다. 또한 AlN 웨이퍼의 성장 시 배향을 관찰하기 위해 XRD(X-Ray Diffraction, Rigaku, JAPAN)를 이용하여 분석한 결과 육방정 AlN의 C축 방향에 해당되는 (0002) 및 (0004) 면으로 배향된 상태임을 알 수 있었고, DC-XRD(Double Crystal X-ray Diffraction, bruker, Germany)를 이용하여 rocking curve의 위치에 따라 곡률 반경을 측정했을 때 1.6~17 m의 곡률을 가지고 있는 것으로 나타났다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.1-7
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• 2011

본 논문에서는 아이소-지오메트릭 해석법을 이용하여 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계를 수행하였다. 유한요소법 기반 형상 최적설계는 CAD와 해석 모델의 차이로 인해, 설계영역 매개 변수화에 어려움이 있다. 아이소-지오메트릭 해석법은 CAD 모델과 동일한 NURBS 기저 함수와 조정점을 해석에 이용함으로써 설계의 기하학적 변화를 해석모델에 직접적으로 표현할 수 있는 장점을 가진다. 하중조건이 설계 영역에 따라 변화하는 최적설계 문제의 경우, 정확한 설계 영역 표현은 법선 벡터, 즉 변화하는 하중의 방향, 곡률 등 고차항의 정보를 정확하게 표현할 수 있고, 따라서 목적함수를 최소 또는 최대화시키는 최적의 해로 이끌어 낸다. 유한요소법 또는 밀도법을 이용한 형상 최적설계에서 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물의 문제를 푸는 경우, 최적설계가 진행됨에 있어 변화하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는 수치 예제를 통해 아이소-지오메트릭 설계민감도를 활용한 형상 최적설계 기법이 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물 문제에서 유한요소 기반의 최적설계보다 더 나은 결과를 제시함을 확인하였다.