• 한국지반공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.17-30
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• 2009

지하에 공동을 건설하는 터널 공사의 경우 초기 응력의 집중 및 발파와 같은 시공단계에서의 과도한 에너지의 적용으로 인하여 주변 암반에 손상을 발생시킨다. 이러한 손상의 발생은 터널에 작용하는 하중 및 터널 주변 암반의 흐름조건에 상당한 영향을 끼친다. 이러한 이유로 터널 주변에 발생하는 손상구간에 대하여 다양한 연구가 수행되었다. 본 연구에서는 유사암석으로 제작된 공동이 존재하는 절리모델의 이축압축실험을 통하여 공동주변의 손상발생을 연구하였다. 절리면은 수평면과 $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$의 조건으로 형성되었으며, 초조강시멘트 재료를 이용하여 유사절리모델을 제작하였다. 이축압축 실험결과 공동주변에서는 절리면에 수직한 방향으로 인장균열의 발생이 관측되었으며, 균열의 진행으로 인하여 암반블록이 형성되었으며, 진행하는 인장균열이 다른 절리면에 도달하여 암반블록이 완전히 형성된 경우 탈락하는 과정을 보였다. 이러한 인장균열의 진전은 절리면의 각도에 따라 상이한데 절리면의 각도가 클수록 안정적이며 진행성의 균열 진전 양상이 관측되었다. 이러한 인장균열의 발달은 절리면으로 구성된 암편을 보로 가정 할 경우 공동의 곡률로 인한 기하학적 형상의 불규칙성으로 인하여 모멘트가 작용하는 것으로 판단된다. 이상의 실험결과를 입자요소해석 방법을 기반으로 하는 PFC 2D를 이용하여 모사하였다. 해석결과 실험에서 관측한 바와 같이 절리면 각도가 작을수록 손상대의 폭은 넓어지며 인장균열의 진행에 의한 암반블록의 형성이 관측되었다. 또한 상호작용이 발생하는 균열을 조사한 결과 수치해석에서도 절리면의 각도가 작은 조건에서 진행성의 파괴가 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.560-567
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• 2020

점진판재성형은 금형을 제작하지 않고 판재를 가공하는 방법으로서 빠른 시제품 제작과 소량 생산에 적합한 성형법이다. 이러한 점진판재성형의 공정 변수로 공구 직경, 매 스탭당 Z-방향 깊이, 공구 이송 속도, 공구 회전 속도 등은 성형품의 품질에 크게 영향을 미친다. 본 연구에서는 두께가 1.0mm인 Al3004판재를 사용하여 원뿔절두체(VWACF: Varying Wall Angle Conical Frustum) 모델의 점진성형을 실시하였으며, 각각의 변수들의 조합에서 성형성을 판단하였다. BP신경망 (BPNN: Back Propagation Neural Network)를 기반으로 Minitab 소프트웨어를 사용하여 성형 각도를 예측하는 2 차 수학적 모델을 구축하였다. 또한 이 모델을 유전 알고리즘의 목적함수로 사용하였으며 최대 성형 각도로 얻기 위한 최적의 변수 조합을 찾아내었다. 공구 직경은 6mm, 회전 속도는 180rpm, Z-방향 피치는 0.401mm, 이송 속도는 772.4mm/min일 경우 가장 큰 성형 각도인 87.071°를 갖는 컵을 성형할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.331-341
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• 1993

The propagating crack problems under dynamic antiplane mode in orthotropic material is studied in this paper. To analyze the dynamic fracture problems by theoretical method or experimental method in orthotropic material, it is important to know the dynamic stress intensity factor in the vicinity of crack tip. Therefore the dynamic stress field and dynamic displacement field with dynamic stress intensity factor of orthotropic material in mode III were derived. When the crack propagation speed approachs to zero, the dynamic stress components and dynamic displacement components derived in this paper are identical to the those of static state. In addition, the relationships between dynamic stress intensity factor and dynamic energy release rate are determined by using the concept of crack closure energy with the dynamic stresses and dynamic displacements derived in this paper. Finally, the characteristics of crack propagation are studied with the properties of orthotropic material and crack speed. The variation of angle .alpha. between fiber direction and crack propagating direction and crack propagation speed fairly effect on stress component and displacement component in crack tip. The influence of crack propagation speed on the speed on the stress and displacement is greater in the case of .alpha.=90.deg. than in the case of .alpha.=0.deg. and the faster the crack propagation speed, the greater the stress value and displacement value.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권3호
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• pp.339-356
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• 2020

In this article, a developed bond-based peridynamic model for functionally graded materials (FGMs) is proposed to simulate the dynamic fracture behaviors in FGMs. In the developed bond-based peridynamic model for FGMs, bonds are categorized into three different types, including transverse directionally peridynamic bond, gradient directionally peridynamic bond and arbitrary directionally peridynamic bond, according to the geometrical relationship between directions of peridynamic bonds and gradient bonds in FGMs. The peridynamic micromodulus in the gradient directionally and arbitrary directionally peridynamic bonds can be determined using the weighted projection method. Firstly, the standard bond-based peridynamic simulations of crack propagation and branching in the homogeneous PMMA plate are performed for validations, and the results are in good agreement with the previous experimental observations and the previous phase-field numerical results. Then, the numerical study of crack initiation, propagation and branching in FGMs are conducted using the developed bond-based peridynamic model, and the influence of gradient direction on the dynamic fracture behaviors, such as crack patterns and crack tip propagation speed, in FGMs is systematically studied. Finally, numerical results reveal that crack branching in FGMs under dynamic loading conditions is easier to occur as the gradient angle decreases, which is measured by the gradient direction and direction of the initial crack.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제9권6호
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• pp.1935-1943
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• 2014

In recent years, the induction machines are increasingly being used as self-excited induction generators (SEIG). This generator is especially widely employed for small-scale power plants driven by renewable energy sources. The application of power electronic components in the induction generator control (IGC) and the loading of SEIG using nonlinear loads will generate harmonic currents. This paper analyzes the propogation of harmonic currents on the SEIG with nonlinear loads. Transfer function method in the frequency domain is used to calculate the gain and phase angle of each harmonic current component which are generated by a nonlinear loads. Through the superposition approach, this method has also been used to analyze the propagation of harmonic currents from nonlinear load to the stator windings. The simulation for the propagation of harmonic currents for a 4 pole, 1.5 kW, 50Hz, 3.5A, Y-connected, rotor-cage SEIG with energy-saving lamps, have provided results almost the same with the experiment. It can prove that the validity of the proposed models and methods. The study results showed that the propagation of harmonic currents on the stator windings rejects high order harmonics and attenuates low order harmonics, consequently THDI diminish significantly on the stator windings.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제3권2호
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• pp.23-32
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• 2001

암석은 지질학적 생성과정으로 인해 많은 역학적 결함을 포함하고 있으며 이러한 결함 사이에는 암석 브릿지가 존재하게 된다. 이러한 암석 브릿지에서의 균열의 전파 및 결합(coalescence)과정은 터널의 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 단축압축 하에서 균열의 형상변화에 따른 암석 브릿지에서의 균열의 개시, 전파 및 결합거동 변화를 강화석고의 일종인 Diastone과 여산 대리석 시료에 대해 알아보았다. 하중을 가하면서 날개형 균열 개시응력, 날개형 균열 전파각도, 균열결합 응력을 측정하였으며, 전단, 인장, 혼합형의 3가지 균열결합 유형이 나타났다. 또한, 정규화된 최대강도(normalized peak strength)를 구하여 Ashby & Hallam 모형(1986)의 이론해와 비교, 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.637-643
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• 2011

본 논문에서는 결합 기반 페리다이나믹스 해석법을 사용하여 동적취성 파괴시뮬레이션을 수행하였다. 페리다이나믹스 모델은 분기 균열, 균열 불안정성, 균열 경로의 비대칭성, 연쇄 분기 균열, 2차 균열 전파 등 다양한 동적취성 파괴현상을 잘 해석해 낼 수 있다. 본 논문에서는 분기 균열의 분기 각도와 균열 전파속도에 대한 응력파의 영향에 대해 연구하였다. 극한 시점에 도달한 균열은 둘 이상으로 분기되어 전파되고 그 전파속도는 기존 균열의 전파속도와 크게 달라지지 않는다는 사실이 여러 실험을 통해서 입증이 되었다. 페리다이나믹스로 해석된 분기 균열은 실험을 통해 제안된 균열 전파현상들과 잘 부합되는 것을 확인할 수 있었다.

• 펄프종이기술
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• 제31권5호
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• pp.57-72
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• 1999

Traditional theories of the tensile failure of paper have assumed that uniform strain progresses throughout the sheet until an imperfection within the structure causes a catastrophic break. The resistance to tensile elongation is assumed to be elastic , at first, throughout the structure, followed by an overall plastic yield. However, linear image strain analysis (LISA) has demonstrated that the yield in tensile loading of paper is quite non-uniform throughout the structure, Traditional theories have failed to define the flaws that trigger catastrophic failure. It was assumed that a shive or perhaps a low basis weight area filled that role. Studies of the fracture mechanics of paper have typically utilized a well-defined flaw around which yield and failure could be examined . The flaw was a simple razor cut normal to the direction of tensile loading. Such testing is labeled mode I analysis. The included fla in the paper was always normal to the tensile loading direction, never at another orientation . However, shives or low basis weight zones are likely to be at random angular orientations in the sheet. The effects of angular flaws within the tensile test were examined. The strain energy density theory and experimental work demonstrate the change in crack propagation from mode I to mode IIas the initial flaw angle of crack propagation as a function of the initial flaw angle is predicted and experimentally demonstrated.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.19-26
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• 1997

본 논문에서는 신경망을 이용한 선박자동조타장치의 개발에 관한 연구결과를 소개한다. 앞의 논문에서 소개된 Back-Propagation 알고리즘을 이용하여 선박의 자동운항을 위한 자동제어방법을 개발하였으며 그 결과 기준모델추구신경망제어기와 순간최적제어기를 설계하였다. 기준모델추구신경망제어기는 선수각과 선수각속도가 주어진 기준모델을 추구하도록 타각을 제어하도록 하였으며, 순간최적제어기는 현 상태에서 다음상태로의 천이를 최적화하도록 하였다. 신경망에 근거한 이들 제어기법을 간단한 선박조종수치모델에 적용한 결과 그 효용성을 확인할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제12권12호
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• pp.943-949
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• 2002

The propagation of the impulse wave discharged from the Inclined exit of a pipe is investigated through shock tube experiment and numerical computations. The pressure histories and directivities of the impulse wave propagating outside from the exit of pipe with several different configurations are analyzed for the range of the incident shock wave Mach number between 1.1 and 1.4. In the shock tube experiments, the impulse waves are visualized by a Schlieren optical system for the purpose of validation of computational work. Computations using the two-dimensional. unsteady, compressible, Euler equations are carried out to represent the experimented impulse waves. Computed Schlieren images predict the experimented impulse waves with a good accuracy. The results obtained show that for the radial direction the peak pressure of the impulse wave discharged depends upon the Inclined angle of the exit of the pipe. but for the axial direction it is almost constant regardless of the inclined angle of the pipe exit.