• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2002년도 Proceedings of the International Welding/Joining Conference-Korea
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• pp.139-144
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• 2002

Ti-50.9at%Ni wires were welded using pulsed YAG laser. The laser welded wires were tested for investigating the shape memo교 effect and the ability of super elasticity. The fatigue properties of the welded wires were investigated using the rotary bending fatigue tester specially designed for wires. Moreover, the effect of defocusing distance during laser welding on the static and fatigue properties was investigated. The shape memory effect and super elasticity of the laser welded wires were approximately identical with that of base metal at the test temperature below 353K. However, the welded wires were broken within elastic limit at the test temperature above 353k. Under the cyclic bending loading conditions, the welded wires could be useful only below the elastic limit, while the base metal had sufficient fatigue life even the stress induced M-phase region. The fatigue strength of the welded wires was about half of that of the base metal. The deterioration of the static and fatigue properties in the welded wires was proven to be from the large difference of the transformation behavior between the base metal and welded part that is caused by vaporization of Ni-content at the welded part during the welding process. The defocusing distance below 3mm acted more largely on lowering the strength of the welded wires than that of 6mm or 8mm.

• Smart Structures and Systems
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• 제10권6호
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• pp.501-515
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• 2012

We design and test a shape memory alloy (SMA)-based actuation system that can be used to propel a fish robot. The actuator in the system is composed of a 0.1 mm diameter SMA wire, a 0.5 mm-thick glass/epoxy composite strip, and a fixture frame. The SMA wire is installed in a pre-bent composite strip that provides initial tension to the SMA wire. The actuator can produce a blocking force of about 200 gram force (gf) and displacement of 3.5 mm at the center of the glass/epoxy strip for an 8 V application. The bending motion of the actuator is converted into the tail-beat motion of a fish robot through a linkage system. The fish robot is evaluated by measuring the tail-beat angle, swimming speed, and thrust produced by the tail-beat motion. The tail-beat angle is about $20^{\circ}$, the maximum swimming speed is about 1.6 cm/s, and the measured average thrust is about 0.4 gf when the fish robot is operated at 0.9 Hz.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.130-137
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• 2019

PC구조형식은 사전 제작된 PC 부재를 현장에서 거치한 후 추가 긴장력 도입 및 연결부 시공의 과정을 거쳐서 구조물을 완성시키는 형식이다. 하지만 현장타설부와 PC부 사이 부착면에서 균열발생 및 수밀성 감소에 따른 누수문제가 발생할 수 있다. 이러한 균열 및 누수문제는 철근의 부식을 초래할 수 있으며, 이는 구조물의 장기사용 내구성을 급격히 감소시키는 주요 원인이 될 수 있다. 본 연구에서는 기존 PC 구조물 접합부 경계면에서의 부착력 부족에 대한 문제를 해결하기 위해서, 형상기억합금을 활용한 표면처리 부재를 제안하고, 형상기억합금 와이어를 이용한 연결부의 성능을 평가하고자 하였다. 이를 위해서 본 연구는 해당 기술 실현을 위한 사전연구로서 와이어의 개수와 절곡유무, 그리고 형상기억효과 발현 유무에 따른 연결재의 인발력을 평가하고자 하였다. 연구결과를 통해서 SMA 연결재의 인발저항성능을 결정짓는 연결부의 형상효과와 형상기억발현효과, 그리고 부착효과에 대해서 평가할 수 있었다. 또한 이에 대한 설계변수별 예측식을 제안하였고, 예측값과 실험값 간의 유효성을 확인하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.18-21
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• 2003

The effect of interface bonding strength on the recovery force of SMA wire reinforced polymer matrix composites was investigated by pullout test. Firstly, the recovery forces and transformation temperatures of various prestrained SMA wires were measured and 5% prestrained SMA wires were prepared for the reinforcements of composites. EPDM incorporated with 20vol% silicon carbide particles(SiCp) of 6, 12, $60{mutextrm{m}}$ size were used as matrix. Pullout test results showed that the interface bonding strength increased when the SiCp size decreased due to the increase of elastic modulus of matrix. Cyclic test of composites was performed through control of DC current at the constant displacement mode. The abrupt decrease of recovery force during cycle test at high current was occurred by thermal degradation of matrix. This was in good agreement with temperature related in the thermal degradation of matrix. The hysteresis of recovery force with respect to the temperature was compared between wire and composite and the hysterisis of composites was smaller than the wire due to less thermal conduction.

• Composites Research
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• 제12권3호
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• pp.55-65
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• 1999

형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 및 좌굴후 거동을 해석 및 실험적으로 고찰하였다. 균일한 온도분포, 양단고정 상태에서 형상기억합금 선을 삽입한 복합적층 보의 열좌굴 거동을 나타내었고 검토하였다. 삽입한 형상기억합금 선의 형상회복력은 복합적층 보의 열팽창 변형률을 감소시킴으로써 임계좌굴온도를 증가시키고 좌굴후 거동에서 횡방향 변형을 감소시키는 결과를 얻을 수 있었다. 형상회복력이 열좌굴에 미치는 영향을 온도-하중-횡방향 변위의 거동결과에서 세장비, 기하학적 초기결함, 형상기억합금 선의 삽입 위치 등의 설계변수를 고려하여 정량적으로 나타내었다. 온도-횡방향 변형의 결과로부터 임계좌굴온도를 구하는 접선교차점의 방법을 제안하였다. 열좌굴 및 좌굴후 거동에서 실험결과의 해석을 바탕으로 형상회복력이 임계좌굴온도에 미치는 영향을 나타내는 이론적인 식을 제시하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제13권2호
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• pp.219-233
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• 2014

In a companion paper, Pasala and Nagarajaiah analytically and experimentally validate the Adaptive Length Pendulum Smart Tuned Mass Damper (ALP-STMD) on a primary structure (2 story steel structure) whose frequencies are time invariant (Pasala and Nagarajaiah 2012). In this paper, the ALP-STMD effectiveness on a primary structure whose frequencies are time varying is studied experimentally. This study experimentally validates the ability of an ALP-STMD to adequately control a structural system in the presence of real time changes in primary stiffness that are detected by a real time observer based system identification. The experiments implement the newly developed Adaptive Length Pendulum Smart Tuned Mass Damper (ALP-STMD) which was first introduced and developed by Nagarajaiah (2009), Nagarajaiah and Pasala (2010) and Nagarajaiah et al. (2010). The ALP-STMD employs a mass pendulum of variable length which can be tuned in real time to the parameters of the system using sensor feedback. The tuning action is made possible by applying a current to a shape memory alloy wire changing the effective length that supports the damper mass assembly in real time. Once a stiffness change in the structural system is detected by an open loop observer, the ALP-STMD is re-tuned to the modified system parameters which successfully reduce the response of the primary system. Significant performance improvement is illustrated for the stiffness modified system, which undergoes the re-tuning adaptation, when compared to the stiffness modified system without adaptive re-tuning.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.413-420
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• 2023

지진피해 감소를 위한 내진 구조 중에서 제진 구조는 댐퍼의 간단한 적용으로 효율적으로 내진 성능을 향상시키고 경제성을 확보할 수 있는 기술이다. 그러나 기존의 댐퍼는 요구 내진 성능과 재료 소성으로 인한 내구성에 대하여 한계를 나타낸다. 따라서 본 연구에서는 기본적으로 탄성 특성을 나타내는 폴리우레탄에 선행 압축을 가하고 초탄성 형상기억합금을 적용하여 복원 특성을 증진시킨 폴리우레탄 댐퍼를 제안하였다. 폴리우레탄 댐퍼의 특성을 검증하기 위하여 우선 개념을 정립하고 초탄성 형상기억합금과 강재 적용, 선행압축 크기를 설계 변수로 선정하여 설계 상세를 완성하였다. 또한, 구조 실험을 수행하여 응답 거동을 도출하여 하중 저항 성능, 잔류 변위, 회복률, 에너지 소산 능력을 분석하였다. 분석한 결과 폴리우레탄 댐퍼는 초탄성 형상기억합금 와이어를 적용하고 선행 압축이 증가하면 다양한 성능이 향상되는 결과를 나타냈다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2010년도 춘계 학술대회 제22권1호
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• pp.129-130
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• 2010

내진설계가 도입되지 않은 1992년 이전에 설계 시공된 교량 교각의 경우 소성힌지구간에 충분한 횡구속이 되지 않은 상태에서 주철근 겹침 이음을 가지고 있는 것이 대부분이다. 이 연구는 주철근 겹침이음 교량 교각의 소성힌지구간을 형상기억합금 (SMA) 와이어로 보강하여 내진 성능 향상을 조사하였다. 준정적 (Quasi-Static) 실험 방법에 의하여 철근콘크리트 교각의 내진 성능을 평가하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권3호
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• pp.311-322
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• 2020

This paper studies the influence of parameters of a novel SMA helical spring energy dissipation brace on the seismic resistance of a frame structure. The force-displacement relationship of the SMA springs is established mathematically based on a multilinear constitutive model of the SMA material. Four SMA helical springs are fabricated, and the force-displacement relationship curves of the SMA springs are obtained via tension tests. A numerical dynamic model of a two-floor frame with spring energy dissipation braces is constructed and evaluated via vibration table tests. Then, two spring parameters, namely, the ratio of the helical spring diameter to the wire diameter and the pre-stretch length, are selected to investigate their influences on the seismic responses of the frame structure. The simulation results demonstrate that the optimal ratio of the helical spring diameter to the wire diameter can be found to minimize the absolute acceleration and the relative displacement of the frame structure. Meanwhile, if the pre-stretch length is assigned a suitable value, excellent vibration reduction performance can be realized. Compared with the frame structure without braces, the frames with spring braces exhibit highly satisfactory seismic resistance performance under various earthquake waves. However, it is necessary to select an SMA spring with optimal parameters for realizing optimal vibration reduction performance.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.343-346
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• 2010

형상기억합금이 삽입된 복합체는 힌지나 추가적 작동기 없이 그 자체로서 지능 구조의 역할을 할 수 있어 많은 분야에서 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 형상기억합금(Shape Memory Alloy) 선이 삽입된 $\cap$자형 복합재를 제안하고, 형상기억합금과 모재가 정해진 경우의 곡률 변화에 영향을 주는 주요 설계 변수를 복합재의 너비, 두께, 형상기억합금의 편심률을 설계변수로 가정하고 유한요소 해석과 패널 제작 및 실험을 통해 검증한다. 먼저 라고다스(Lagoudas)모델을 형상기억합금의 구성방정식으로 이용한 유한요소해석모델을 구성하여 수치해석을 수행하고, 11 종류의 형상기억합금 선이 삽입된 유리섬유강화복합재(Glass Fiber Reinforced Plastic) 패널을 제작하여 열하중에 따른 곡률변화를 관찰한다. 해석결과와 실험결과의 비교를 통해 해석모델의 타당성을 검증하며, 해석을 통해 각 설계 변수들의 곡률변화에 대한 영향을 파악한다.