• Journal of the Korean Wood Science and Technology
• /
• 제44권1호
• /
• pp.48-56
• /
• 2016

이 연구에서는 환경부하가 적은 산림훼손지 생태복원용 단위격자틀을 개발하기 위하여 콘크리트와 국내산 침엽수 4종과 활엽수 3종을 각각 복합적층한 7종류의 목재-콘크리트 복합적층재를 제작하였고, 정적 휨 강도성능에 미치는 수종의 밀도의 영향을 조사하였다. 목재-콘크리트 복합적층재의 휨 탄성계수는 전반적으로 수종의 밀도에 비례하여 증가하였고, 대부분 콘크리트에 비해 높은 휨 탄성계수를 나타내어 복합적층에 의한 밀도감소와 탄성계수향상의 효과가 나타났다. 휨 탄성계수 실측치는 각 라미나의 탄성계수로부터 등가단면법을 이용하여 계산한 예측치보다 약간 낮은 값을 나타내었고, 그 차이는 10% 미만인 것이 확인되었다. 목재-콘크리트 복합적층재의 휨 비례한도 응력은 콘크리트보다 1.2-1.6배의 높은 값을 나타내었다. 목재-콘크리트 복합적층재의 휨 강도는 전반적으로 수종의 밀도에 비례하여 증가하였고, 복합적층에 의해 콘크리트의 그것보다 현저한 강도향상을 나타내어 목재-콘크리트 복합적층재는 환경부하가 적으면서 내구성을 지닌 생태복원용 재료로 응용가능 할 것으로 판단된다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제13권5호
• /
• pp.50-56
• /
• 2014

A technique based on the finite element method (FEM) is used in the simulation of metal cutting process. This offers the advantages of the prediction of the cutting force, the stresses, the temperature, the tool wear, and optimization of the cutting condition, the tool shape and the residual stress of the surface. However, the accuracy and reliability of prediction depend on the flow stress of the workpiece. There are various models which describe the relationship between the flow stress and the strain. The Johnson-Cook model is a well-known material model capable of doing this. Low-alloy steel is developed for a dry storage container for used nuclear fuel. Related to this, a process analysis of the plastic machining capability is necessary. For a plastic processing analysis of machining or forging, there are five parameters that must be input into the Johnson-Cook model in this paper. These are (1) the determination of the strain-hardening modulus and the strain hardening exponent through a room-temperature tensile test, (2) the determination of the thermal softening exponent through a high-temperature tensile test, (3) the determination of the cutting forces through an orthogonal cutting test at various cutting speeds, (4) the determination of the strain-rate hardening modulus comparing the orthogonal cutting test results with FEM results. (5) Finally, to validate the Johnson-Cook material parameters, a comparison of the room-temperature tensile test result with a quasi-static simulation using LS-Dyna is necessary.

• Interaction and multiscale mechanics
• /
• 제2권3호
• /
• pp.321-332
• /
• 2009

Recent development in composites containing phase-transforming particles, such as vanadium dioxide or barium titanate, reveals the overall stiffness and viscoelastic damping of the composites may be unbounded (Lakes et al. 2001, Jaglinski et al. 2007). Negative stiffness is induced from phase transformation predicted by the Landau phase transformation theory. Although this unbounded phenomenon is theoretically supported with the composite homogenization theory, detailed stress analyses of the composites are still lacking. In this work, we analyze the stress distribution of the Hashin-Shtrikman (HS) composite and its two-dimensional variant, namely a circular inclusion in a square plate, under the assumption that the Young's modulus of the inclusion is negative. Assumption of negative stiffness is a priori in the present analysis. For stress analysis, a closed form solution for the HS model and finite element solutions for the 2D composite are presented. A static loading condition is adopted to estimate the effective modulus of the composites by the ratio of stress to average strain on the loading edges. It is found that the interfacial stresses between the circular inclusion and matrix increase dramatically when the negative stiffness is so tuned that overall stiffness is unbounded. Furthermore, it is found that stress distributions in the inclusion are not uniform, contrary to Eshelby's theorem, which states, for two-phase, infinite composites, the inclusion's stress distribution is uniform when the shape of the inclusion has higher symmetry than an ellipse. The stability of the composites is discussed from the viewpoint of deterioration of perfect interface conditions due to excessive interfacial stresses.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제11권1호
• /
• pp.101-112
• /
• 1995

동적하중을 받는 지반-구조물 시스템의 설계를 위해 전단탄성계수와 감쇠비로 표현되는 지반의 변형특성의 결정은 매우 중요하다. 본 논문에서는 공진주/비틂전단시험기를 이용하여 저변형률 및 중간 변형률하에서 건조사질토의 변형특성을 연구하였다. 동적시험인 공진주시험과 반복시험인 비틀전단시험을 동일한 공시 체를 이용하여 실시하였다. 진동측정시스템을 개량하여 응력 -변형관계가 하중반복회수와 전단변형률의 크기에 영향을 받지않는 선형영역을 찾았으며 이 영역에서 이력감쇠가 존재함을 나타내었다. 반복한계변형률 이상에서는 하중반복회수에 따라 전단탄성계수는 증가하고 감쇠비는 감소하였다. 사질토의 전단탄성계수와 감쇠비는 진동주파수에 영향을 받지 않으며 의사정적시험인 비틈전단시험에서 변형특성과 동적시험인 공진주 시험에서 얻은 값은 비교시 하중반복회수의 영향을 고려하면 동일하다. 그러므로 공진주l비틀전단시 험을 통해 얻은 변형특성은 지반-구조물시스템의 동적해석은 물론 정적해석에서도 적용할 수 있다.

• Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
• /
• 제11권1호
• /
• pp.26-31
• /
• 2006

The saccharogenic liquid (SFW) obtained by the enzymatic saccharification of food wastes was used as a medium for production of bacterial cellulose (BC). The enzymatic saccharification of food wastes was carried out by the cultivation supernatant of Trichoderma harziaum FJ1 culture. Acetobacter xylinum KJ1 was employed for the BC production culture. The physical properties, such as polymerization, crystallinity, Young's modulus, and tensile strength, of BCs produced by three culture methods: the static cultures using HS (Hestrin-Schramm) as a reference medium (A) or the SFW medium (B), the shaking culture (C) or the air circulation culture (D) using the SFW medium, were investigated. The degrees of polymerization of BCs produced under the different culture conditions (A-D) showed 11000, 9500, 8500, and 9200, respectively. Young's modulus was 4.15, 5.0, 4.0, and 4.6 GPa, respectively. Tensile strength was 124, 200, 80, and 184 MPa, respectively. All of the BC had a form of cellulose I representing pure cellulose. In the case of the shaking culture, the degree of crystallinity was 51.2%, the lowest degree. Under the other culturing conditions, the trend should remain in the range of 89.7-84%. Overall, the physical properties of BC produced from SFW were similar to those of BC from HS medium, a commercial complex medium, and BC production by the air circulation culture mode brought more favorable results in terms of the physical properties and its ease of scale-up. Therefore, it is expected that a new BC production method, like air circulation culture using SFW, would contribute greatly to BC-related manufacturing.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권2호
• /
• pp.153-158
• /
• 2017

본 논문에서는 재료 탄성계수의 공간적 불확실성을 고려한 위상최적화 문제를 다루었다. 88줄로 작성된 MATLAB Code를 사용하여 MBB(messerschmidt-$b{\ddot{o}}lkow$-blohm) model에 대해 5,000개의 추계장 표본을 작성하여 해석에 사용하였다. 재료탄성계수의 추계장 표본은 스펙트럼 모사법을 적용하여 작성하였고, 구조계영역 내에서 정규분포하는 것으로 가정하였다. 해석결과에 대한 통계처리를 통하여 형상최적화의 결과를 나타내는 체적률의 변화도를 추계장의 상관거리에 대하여 나타내었다. 최적형상의 변화도는 상관거리가 작을 경우 크게 산정되었고, 상관거리가 큰 경우에는 적은 값을 나타내었다. 큰 상관거리에서 변화도가 적은 것은 위상최적화가 선형해석에 따르기 때문이다. 따라서 위상최적화 시 구조재료 불확실성의 특성에 따른 고려가 필요한 것으로 사료된다.

• Composites Research
• /
• 제22권5호
• /
• pp.8-14
• /
• 2009

유리섬유 강화 CNT-에폭시 나노복합재료의 계면특성은 미세역학적 시험법과 젖음성 측정을 통하여 평가하였다. CNT-에폭시 나노복합재료의 접촉저항은 전기적 접촉부가 일정하게 점차적으로 증가하는 경사형 (gradient) 시편으로 측정되었다. CNT-에폭시나노복합재료의 접촉저항은 2-점법 대신에 4-점법을 사용하여 평가하였다. 불균일한 표면에 존재하는 소수성 영역 때문에 CNT-에폭시 나노복합재료의 어떤 부분은 초소수성보다는 다소 낮은 접촉각인 120도를 가졌다. 표면처리된 유리섬유는 에칭된 섬유 표면의 흠이 있지만 인장 강성도는 약간의 변화가 나타나는 반면에, 인장강도는 현저하게 감소하였다. 에칭된 유리섬유와 CNT-에폭시 나노복합재료는 표면 에너지와 거친 정도가 증가함으로써, 계면전단강도가 증가되었다 열역학적 에너지 일인 $W_a$가 증가함에 따라, 기계적 계면전단강도와 겉보기 강성도 모두 상호일치하게 증가를 보여주었다.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제47권6호
• /
• pp.693-707
• /
• 2023

This article investigates the static thermo-mechanical response of anisotropic thick laminated composite plates on Visco-Pasternak foundations under various thermal load conditions (linear, non-linear, and uniform) along the transverse direction (thickness) of the plate, while keeping the mechanical load constant. The governing equations, which represent the thermo-mechanical behavior of the composite plate, are derived from the principle of virtual displacements. Using Navier's type solution, these equations are solved for the composite plate with simply supported condition. The Visco-Pasternak foundation type is included by considering the impact of the damping on the classical foundation model, which is modeled by Winkler's linear modulus and Pasternak's shear modulus. The excellent accuracy of the present solution is confirmed by comparing the results with those available in the literature. The study investigates the impact of geometric ratios, thermal expansion coefficient ratio, damping coefficient and foundation parameters on the thermo-mechanical flexural response of the composite plate. Overall, this article provides insights into the behavior of composite plates on visco-Pasternak foundations and may be useful for designing and analyzing composite structures in practical applications.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제34권10호
• /
• pp.5-16
• /
• 2018

날로 늘어가는 폐비닐은 가장 큰 환경문제가 되어가고 있으며, 특히 농촌에서 발생하는 영농폐비닐은 수거인력부족 및 재활용 인식부족 등으로 농경지에 방치 혹은 불법매립 되어, 이로 인한 문제점이 갈수록 심화되고 있다. 따라서 폐비닐은 재활용하는 것이 환경보전의 관점에서 가장 이상적이며, 본 연구에서는 폐비닐 재활용의 적용범위를 보다 확장시키기 위한 사전연구로 비닐스트립의 지반보강재로서의 적용성을 분석하였다. 본 연구에서는 비닐스트립과 시멘트로 보강된 모래시편에 대한 일축압축강도시험과 공진주/비틂전단시험을 수행하여 정적 및 동적 보강효과를 분석하였다. 상대밀도 40%와 60%의 모래질 흙에 다양한 보강조건의 시편을 제작하여 비닐스트립 혼합률과 시멘트 혼합률에 따른 일축압축강도와 전단탄성계수/감쇠비의 변화를 분석하였다. 시험결과 비닐스트립-시멘트 혼합 보강기법의 정적 및 동적 보강효과를 확인하였고, 비닐스트립 및 시멘트의 최적 혼합조건을 제시하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제13권1호
• /
• pp.84-91
• /
• 2010

본 연구에서는 철도, 도로 등 대형 성토지반구조물의 주요 지반재료인 입경이 큰 조립재료에 대해 전단강도, 변형계수, 응력-변형 거동과 같은 지반공학적 설계정수를 평가 산정할 수 있는 대형삼축압축시험장비를 구축하고, 이를 활용한 도상자갈재료에 대한 정적삼축압축시험 결과를 통해 그 의미와 적용 가능성을 제시하였다. 도상자갈과 같이 지표면에 설치되어 포화 가능성이 낮고, 구속압이 작은 경우에는 진공압(vacuum)으로 구속압을 제어하는 방식이 효과적임을 확인할 수 있었다. 도상자갈 재료의 삼축압축시험 결과로부터 구속압별 전단강도, 변형계수, 입자파쇄 영향 등의 합리적인 결과와 경향을 확인하였으며, 모암의 입자강도, 구속압 등의 영향을 고려하여 전단강도 포락선을 예측할 수 있는 비선형식에 적합한 재료 상수를 산정, 적용하여 실험 결과를 근접하게 재현해낼 수 있었다.