• Advanced Composite Materials
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• 제17권1호
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• pp.57-73
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• 2008

The present paper focuses on experimental verification of the ply-by-ply basis inelastic analysis of multidirectional laminates. First of all, rate dependence of the tensile behavior of balanced symmetric cross-ply T800H/epoxy laminates with a $[0/90]_{3S}$ lay-up under off-axis loading conditions at $100^{\circ}C$ is examined. Uniaxial tension tests are performed on plain coupon specimens with various fiber orientations $[{\theta}/(90-{\theta})]_{3S}$ ($\theta$ = 0, 5, 15, 45 and $90^{\circ}C$) at two different strain rates (1.0 and 0.01%/min). The off-axis stress.strain curves exhibit marked nonlinearity for all the off-axis fiber orientations except for the on-axis fiber orientations $\theta$ = 0 and $90^{\circ}$, regardless of the strain rates. Strain rate has significant influences not only on the off-axis flow stress in the regime of nonlinear response but also on the apparent off-axis elastic modulus in the regime of initial linear response. A macromechanical constitutive model based on a ply viscoplasticity model and the classical laminated plate theory is applied to predictions of the rate-dependent off-axis nonlinear behavior of the cross-ply CFRP laminate. The material constants involved by the ply viscoplasticity model are identified on the basis of the experimental results on the unidirectional laminate of the same carbon/epoxy system. It is demonstrated that good agreements between the predicted and observed results are obtained by taking account of the fiber rotation induced by deformation as well as the rate dependence of the initial Young's moduli.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권7호
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• pp.41-50
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• 2019

국내 고준위폐기물처분장 공학적방벽(EBS)의 일부가 되는 완충재로 경주 벤토나이트가 우선적으로 고려되고 있다. 압축벤토나이트는 지하수침투로 인한 팽윤압과 처분용기에서 발산되는 열응력을 경험한다. 따라서 EBS의 성능평가를 위해서 역학적 물성의 산정이 중요하다. 본 논문은 탄성파를 이용하여 경주 압축벤토나이트의 변형특성 측정을 목표로 하였다. 두 개의 $1.59g/cm^3$와 $1.75g/cm^3$의 건조밀도를 가지는 압축벤토나이트 시편을 제작하였고, 자유단-자유단 공진주시험을 수행하여 구속압축파속도와 비구속압축파속도를 측정하였다. 측정된 압축파속도를 이용하여 미소변형에서의 탄성계수($E_{max}$), 구속탄성계수($M_{max}$), 감쇠비($D_{min}$), 포아송비를 측정하였다. 그 결과로 경주 압축벤토나이트의 변형특성을 산정 제시하여 선행연구 결과들과 비교 분석하였다.

• 한국재료학회지
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• 제11권4호
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• pp.312-318
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• 2001

다발체 형성과 인발 공정으로 제조된 Cu-Nb 필라멘트 미세복합재료의 기계적 전기적 특성에 대하여 연구하였다. Nb의 함량이 증가함에 따라 강도는 점차 증가하였으나 연성은 Nb의 함량에 무관하였다. 293K와 75K에서의 항복강도의 비율은 Cu-Nb 미세복합재료의 Young의 계수 비율과 비슷하게 관찰되었다. 이러한 사실은 주로 장범위 방해물(athermal obstacles)들이 Cu-Nb 마세복합재료의 강도에 영향을 미친다는 것을 의미한다. 파면 조직관찰 결과는 Cu-Nb 미세복합재료는 Nb의 함량에 판관계없이 연성파괴의 특성을 나타내었으며, 부전선재 (subelematal wires)사이의 계면을 따라 발생하는 2차크랙 (secondary crack) 의 양은 Nb 함량이 증가함에 따라 증가하였다. 전기 전도도와 비저항비 (${\rho}_{293k}/{rho}_{75k}$)는 Nb 함량이 증가할수록 감소하였다. 이와 같은 Nb함량에 따른 전기전도도와 비저항비의 감소는 계면산란의 기여도가 증가하였기 때문이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.115-126
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• 2007

틸팅차량은 기존의 하부구조를 최대한 활용하여 효과적으로 고속서비스를 제공할 수 있다는 점에서 세계 여러 철도 운영자들의 높은 호응을 받고 있지만 기존에 운행 중인 차량과는 차량의 성능뿐 아니라 곡선부의 주행속도와 통과 메커니즘 등이 다르기 때문에 운행 및 노반의 안정성 평가가 이루어져야 한다. 본 연구에서는 틸팅차량이 궤도부 담력과 주행안정성 검토에서 산정된 허용속도로 운행할 경우 수치해석을 통하여 침하량과 지지력 측면에서 노반의 거동을 분석하였고 기후변화 및 열차의 반복하중으로 인해 연약해진 노반의 안정성 검토를 수행하였다. 수치해석 결과, 상부노반 및 원지반의 탄성계수가 장대레일의 경우 $2,300t/m^2$ 및 $3,300t/m^2$ 이상, 레일이음매의 경우 $3,800t/m^2$ 및 $4,600t/m^2$ 이상일 때 노반의 침하량은 허용침하량 값을 만족한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2004년도 춘계학술발표회
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• pp.968-976
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• 2004

본 논문에서는 여러 가지 입도의 사질토에 폴리프로필렌(polypropylene) 재질의 단섬유(staple fiber)를 중량비 0.3%로 혼합한 섬유혼합도의 거동특성과 보강효과를 평가하였다. 곡류계수는 일정하게 유지하고 균등계수를 변화시켜 성형한 공사체에 공진주시험을 수행하였다. 섬유혼합토의 최대전단탄성계수는 비혼합토에 비해 최대 30%까지 증가하였고, 비선형 영역에서의 전단탄성계수 감소량도 억제되었다. 섬유혼합토의 정규화 전단탄성계수 감소곡선이 Seed와 Idriss의 대표곡선 상한값 쪽으로 이동해, 비혼합토보다 얇은 밴드로 분포하여 섬유의 혼합이 흙의 강성 증가에 효과적임을 증명되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권2호
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• pp.85-96
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• 1994

공진주 실험기는 전단탄성계수, 영계수 및 감쇠비로 표현되는 지반의 동적물성치를 연구하기 위한 중요한 실내 실험법으로 널리 사용되어 왔다. 본 연구에서는 Stokoe식 공진주 실험기를 이용하여 전단 변형률 10-4%-10-1% 범위에서 대표적인 국내 노상토의 동적 물성치를 연구하였다. 전단탄성계수와 감쇠비는 한계변형률 Ix10-3%부근에서 부터 변형률의 영향을 받기 시작 하였다. 한계 변형률 이하에서 최대 전단탄성계수(Gmin)는 구속압 (Qc)에 따라 (Qc)0.61에 비례하여 증가하였고 최소감쇠 비(Dmin)는 1%-5.7% 범위에 분포하였다. 한계 변형률 이상에서 정규화 탄성계수 감소곡선은 Ramberg-Osgood식으로 잘 나타낼 수 있으며 Seed와 Idriss가 사질토 를 이용하여 얻은 감소곡선과 거의 일치하였다.

• 대한조선학회지
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• 제6권1호
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• pp.43-67
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• 1969

The effect of a circular hole reinforced by a ring of different material in a plate under biaxial loadings is considered. In this problem, an infinitely large flat is assumed. The reinforcing ring is of uniform rectangular cross-section of same thickness as the plate. The outer boundary of the ring is cemented to the inner boundary of the hole in the plate. The plate is subjected to hydrostatic tension and pure shear loadings. The stress distribution around the hole is obtained by means of the two dimensional theory of elasticity. To conform the validities of above solutions, a series of photo-elastic stress analysis for a composite model was carried out. Fair agreements were observed between two sets of values. The conclusions arrived at are as follows: 1) The theoretical solutions are exact ones for the case of infinitely large flat plate. 2) The solutions can be used for most case of engineering problem if the bonding between the plate and ring is perfect. 3) If the ratio of Young's moduli of the ring and the plate is increased, the stresses in the plate decrease whereas those in the ring increase. 4) The stress concentration near the hole has localized effect. 5) Under hydrostatic tension, maximum principal stress and maximum shear stress increase as the ratio of inner and outer diameters of the ring increases. 6) Under pure shear, the stresses depend upon angular orientations of the points and maximum principal stress and maximum shear stress appear at 45 degree. They increase as the ratio of inner and outer diameters of the ring increases.

• 폴리머
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• 제34권4호
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• pp.346-351
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• 2010

복합체의 기계적 물성 중에서 특히 충전제 형태와 함량에 따라 폴리프로필렌 복합체의 모듈러스 변화에 미치 는 영향에 관해 연구하였다. Eshelby의 중첩원리를 바탕으로 Lee와 Paul에 의해 제안된 두 개의 종횡비, ${\rho}_\alpha=a_1/a_3$과 ${\rho}_\beta=a_1/a_2$를 가지고 분석한 3차원 타원체의 이론적 예측을 실험값과 비교 분석하였다. 충전제의 형태를 SEM을 이용해 관찰하였고, 종횡비는 통계적 방법으로 계산하였다. 구의 형태를 띠는 황산바륨의 횡단방향과 종단방향의 모 듈러스가 이론적 예측과 유사한 결과를 보였다. 유리섬유의 경우 충전제의 함량이 증가함에 따라 $x_1$방향의 모듈러스 가 증가하였지만, $x_3$ 방향의 증가는 상대적으로 작았다. 또한, 2개의 종횡비가 기계적 물성에 미치는 영향에 대해 운모를 가지고 연구하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제61권2호
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• pp.41-50
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• 2019

Stiffness characteristic of subgrade is one of the most important aspects for the design and evaluation of pavement and railway. However, adequate field testing methods for evaluating the stiffness characteristics of the subgrade have not been developed yet. In this study, an in-situ dynamic stiffness analyzer (IDSA) is developed to evaluate the characteristics of subgrade stiffness along the depth, and its performance is evaluated in elastic materials and a compacted soil. The IDSA consists of a falling hammer system, a connecting rod, and a tip module. Four strain gauges and an accelerometer are installed at the tip of the rod to analyze the dynamic response of the tip generated by the drop of hammer. Based on the Boussinesq's method, the stiffness and Young's modulus of the specimens can be calculated. The performance of IDSA was tested on three elastic materials with different hardness and a compacted soil. For the repeatability of test performance, the dynamic signals for force and displacement of the tip are averaged from the hammer impact tests performed five times at the same drop height. The experimental results show that the peak force, peak displacement, and the duration depend on the hardness of the elastic materials. After calculating the stiffness and elastic modulus, it is revealed that as the drop height of hammer increases, the stiffness and elastic moduli of MC nylon and the compacted soil rapidly increase, while those of urethanes less increase.

• Geomechanics and Engineering
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• 제22권6호
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• pp.475-488
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• 2020

The recent increase in the use of Expanded Polystyrene (EPS) geofoam in construction and geotechnical projects has driven researchers to investigate its behavior, more deeply. In this paper, a series of experimental tests to investigate the stress-strain behavior and the mechanical properties of EPS blocks, under monotonic axial loading are presented. Four different densities of cylindrically shaped EPS with different dimensions are used to investigate the effects of loading rate, height and diameter, as well as the influence of the density of EPS on the stress-strain response. The results show that increasing the height of the EPS samples leads to instability of the sample and consequent lower resistance to the applied pressure. Large EPS samples show higher Young's modulus and compressive resistance due to some boundary effects. An increase in the rate of loading can increase the elastic moduli and compressive resistance of the EPS geofoam samples, which also varies depending on the density of the samples. It was also determined that the elastic modulus of EPS increases with increasing EPS density. By implementing an efficient numerical procedure, the stress-strain response of EPS geofoam samples can be reproduced with great accuracy. The numerical analysis based on the proposed method can used to evaluate the effect of different factors on the behavior of EPS geofoam.