• Title/Summary/Keyword: 연속체 구조물

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An Expert Finite Element Discretization for Time-Dependent Structural Problems (시간 종속 구조응력해석을 위한 전문가 유한요소 모델링)

  • 주관정
    • Computational Structural Engineering
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    • v.3 no.3
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    • pp.125-131
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    • 1990
  • A finite element technique for the time dependent large structural problems is presented. It is based on the error estimation for the bases of solution spaces. An a-posteriori energy norm of residual error serves as the error indicator. Mode shapes which are calculated by scaling the Ritz vectors are applied to discretize the continuous spatial domain. Finally, the performance of the proposed methods is demonstrated by solving simple examples.

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Fracture Analysis of Concrete Structures using Boundary Element Method (경계요소법에 의한 콘크리트 구조물의 진행성 파괴해석)

  • 송하원;전재홍
    • Computational Structural Engineering
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    • v.9 no.4
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    • pp.127-134
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    • 1996
  • This paper is about a progressive fracture analysis of concrete by boundary element method. From both displacement boundary integral equation and traction boundary integral equation of solids with cracks, a boundary integral equation for crack problem is derived. For the analysis of progressive fracture of concrete, fracture process zone is modelled based on Dugdale-Barenblatt model with linear tension-softening curve. By using the boundary element modeling, the progressive fractures of concrete beam and compact-tension specimens with various loading conditions are analyzed and compared with experiments. The analysis results show that the technique in this paper can predict the maximum strength and the nonlinear behavior of concrete including post-peak behavior.

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A Study on Comparison and Application of Numerical Models to Experiments in Discontinuous Rock Mass (불연속성 암반에서의 수치모델 검토 및 시험과의 비교.적용에 대한 연구)

  • 정교철
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.7 no.2
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    • pp.91-99
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    • 1997
  • In general, there are various approaches available in literature to model discontinuous rock masses and engineers are often confused which one to use for designing structures in rock masses. Modelling rock masses can be classified mainly into two approaches. One is discrete modelling of intact rock and discontinuities and the other is the equivalent continuum modelling. In this study five models are selected ;(1) Crack tensor model, (2) Equivalent volume defect model, (3) Damage model, (4) Micro - structure model (Parallel model and Series model), and (5) Homogenization model. Most of these models are mainly concerned with how to define additional strain due to discontinuities over the representative elementary volume (REV) and how to relate the stress field of discontinuities to that acting on the REV. The characteristics of these models are clarified by comparing with results of some laboratory tests.

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Dynamic Analysis of Structures with Continuous Transverse Reinforcement Applied (연속 횡방향철근을 적용한 구조물의 동적 해석)

  • Cho, Kyung Hun;Han, Soo Ho;Lee, Jung Bin;Kim, Sung Bo;Kim, Jang Jay Ho
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.43 no.3
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    • pp.277-285
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    • 2023
  • Recently, as the magnitude and frequency of earthquakes increases, research is needed to increase the ductility of the columns in order to prevent the collapse of structures. In this study, to evaluate the performance of columns reinforced with continuous transverse reinforcing bars, the FE model for the dynamic analysis of structures reinforced with continuous transverse reinforcing bars for circular and rectangular columns is to be verified using the results of uniaxial compression experiments in the previous study. As a result, the experimental value of the column reinforced with continuous transverse reinforcement and the result value related to the dynamic analysis showed similar behavior, and the reliability was high. As a result of the analysis, the usability of the rectangular column reinforced with continuous lateral reinforcing bars was confirmed because the dissipated energy performance of the columns reinforced with spiral reinforcing bars was higher than that of the columns reinforced with band reinforcing bars.

A Test Study on the Static/Dynamic Response of PC Structures According to the Connection Method and Damage Degree of PC Concrete Structures for Rapid Application of PC Concrete Construction Around Railway Stations (철도정거장 주변 PC 콘크리트 급속 시공 적용을 위한 PC 콘크리트 구조물 연결 방법 및 손상 정도에 따른 PC 구조물 정적/동적 응답에 대한 실험적 연구)

  • Park, Chang-Jin;Jeong, Han-Jung;Park, Yong-Gul
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.24 no.5
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    • pp.53-60
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    • 2020
  • In this study, smart precast-in-place concrete, such as continuity with Precast any technology that can be the Application of Building Structures and railway stations, civil structures. After the same way in the field installation design based on the criteria railways and derived the right section, through the Static and Dynamic Response Analysis. Dynamic sensor and the triaxial acceleration measured by attaching the sensor acceleration response according to the extent of the damage of Precast Panel Structures and mode of Precast Structures, by comparing the data. Data for the stability and improvement of the uncertainty in along a railroad and Future of Precast Panel Structures of time to replace. This is to use this data as basic data on damage prediction.

Shear behavior at the interface between particle and non-crushing surface by using PFC (PFC를 이용한 입자와 비파쇄 평면과의 접촉면에서의 전단 거동)

  • Kim, Eun-Kyung;Lee, Jeong-Hark;Lee, Seok-Won
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.14 no.4
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    • pp.293-308
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    • 2012
  • The shear behavior at the particle/surface interface such as rock joint can determine the mechanical behavior of whole structure. Therefore, a fundamental understanding of the mechanisms governing its behavior and accurately estimation of the interface strength is essential. In this paper, PFC, a numerical analysis program of discrete element method was used to investigate the effects of the surface roughness on interface strength. The surface roughness was characterized by smooth, intermediate, and rough surface, respectively. In order to investigate the effects of particle shape and crushing on particle/surface interface behavior, one ball, clump, and cluster models were created and their results were compared. The shape of particle was characterized by circle, triangle, square, and rectangle, respectively. The results showed that as the surface roughness increases, interface strength and friction angle increase and the void ratio increases. The one ball model with smooth surface shows lower interface strength and friction angle than the clump model with irregular surface. In addition, a cluster model has less interface strength and friction angle than the clump model. The failure envelope of the cluster model shows non-linear characteristic. From these findings, it is verified that the surface roughness and particle shape effect on the particle/surface interface shear behavior.

An Experimental Study on the Buckling & Behaviour of Single-Layer Latticed Dome (단층 래티스 돔의 좌굴 및 거동에 관한 실험적 연구)

  • Kim, Cheol-Hwan;Jung, Hwan-Mok
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.6 no.4 s.22
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    • pp.35-44
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    • 2006
  • The form-resistant Systems like a dome and shell are used more widely than post-beam structure system in large space structure. Single layer latticed dome system, one of the form-resistant system, has great merits in manufacturing and constructing but the failure mechanism is not clarified yet. The purpose of this paper is to find out the buckling characteristics of single-layer latticed domes with square network by using the experimental method. Major test parameters are the stiffness of lattice member and space of square lattice. The specimens are applied uniform loading of snow type.

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투명 면상 발열체 응용을 위한 하이브리드 스퍼터 ITO / Ag / ITO 박막의 물성평가

  • Kim, Jae-Yeon;Park, So-Yun;Song, Pung-Geun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.252-252
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    • 2016
  • 최근 학계나 산업계에서 indium tin oxide (ITO)의 높은 전기 전도도 및 광투과율을 이용하여 줄 발열을 기초로 하는 투명 면상 발열체에 대한 연구가 활발히 진행 되고 있다. 하지만 단일 ITO 박막으로 제작한 투명 면상 발열체는 온도가 상승함에 따라 균일하게 발열 되지 않으며, 글라스의 곡면 부분에서 유연성이 부족하여 크랙이 발생하는 다양한 문제점들을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 ITO의 결정화 온도 $160^{\circ}C$ 이상의 고온공정 또는 증착 후 열처리가 필요 하는 추가적인 공정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 단일 ITO 박막의 단점을 개선하는 ITO/Ag/ITO 하이브리드 구조의 투명 면상 발열체를 제작하여 전기적, 광학적 특성을 비교하고 발열량, 온도 균일성, 발열 유지 안정도를 조사하였다. 본 연구에서는 $50{\times}50mm$ 크기의 non-alkali glass (Corning E-2000) 기판 상에 마그네트론 스퍼터링 공정으로 상온에서 ITO/Ag/ITO 박막을 연속적으로 증착 하여 다층구조의 하이브리드 형 투명 면상 발열체를 제조하였다. 박막 증착 파워는 DC (Ag) power 100 W, RF (ITO) power 200 W로 하였으며 ITO박막두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막 두께는 10 ~ 20 nm로 변화를 주었다. 증착원은 3인치 ITO 단일 타깃(SnO2, 10 wt.%)과 Ag 금속 타깃 (순도 99.99%)을 사용하였으며, 고순도 Ar을 이용하여 방전하였으며 총 주입량은 20 sccm, working pressure는 1.0 Pa을 유지하였다. 증착전 타깃 표면의 불순물 제거와 방전의 안정성을 유지하기 위해 10분간 pre-sputtering을 진행하고 증착하였다. 증착한 박막의 전기적, 광학적 특성은 각각 Hall-effect measurements system (ECOPIA, HMS3000), UV-Vis spectrophotometer (UV-1800, SHIMADZU)으로 측정하였으며, 하이브리드 표면의 구조 및 형상은 field emission-scanning electron microscopy (FE-SEM, Hitachi S-4800)으로 관찰하였다. 또한 투명 면상 발열체의 성능은 0.5 ~ 3 V/cm의 다양한 전압을 power supply (Keithly 2400, USA)를 통해서 시편 양 끝단에 인가한 후 시간에 따른 투명면상 발열체의 표면 온도변화를 infrared thermal imager (IR camera, Nikon)를 이용하여 관찰하였다. 하이브리드 구조를 가진 ITO박막의 두께는 40 nm로 고정 시키고 Ag박막의 두께는 10, 15, 20 nm로 변화를 주었다. 이들 박막의 면저항 값은 각각 5.3, 3.2, $2.1{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 각각 86.9, 81.7, 66.5 %였다. 이에 비해 두께 95 nm의 단일 ITO박막의 면저항 값은 $59.5{\Omega}/{\Box}$였으며, 투과도는 89.1 %였다. 하이브리드 구조의 전기적특성은 금속층의 두께가 증가할수록 캐리어 농도 값이 증가함에 따라 비저항 값이 감소되어 면저항 값도 감소된 것이며, 금속 삽입층의 전도특성이 비저항에 큰 영향을 주고 있음을 보여준다. 하지만 금속 층의 두께가 증가할수록 Ag층이 연속적인 막을 형성하여 반사율이 증가함에 따라 투과도가 감소하였다. 따라서 하이브리드 구조를 가진 투명 면상 발열체에 금속 삽입층의 두께 조절은 매우 중요한 인자임을 확인 할 수 있었다. 또한 발열성능을 평가 하기 위해 시편 양 끝단에 3 V전압을 인가한 결과, 금속 삽입층의 두께가 10 nm에서 5 nm씩 증가한 하이브리드 구조를 가진 투명면상 발열체의 최고 온도는 각각 98, 150, $167^{\circ}C$ 였으며, 단일 ITO의 최고 온도는 $32^{\circ}C$였다. 이 것은 동일한 두께 (95 nm)의 단일 ITO 박막과 비교하여 면저항이 낮은 하이브리드 박막의 발열량은 약 $120^{\circ}C$로 발열효율이 매우 우수한 것을 확인 할 수 있었다.

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Level Set Based Topological Shape Optimization Combined with Meshfree Method (레벨셋과 무요소법을 결합한 위상 및 형상 최적설계)

  • Ahn, Seung-Ho;Ha, Seung-Hyun;Cho, Seonho
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.27 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2014
  • Using the level set and the meshfree methods, we develop a topological shape optimization method applied to linear elasticity problems. Design gradients are computed using an efficient adjoint design sensitivity analysis(DSA) method. The boundaries are represented by an implicit moving boundary(IMB) embedded in the level set function obtainable from the "Hamilton-Jacobi type" equation with the "Up-wind scheme". Then, using the implicit function, explicit boundaries are generated to obtain the response and sensitivity of the structures. Global nodal shape function derived on a basis of the reproducing kernel(RK) method is employed to discretize the displacement field in the governing continuum equation. Thus, the material points can be located everywhere in the continuum domain, which enables to generate the explicit boundaries and leads to a precise design result. The developed method defines a Lagrangian functional for the constrained optimization. It minimizes the compliance, satisfying the constraint of allowable volume through the variations of boundary. During the optimization, the velocity to integrate the Hamilton-Jacobi equation is obtained from the optimality condition for the Lagrangian functional. Compared with the conventional shape optimization method, the developed one can easily represent the topological shape variations.

Structural and Electrical Transport Properties of Zn Doped CuCrO2 by Pulsed Laser Deposition

  • Kim, Se-Yun;Seong, Sang-Yun;Chu, Man;Jo, Gwang-Min;U, Jin-Gyu;Lee, Jun-Hyeong;Kim, Jeong-Ju;Heo, Yeong-U
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2010.08a
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    • pp.256-256
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    • 2010
  • 투명전극부터 디스플레이 산업에 이르기까지 광범위하게 응용되어지고 있고 개발되어지고 있는 투명전도산화물(TCO)은 ZnO, In2O3, SnO2 등을 기본으로 하는 n-type 재료가 대부분이다. 그러나 투명전도 산화물을 이용한 light emitting diode(LED), 투명한 태양전지, p-형 TFT와 같은 투명전자소자의 개발을 위해서는 p-type 소재가 필수적이다. p-type TCO 소재는 비교적 연구 개발 실적이 매우 부진한 실정이었다. 1997년 넓은 밴드갭을 가지는 ABO2(delafossite) 산화물이 p-type으로서 안정적이라는 것을 보고함에 따라 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 현재 ABO2 형태를 가진 Delafossite구조 산화물이 가장 유망한 p-type 투명전도체 소재로 거론되고 있다. Delafossite 구조가 p-type 투명전도체에 적합한 결정구조인 이유는 밴드갭이 넓고 공유결합에 유리하기 때문이다. Delafossite구조는 상온에서 2종류의 polytype(상온에서 Rhombohedaral구조와 hexagonal 구조)이 존재하며 이들은 각각 3R 및 2H의 결정 구조를 가지고 있다. ABO2의 delafossite구조에서 Cu+의 배열은 c-축을 따라 Cu-O-Cr-O-Cu의 연속적인 층 구조로서 2차원연결로 보여 진다. 보고된 Cu- base delafossite구조를 가지는 재료들은 CuAlO2, CuGaO2, CuInO2 등 여러가지가 있다. 본 연구에서는 PLD를 이용하여 c-plane 사파이어 기판위에 성장된 delafossite구조인 CuCrO2박막의 특성을 알아보았다. p-type 특성을 위하여 CuCrO2에 Zn를 첨가하였으며 그에 따른 구조적 전기적 특성을 조사하였다. 성장온도와 산소분압을 $500{\sim}700^{\circ}C$, 0~10mTorr로 변화시켜 특성을 연구하였다. 성장온도 $700^{\circ}C$, 산소분압 10mTorr에서 c-plane 사파이어 기판위에 c-축 배향의 에피성장된 CuCrO2:Zn 박막을 얻을 수 있었다. Mg를 도핑함에 따른 p-type 특성보다 현저히 떨어지는 것을 확인하였다. 또한 동일한 조건임에도 특정한 이차상의 존재를 통해 도핑된 Zn의 위치를 추측할 수 있었다. 온도와 분압에 따른 결정성과 표면상태를 SEM을 통해서 확인하였다.

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