• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.28 no.1
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• pp.79-83
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• 2015

This paper presents a numerical study on the alignment of ridge-like surface structures evolving on silicon-germanium thin films under localized modulation of surface diffusivity. A situation is considered in which the surface diffusion of film material is selectively promoted such that its morphology is perturbed to periodic patterns. To simulate the growth behavior, a governing equation is formulated taking the surface chemical potential into account, and its solution is numerically sought using a finite-difference method. Results show that an initially planar surface coalesces upon the diffusivity modulation, and the surface structures can be aligned by changing the frequency of modulation condition. This research suggests a bottom-up fabrication technique that can manage the regularity of surface structures for thin film devices.

• Computational Structural Engineering
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• v.9 no.1
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• pp.65-76
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• 1996

The initiation and growth of microcracks or microvoids inside concrete results in the progressive degradation of concrete. This damage processing along processing along with plastic deformation is main cause of nonlinear behavior of concrete. In this study, a continuum damage model of concrete is developed for the analysis of the nonlinear behavior of concrete due to damage and elasto-plastic deformation. Anisotropic damage tensor is used to describe the anisotropy of concrete and hypothesis of equivalent elastic energy is used to define the effective elastic tensor. The damage model including the damage evolution law and constitutive equation is derived with damage variable and damage surface which is defined by damage energy release rate by using the Helmholtz free energy and dissipation potential based on the thermodynamic principles. By adopting a typical plasticity model of concrete, plasticity of concrete is included to this model. Afinite element analysis program implemented with this model was developed and finite element analysis was performed for the analyses of concrete subjected to uniaxial and biaxial loadings. Comparison of the results of analysis with those of experiments and other models shows that the model successfully predicts the nonlinear behavior of concrete.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.11a
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• pp.201-204
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• 2008

The proposed method, capable of predicting various stress-strain responses in axially loaded concrete confined with FRP (Fiber Reinforced Polymers) composites in a rational manner, is based on the fact that the volumetric expansion due to progressive microcracking in mechanically loaded concrete is an important measure of the extent of damage in the material microstructure. The elastic modulus expressed as a function of area strain and concrete porosity, the energy-balance equation relating the dilating concrete to the confining device interactively, the varying confining pressure, and an incremental calculation algorithm are included in the solution procedure. This procedure enables the evaluation of lateral strains consecutively according to the related mechanical model and the energy-balance equation, rather than using an empirically derived equation for Poisson's ratio or dilation rate as in other analytical methods.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.5 no.3
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• pp.187-194
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• 1993

본 논문에서는 유리섬유의 적층수, 유리섬유의 배향각도에 대한 유리섬유 강화 플라스틱(Glass Fiber Reinforced Plastics ; GFRP)의 인장거동 변화를 고찰하고, 이들의 상관관계를 규명하기 위하여 일련의 GFRP 시험체에 대하여 인장실험을 수행하였다. 시험체는 폭12.5mm, 길이 60mm크기로 일정하게 제작하였으며, 시험체에 대하여 인장실험을 수행하였다. 시험체 제작시 유리섬유로 적층수는 14, 22, 30층, 유리섬유의 배향각도는 0$^{\circ}$, 30$^{\circ}$, 45$^{\circ}$로 하였다. 인장실험시 각 시험체의 파괴양상, 극한하중 및 하중변화에 대한 인장변형율을 조사하였고, 이들 결과를 토대로 유리섬유의 적층수와 배향각도에 따른 GFRP의 극한하중, 응력-변형율 선도 및 탄성계수 등을 비교 분석하였다. 한편 본 논문에서는 유리섬유의 적층수, 직경 변화에 따른 GFRP관의 파괴거동을 고찰하기 위하여 4점 재하법에 의한 GFRP관의 휨파괴실험을 수행하였다. 실험에 사용된 시험체는 길이 1200mm로 하였으며, 유리섬유의 적층수를 30, 35, 40층, 관의 직경을 50, 100, 150mm로 하였다. 파괴실험시 각 시험체의 하중변화에 대한 휨 변형율, 중앙점 처짐량 및 항복하중을 측정하였고, 이들 결과를 토대로 유리섬유으 적층수와 관의 직경에 따라 GFRP관의 항복하중 및 파괴에너지를 비교 분석 하였으며, 항복시 파괴에너지를 추정할 수 있는 제안식을 유도하였다.

• Elastomers and Composites
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• v.41 no.1
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• pp.40-48
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• 2006

Mechanical systems with rubber parts have been used widely in industry fields. The evaluation of the physical characteristics of rubber is important in rubber application. Rubber material is useful to machine component for excellent shock absorbing characteristics. The impact characteristics of rubber were examined by experimental and finite element method. The impact test was conducted with a free-drop type impact tester. The ABAQUS/Explicit was used for finite element analysis. In the finite element analysis, elastic modulus of rubber using impact force was used as dynamic modulus, which are measured and predicted with dynamic property test and WLF model. The analysis result was coincided with the experimental results.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.8 no.3_4
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• pp.215-225
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• 1996

평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.36 no.8
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• pp.740-746
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• 2008

In this paper, robust structural design of the PEMFC stack gasket is pursued with Taguchi method by considering the noise factor in stack assembly. The study of noise problem in stacking is required to secure the safety and performance improvement of PEMFC stack. The design parameters in the Taguchi method are selected so that the structural responses are insensitive to the noise factors. In the gasket analysis, a Mooney-Rivlin strain energy function is used to consider hyperelasticity between load and displacement. By uni-axial and equi-biaxial tension tests of the gasket, the material properties are determined for the use in robust design of PEMFC gasket. The robust design of the PEMFC stack may provide structural reliability.

• Journal of the Korea Society of Computer and Information
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• v.19 no.10
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• pp.63-70
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• 2014

Process of recognizing objects in binary images consists of image segmentation and pattern matching. If binary objects in the image are assumed to be separated, global features such as area, length of perimeter, or the ratio of the two can be used to recognize the objects in the image. However, if such an assumption is not valid, the global features can not be used but local features such as points or line segments should be used to recognize the objects. In this paper points with large curvature along the perimeter are chosen to be the feature points, and pairs of points selected from them are used as local features. Similarity of two local features are defined using elastic deformation energy for making the lengths and angles between gradient vectors at the end points same. Neighbour support value is defined and used for robust recognition of partially occluded binary objects. An experiment on Kimia-25 data showed that the proposed algorithm runs 4.5 times faster than the maximum clique algorithm with same recognition rate.

• Computational Structural Engineering
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• v.2 no.1
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• pp.71-78
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• 1989

In this paper a computer program for displacement control method was developed, in which a certain displacement of the structure is increased and the applied loads and another displacements are obtained. To simplify the nonlinear structural analysis, the relationships of moment-curvature were linearized as elasto-softening model for over-reinforced concrete beam and as elasto-plastic-softening model for under-reinforced concrete beam. Since the result of the analysis of reinforced concrete beam depended on the element size beyond elastic zone, the relationship of moment-curvature was modified for each element by using the concept of fracture energy approach. Overall, analytical results accurately predicted the load-displacement behavior of reinforced concrete beams.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.6
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• pp.19-31
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• 2021

자극응답성 액정 엘라스토머(liquid crystal elastomer)는 하이드로겔(hydrogel), 형상 기억 고분자(shape memory polymer)와 더불어 생체 특성을 모방한 인공 근육, 소프트 액추에이터 및 소프트 로봇을 위한 스마트 소재로 최근 높은 관심을 받고 있다. 특히, 액정 엘라스토머는 고무 탄성과 액정 이방성이 결합된 비등방성 탄성 고분자로, 열, 빛, 전기 및 수분과 같은 외부자극에 반응하여 가역적이며, 액정 분자들의 배향조절을 통한 프로그램된 변형이 가능하다. 액정 엘라스토머가 개념 증명을 하는 수준을 넘어 실제로 유용한 소프트 액추에이터 및 로봇 시스템에 적용되기 위해서는 우수한 구동력 및 작업 용량, 높은 구동 변형률, 빠른 응답 시간, 낮은 구동 온도, 다양한 외부 자극반응성 및 높은 에너지 전환 효율 등을 확보하는 것이 중요하다. 본 기고문에서는 액정 엘라스토머의 개념에 대해 소개하고, 이러한 소재가 소프트 액추에이터로써 광범위하게 활용될 수 있도록 다양한 성능들을 향상시킬 수 있는 방법에 대해 소개하고자 한다.