• 제목/요약/키워드: 2D-FE analysis

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FE analysis of RC structures using DSC model with yield surfaces for tension and compression

  • Akhaveissy, A.H.;Desai, C.S.;Mostofinejad, D.;Vafai, A.
    • Computers and Concrete
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    • 제11권2호
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    • pp.123-148
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    • 2013
  • The nonlinear finite element method with eight noded isoparametric quadrilateral element for concrete and two noded element for reinforcement is used for the prediction of the behavior of reinforcement concrete structures. The disturbed state concept (DSC) including the hierarchical single surface (HISS) plasticity model with associated flow rule with modifications is used to characterize the constitutive behavior of concrete both in compression and in tension which is named DSC/HISS-CT. The HISS model is applied to shows the plastic behavior of concrete, and DSC for microcracking, fracture and softening simulations of concrete. It should be noted that the DSC expresses the behavior of a material element as a mixture of two interacting components and can include both softening and stiffening, while the classical damage approach assumes that cracks (damage) induced in a material treated acts as a void, with no strength. The DSC/HISS-CT is a unified model with different mechanism, which expresses the observed behavior in terms of interacting behavior of components; thus the mechanism in the DSC is much different than that of the damage model, which is based on physical cracks which has no strength and interaction with the undamaged part. This is the first time the DSC/HISS-CT model, with the capacity to account for both compression and tension yields, is applied for concrete materials. The DSC model allows also for the characterization of non-associative behavior through the use of disturbance. Elastic perfectly plastic behavior is assumed for modeling of steel reinforcement. The DSC model is validated at two levels: (1) specimen and (2) practical boundary value problem. For the specimen level, the predictions are obtained by the integration of the incremental constitutive relations. The FE procedure with DSC/HISS-CT model is used to obtain predictions for practical boundary value problems. Based on the comparisons between DSC/HISS-CT predictions, test data and ANSYS software predictions, it is found that the model provides highly satisfactory predictions. The model allows computation of microcracking during deformation leading to the fracture and failure; in the model, the critical disturbance, Dc, identifies fracture and failure.

니아울리 잎 추출물의 항산화 효과 및 성분 분석 (Antioxidative Effect and Component Analysis of Niaouli (Melaleuca quinquenervia) Leaf Extracts)

  • 김문진;김은종;박수남
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.771-780
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    • 2014
  • 니아울리 잎 추출물의 항산화 효능과 성분 분석에 관한 연구를 시행하였다. 실험에 사용한 시료는 건조된 니아울리 잎의 50% 에탄올 추출물, 에틸아세테이트 분획 및 아글리콘 분획을 이용하였다. 자유라디칼(1,1-phenyl-2-picrylhydrazyl, DPPH) 소거활성($FSC_{50}$)은 에틸아세테이트 분획이 $10.05{\mu}g/mL$로, 지용성 항산화제로 알려진 (+)-${\alpha}$-tocopherol ($8.89{\mu}g/mL$)과 유사한 효과를 나타내었다. 루미놀 발광법을 이용한 $Fe^{3+}-EDTA/H_2O_2$ 계에서 생성된 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 대한 니아울리 잎 추출물의 총 항산화능($OSC_{50}$)에서 에틸아세테이트 분획은 $1.61{\mu}g/mL$, 아글리콘 분획은 $1.07{\mu}g/mL$를 나타냈다. 에틸아세테이트 분획과 아글리콘 분획 모두 항산화 활성이 매우 큰 비교 물질인 L-ascorbic acid ($1.50{\mu}g/mL$)와 비슷한 활성산소 소거활성을 나타내었다. Rose-bengal로 광증감된 $^1O_2$에 의한 세포손상에 대한 세포보호능 측정에서 추출물 및 분획 모두 농도 의존적($5{\sim}50{\mu}g/mL$)으로 세포보호 활성을 나타내었다. 특히 아글리콘 분획과 50% 에탄올 추출물의 ${\tau}_{50}$$10{\mu}g/mL$에서 각각 158.80 min, 50.1 min으로 지용성 항산화제로 알려진 (+)-${\alpha}$-tocopherol (38.0 min)보다 더 큰 세포 보호 효과를 나타내었다. TLC와 HPLC를 이용하여 니아울리 잎 추출물의 에틸아세테이트 분획으로부터 avicularin과 quercitrin이 존재함을 처음 확인하였다. 이상의 결과들은 니아울리 잎 추출물 또는 분획이 항산화 원료로서 화장품에 응용 가능함을 시사한다.

2층으로 성층화된 풀 내에서의 자연대류 열전달과 고화현상에 대한 연구 (Analysis of Natural Convection Heat Transfer and Solidification of a Two-Layered Pool)

  • 김종태;강경호;김상백;김희동
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.1-13
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    • 2001
  • The natural convection heat transfer and solidification in a stratified pool are studied. The flow and heat transfer characteristics in a heat generating pool are compared between single-layered and double-layered pools. And local Nusselt number distributions on outer walls are obtained to consider thermal loads on a vessel wall. The cooling and solidification of Al₂O₃/Fe melt in a hemispherical vessel are simulated to study the mechanism of heat transfer and temperature distribution. A unstructured mesh is chosen for this study because of the non-orthogonality originated from the boundaries of double-layered pool. Interface between the layers is modeled to be fixed. With this assumption mass flux across the interface is neglected, but shear force and heat flux are considered by boundary conditions. The colocated cell-centered finite volume method is used with the Rhie-Chow interpolation to compute cell face velocity. To prevent non-physical solutions near walls in case body force is large the wall pressure is extrapolated by the way to include body force. The numerical solutions calculated by current method show that averaged downward heat flux of the double-layered pool increases compared to single-layered pool and maximum temperature occurs right below the interface of the layers.

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방전플라즈마 소결법으로 제조된 탄소나노튜브 강화 SKD11 금형강의 분말소결 특성 (Powder Sintering Characteristics of Carbon Nanotubes Reinforced SKD11 Tool Steel Sintered by Spark Plasma Sintering)

  • 문제세;정성실;이대열;정영근;강명창;박춘달;윤국태
    • 한국분말재료학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.157-162
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    • 2015
  • SKD11(ASTM D2) tool steel is a versatile high-carbon, high-chromium, air-hardening tool steel that is characterized by a relatively high attainable hardness and numerous, large, chromium rich alloy carbide in the microstructure. SKD11 tool steel provides an effective combination of wear resistance and toughness, tool performance, price, and a wide variety of product forms. Adding of CNTs increased the performance of mechanical properties more. 1, 3 vol.% CNTs was dispersed in SKD11 matrix by mechanical alloying. SKD11 carbon nanocomposite powder was sintered by spark plasma sintering process. FE-SEM, HR-TEM and Raman analysis were carried out SKD11 carbon nanocomposites.

Stochastic identification of masonry parameters in 2D finite elements continuum models

  • Giada Bartolini;Anna De Falco;Filippo Landi
    • Coupled systems mechanics
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    • 제12권5호
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    • pp.429-444
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    • 2023
  • The comprehension and structural modeling of masonry constructions is fundamental to safeguard the integrity of built cultural assets and intervene through adequate actions, especially in earthquake-prone regions. Despite the availability of several modeling strategies and modern computing power, modeling masonry remains a great challenge because of still demanding computational efforts, constraints in performing destructive or semi-destructive in-situ tests, and material uncertainties. This paper investigates the shear behavior of masonry walls by applying a plane-stress FE continuum model with the Modified Masonry-like Material (MMLM). Epistemic uncertainty affecting input parameters of the MMLM is considered in a probabilistic framework. After appointing a suitable probability density function to input quantities according to prior engineering knowledge, uncertainties are propagated to outputs relying on gPCE-based surrogate models to considerably speed up the forward problem-solving. The sensitivity of the response to input parameters is evaluated through the computation of Sobol' indices pointing out the parameters more worthy to be further investigated, when dealing with the seismic assessment of masonry buildings. Finally, masonry mechanical properties are calibrated in a probabilistic setting with the Bayesian approach to the inverse problem based on the available measurements obtained from the experimental load-displacement curves provided by shear compression in-situ tests.

리튬이온전지용 층상 Li1.05Ni0.9Co0.05Ti0.05O2에 대한 소성 온도의 영향 (The Effect of Calcination Temperature on the Layered Li1.05Ni0.9Co0.05Ti0.05O2 for Lithium-ion Battery)

  • 고형신;박현우;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권5호
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    • pp.718-724
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    • 2018
  • 본 연구에서는 농도구배형 공침합성법을 통해 $Ni_{0.9}Co_{0.05}Ti_{0.05}(OH)_2$ 전구체를 제조하였다. 높은 니켈함량의 양극 활물질에서 나타나는 산소 탈리에 따른 구조변화문제를 극복하기 위하여 소성온도 변화에 따른 양극 활물질의 물리적, 전기화학적 분석방법을 사용하여 조사하였다. $Li_{1.05}Ni_{0.9}Co_{0.05}Ti_{0.05}O_2$의 물리적 특성은 FE-SEM, XRD, TGA를 이용하여 분석하였다. 양극 활물질과 $LiPF_6$(EC:EMC=1:2 vol%) 전해질을 사용하여 제조한 코인셀의 전기화학적 성능은 초기 충 방전 효율, 사이클 유지율 및 율속 테스트를 통해 분석하였다. 제조된 양극재의 초기 충전 용량 및 초기효율은 소성온도 $750{\sim}760^{\circ}C$에서 244.5~247.9 mAh/g, 84.2~85.8%로 우수하였다. 또한 용량 보존율은 50사이클 후에 97.8~99.1%의 높은 안정성을 나타내었다.

병진이동으로 인한 주동파괴 시 지오그리드 보강토 모델벽체의 거동 (Behaviour of geogrid reinforced model retaining wall in active failure state by execution of parallel movement)

  • 이강만;공석민;이대영;이용주
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제14권4호
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    • pp.117-127
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    • 2015
  • 최근 사면 및 흙막이 벽체의 붕괴에 따른 안전사고가 빈번하게 발생함에 따라 보강토 옹벽 공법의 안정성이 사회적인 문제로 대두되고 있다. 본 연구는 모형벽체 시험기를 제작하여 지오그리드 길이와 보강 층수에 따른 주동파괴 시 흙막이 벽체와 지반의 거동특성을 분석하였다. 벽체 시험에 사용된 지오그리드는 각각 $30cm{\times}60cm$, $30cm{\times}70cm$, $30cm{\times}80cm$ (폭 ${\times}$ 길이)의 크기를 가지며, 일정한 깊이로 설치되었다. 모형벽체 시험은 2장의 동일한 길이의 지오그리드, 2장의 서로 다른 길이의 지오그리드, 4장의 동일한 길이의 지오그리드, 4장의 서로 다른 길이의 지오그리드 총 4가지 case로 나누어 모형시험을 진행하였다. 또한 유한요소 수치해석을 통해 보강방법에 따른 지반의 거동을 예측하였다.

Analysis of Differential-expressed Proteins of Acidithiobacillus ferrooxidans Grown under Phosphate Starvation

  • He, Zhiguo;Zhong, Hui;Hu, Yuehua;Xiao, Shengmu;Liu, Jiarshe;Xu, Jin;Li, Guiyuen
    • BMB Reports
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    • 제38권5호
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    • pp.545-549
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    • 2005
  • Acidithiobacillus ferrooxidans is one of the most important bacterium used in bioleaching, and can utilize $Fe^{2+}$ or sulphide as energy source. Growth curves for Acidithiobacillus ferrooxidans under phosphate starvation and normal condition have been tested, showing lag, logarithmic, stationary and aging phases as seen in other bacteria. The logarithmic phases were from 10 to 32 hours for Acidithiobacillus ferrooxidans cultivated with normal cultivating condition and from 20 to 60 hrs for Acidithiobacillus ferrooxidans cultivated phosphate starvation. Differences of protein patterns of Acidithiobacillus ferrooxidans growing in case of normal or phosphate starvation were separately investigated after cultivation at $30^{\circ}C$ by the analysis of two-dimensional gel electrophoresis (2-DE), matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI)-Mass spectrometry. There were total 6 protein spots identified, which were Recombination protein recA, RNA helicase, AP2 domain-containing transcription factor, NADH dehydrogenase I chain D, Hyothetical protein PF1669, and Transaldolase STY3758. From the 6 identified protein spots, 3 proteins were found to be decreased in expression at the cultivating condition of phosphate starvation, while another three upregulated.

PCL/TiO2 Nanoparticle 3차원 지지체 제조 및 특성 평가 (Fabrication and Characterization of PCL/TiO2 Nanoparticle 3D Scaffold)

  • 김정호;이옥주;;주형우;문보미;박현정;박찬흠
    • 폴리머
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    • 제38권2호
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    • pp.150-155
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    • 2014
  • Polycaprolactone(PCL)은 생분해성 고분자로 인장강도, 신장률, 충격강도 등의 기계적 물성이 우수하다. $TiO_2$ (titanium dioxide) nanoparticle은 친수성으로 밀도가 높고 생체적합성이 우수하다. 본 연구에서는 PCL과 $TiO_2$(titanium dioxide) nanoparticle을 이용하여 salt-leaching방법으로 3차원 다공성 지지체를 제작하였다. 제작한 지지체를 FESEM, FTIR, TGA, 압축강도 측정 등을 통해 물성을 분석하였다. $TiO_2$ nanoparticle에 의해 물흡수도와 팽윤도는 감소하였으나 압축강도는 증가하였다. CCK-8 assay를 통해 세포의 증식률을 확인한 결과, $TiO_2$ nanoparticle에 의한 세포 독성은 없는 것으로 확인되었다. 이러한 연구결과는 PCL/$TiO_2$ nanoparticle 지지체의 생체재료로 사용가능성을 제시하였다.

매생이(Capsosiphon fulvescens)의 이화학적 성분 (Physicochemical Composition of Seaweed Fulvescens (Capsosiphon fulvescens))

  • 양호철;정경모;강광성;송병준;임현철;나환식;문희;허남칠
    • 한국식품과학회지
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    • 제37권6호
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    • pp.912-917
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    • 2005
  • 전남 지방에서 생산되는 매생이를 채취하여 이화학적 성분을 조사하였다. 일반성분은 건물기준 탄수화물이 53.65%로 가장 많이 함유하고 있었고, 조단백질 31.76%, 회분 13.58%와 조 지방이 1.01%로 나타났다. 매생이에 주로 함유되어 있는 무기성분으로는 Na>Mg>Ca>K>P 순으로 나타났으며 Se도 검출되었다. 유리당은 총 5종의 유리당(fructose, glucose, sucrose, maltose, galactose)이 분석되었으며 유기산은 l-malic acid, citric acid, tartaric acid, D-malic acid 등 4종이 검출되었다. 매생이의 구성 아미노산은 전체적으로 고루 함유되어 있었고 그 중 glutamic acid, aspartic acid와 alanine이 전체의 36.2%를 차지하였다. 매생이에 함유된 주요 지방산으로는 palmitic acid, linolenoc acid, stearidonic acid 순이었으며 고도 불포화지방산이 전체의 58.37%를 차지하고 있었다.