• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권4호
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• pp.301-318
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• 2022

This paper presents the free vibration analysis of 3D printed sandwich beams by using high-order theories based on the Carrera Unified Formulation (CUF). In particular, the component-wise (CW) approach is adopted to achieve a high fidelity model of the printed part. The present model has been used to build an accurate database for collecting first natural frequency of the beams, then predicting Young's modulus based on an inverse problem formulation. The database is built from a set of randomly generated material properties of various values of modulus of elasticity. The inverse problem then allows finding the elastic modulus of the input parameters starting from the information on the required set of the output achieved experimentally. The natural frequencies evaluated during the experimental test acquired using a Digital Image Correlation method have been compared with the results obtained by the means of CUF-CW model. The results obtained from the free-vibration analysis of the FDM beams, performed by higher-order one-dimensional models contained in CUF, are compared with ABAQUS results both first five natural frequency and degree of freedoms. The results have shown that the proposed 1D approach can provide 3D accuracy, in terms of free vibration analysis of FDM printed sandwich beams with a significant reduction in the computational costs.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권3호
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• pp.473-494
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• 2015

A graded harmonic finite element formulation based on three-dimensional elasticity theory is developed for the structural analysis of 2D functionally graded axisymmetric structures. The mechanical properties of the axisymmetric solid structures composed of two different metals and ceramics are assumed to vary in radial and axial directions according to power law variations as a function of the volume fractions of the constituents. The material properties of the graded element are calculated at the integration points. Effects of material distribution profile on the static deformation, natural frequency and dynamic response analyses of particular axisymmetric solid structures are investigated by changing the power law exponents. It is observed that the displacements, stresses and natural frequencies are severely affected by the variation of axial and radial power law exponents. Good accuracy is obtained with fewer elements in the present study since Fourier series expansion eliminates the need of finite element mesh in circumferential direction and continuous material property distribution within the elements improves accuracy without refining the mesh size in axial and radial directions.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권1호
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• pp.135-145
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• 2023

This study presents the free vibrational responses of bi-directional axially graded cylindrical shell panels using 3D graded finite element approximation under a temperature field. The cylindrical shell panel is graded in two directions and made of metal-ceramic materials. To extract material properties, the Voigt model is combined with a Power-law material distribution. Convergence and validation studies are performed on the developed computational model to ensure its accuracy and effectiveness. Furthermore, a parametric study is performed to evaluate the developed model, which demonstrates that geometrical parameters, imperfect materials (porosity), support conditions, and surface temperature all have a significant impact on the free vibration responses of a bi-directional axially graded cylindrical shell panel in a thermal environment.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.3035-3041
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• 2014

3D 애니메이션 제작 과정에서 가상 카메라의 이동을 보다 자연스러운 영상으로 표현하기 위해서 스테디캠 기법을 많이 사용하고 있다. 가상카메라에서 스테디캠 효과를 표현하기 위한 기존의 방식은 키프레임을 이용하는 것으로 카메라의 모든 움직임을 수작업으로 처리한다. 그러나 영상에서 카메라 워킹을 수작업으로 처리하는 것은 제작 시간이 많이 소요되는 번거로운 작업이며 카메라의 움직임이라는 물리적 현상을 인위적으로 표현함으로써 부자연스러운 결과를 얻는다. 본 연구는 3D 애니메이션에서 가상카메라의 이동에 따라 카메라에 가해지는 물리적 현상을 모델링하여 자동으로 스테디캠 효과를 낼 수 있는 방식을 제안한다. 제안하는 물리적 모델링은 파이선 스크립트 언어로 구현되어 마야의 제작 플랫폼에서 바로 적용 가능하다. 제안하는 방법은 기존의 수기적인 제작환경을 개선하고 영상의 자연스러운 시각적 효과를 극대화 할 수 있다.

• 대한치과교정학회지
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• 제30권4호
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• pp.453-465
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• 2000

본 연구의 목적은 재생된 니켈-티타늄 호전의 인장물성, 표면거칠기와 마찰력의 변화를 조사하여, 임상적으로 니켈티타늄 호선을 재생하여 사용하는 것이 타당한지를 알아보는 것이다. 수종의 니켈-티타늄 호선과 스테인레스 스틸호선을 처리전(T0: 대조군)과 인공타액에 4주간 처리한 군(T1), 그리고 인공타액 처리후 가압증기 멸균소독한 군(T2)으로 구분하여 인장실험과 주사전자현미경, 3D profilogram을 통한 표면거칠기의 변화와 마찰계수의 변화를 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 인장실험을 하여 최대인장강도, 연신율, 탄성계수를 관찰한 결과 모든 니켈-티타늄 호선에서 재생과정 후에 대조군과 유의한 차이를 보이지 않았다(p<0.05). 단 스테인레스 스틸 호선은 재생과정 후에 최대인장강도, 연신율, 탄성계수에서 통계적으로 유의한 변화를 보였다(p<0.05). 2. 주사전자현미경을 통한 관찰에서 재생후에 Sentalloy를 제외한 호선에서 표면의 점부식(pitting)과 압흔(indentation)이 증가하였다. 3. 3D profilogram을 사용하여 관찰한 표면거칠기(Ra와 Rq)의 변화를 살펴보면, 재생과정 후에 Sentalloy를 제외한 NiTi, Optimalloy, 스테인레스 스틸 호선에서 통계적으로 유의하게 표면거칠기가 증가하였다(p<0.05). 4. 재생과정 후에 시행한 마찰력 실험에서는 최대운동마찰계수가 Sentalloy를 제외한 NiTi, Optimalloy, 스테인레스 스틸호선에서 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<0.05). NiTi, Optimalloy의 표면거칠기와 마찰계수의 변화는 임상적으로 영향을 미칠 정도는 아니며, 결과적으로 니켈-티타늄 호선을 재생하면, 인장실험시의 물성과 표면거칠기, 마찰계수의 변화가 임상적으로 문제가 없을 것으로 생각된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권3D호
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• pp.413-420
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• 2011

건설현장에서 나오는 폐목재 또는 활용가치가 낮은 벌목지에서 발생하는 나무뿌리와 가지 등의 임목폐기물을 분쇄한 목재 칩을 우레탄 수지로 결합시킨 보도용 포장재를 제안하기 위한 실험을 실시하였다. 시험체는 재료혼합비율로서 건설폐목재 칩 및 임목폐기물 칩에 대한 우레탄 수지의 질량비를 0.5, 0.75, 1.0의 3수준으로 정하고 재료 계량 후 믹서로 혼합, 성형한 다음 7일이 경과하였을 때 인장강도 시험, 골프공과 스틸볼을 이용한 탄력성 시험, 투수계수 측정 및 가연성 시험을 실시하였다. 실험결과 공기중 건조상태에서 시험체의 인장강도는 0.2~1.1MPa의 범위를 나타냈으며 재령 7일 이후의 강도 변화는 나타나지 않았다. 그러나 침수시켰을 때 강도가 저하되었으며 그 강도의 저하비율은 우레탄 수지의 사용량이 적을수록 크게 되므로 강우 등에 의한 수분 침투를 고려하여 폐목재 칩에 대한 수지의 질량비는 0.75 이상으로 하는 것이 바람직하다고 판단된다. 탄력성 시험결과로서 폐목재 칩과 우레탄 수지를 사용한 시험체의 GB계수와 SB계수는 20% 이하의 낮은 값으로 측정되어 보도용 포장재로서 우수한 특성을 나타냈다. 또한 투수계수는 모든 배합의 시험체에서 0.5mm/sec 이상으로, 투수성 포장재에 있어서 시공 후 요구되는 일반적인 투수계수의 기준값을 상회하였으며, 목질계 포장재의 가연성은 실용상 특별히 문제가 되지는 않을 것으로 판단되었다.

• 수산해양기술연구
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• 제23권4호
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• pp.157-162
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• 1987

장어통발의 P.P깔때기 살과 대나무 깔때기 살의 탄성을 측정하고 측면 구멍을 막은 통발과 원형의 유수저항, 침강시간 및 미끼의 냄새확산 등을 관찰한 다음 해상어획 시험을 행한 결과는 다음과 같다. 1. P.P 깔때기 살의 탄성은 대나무 살보다 훨씬 작고, 하중이 증가할수록 탄성회복도는 감소하였다. 2. 플라스틱 장어통발의 유수저항 R(kg)는 유속 V(m/sec)에 따라 다음 관계식으로 나타낼 수 있다. R=0.36V 상(2.01) 3. 장어통발의 침강시간은 측면 구멍을 막은 경우 수면상에서의 완전 침수까지 1~2초 정도 원형보다 지연되나 그 후의 침강속도는 거의 차이가 없었다. 4. 통발 내의 미끼 수용액은 측면 구멍을 많이 막을수록 원형보다 입구쪽으로 집중되어 확산되었다. 5. 측면 구멍을 일부 막은 통발과 원형을 가지고 어획시험을 한 결과 통발당 평균 어획미수나 평균어획량의 어획성능에 있어서 뻘로 된 어장에서는 차이가 없는 것 같다.

• 한국기계가공학회지
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• 제17권2호
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• pp.137-144
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• 2018

This study describes the 3D design and analysis of a composite insulation boom of an aerial work platform for electric work. Structural analysis of the composite insulation boom was performed using ANSYS and the total deformation, equivalent stress, and normal elasticity were investigated at 150 mm, 500 mm, 1,000 mm, and 1,500 mm using a mounted strain gauge. The results of the analysis and test were similar in a linearly increasing slope and the difference in the strain value was about 10%. This difference depends on the compressive force in the manufacturing process.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권5호
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• pp.591-610
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• 2017

This paper is concerned with the static analysis of variable thickness of two directional functionally graded porous materials (FGPM) circular plate resting on a gradient hybrid foundation (Horvath-Colasanti type) with friction force and subjected to compound mechanical loads (e.g., transverse, in-plane shear traction and concentrated force at the center of the plate).The governing state equations are derived in terms of displacements based on the 3D theory of elasticity, assuming the elastic coefficients of the plate material except the Poisson's ratio varying continuously throughout the thickness and radial directions according to an exponential function. These equations are solved semi-analytically by employing the state space method (SSM) and one-dimensional differential quadrature (DQ) rule to obtain the displacements and stress components of the FGPM plate. The effect of concentrated force at the center of the plate is approximated with the shear force, uniformly distributed over the inner boundary of a FGPM annular plate. In addition to verification study and convergence analysis, numerical results are displayed to show the effect of material heterogeneity indices, foundation stiffness coefficients, foundation gradient indices, loads ratio, thickness to radius ratio, compressibility, porosity and friction coefficient of the foundation on the static behavior of the plate. Finally, the responses of FG and FG porous material circular plates to compound mechanical loads are compared.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제30권2호
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• pp.75-80
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• 2005

Mechanical characteristics of flower stalks (scapes) of garlic such as shear forces, cutting forces, and modulus of elasticities were investigated as a preliminary research to develop a mechanical harvester of garlic bulbils. The average shear forces of garlic scapes was 0.642 N and the maximum and minimum shear forces were 1.42 and 0.25 N, respectively. The shear forces generally increased as the diameter of garlic scapes increased. There was no correlation between the modulus of elasticity and the diameter of garlic scapes and the average modulus of elasticity of garlic scapes was around $2.40\times10^7\;N/m^2$ There was also no correlation between the cutting force and the diameter of garlic scapes. As the downward speed of blade increased, the cutting force of garlic scapes decreased and reversed to increase. The cutting forces of the lower part garlic scapes were lower than those of the upper part. The range of cutting forces of the lower and the upper part of garlic scapes were 3.88-4.04 N and 4.29-4.93 N, respectively.