• Smart Structures and Systems
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• 제19권3호
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• pp.309-322
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• 2017

In this paper, the buckling, and free vibration analysis of tapered functionally graded carbon nanotube reinforced composite (FG-CNTRC) micro Reddy beam under longitudinal magnetic field using finite element method (FEM) is investigated. It is noted that the material properties of matrix is considered as Poly methyl methacrylate (PMMA). Using Hamilton's principle, the governing equations of motion are derived by applying a modified strain gradient theory and the rule of mixture approach for micro-composite beam. Micro-composite beam are subjected to longitudinal magnetic field. Then, using the FEM, the critical buckling load, and natural frequency of micro-composite Reddy beam is solved. Also, the influences of various parameters including ${\alpha}$ and ${\beta}$ (the constant coefficients to control the thickness), three material length scale parameters, aspect ratio, different boundary conditions, and various distributions of CNT such as uniform distribution (UD), unsymmetrical functionally graded distribution of CNT (USFG) and symmetrically linear distribution of CNT (SFG) on the critical buckling load and non-dimensional natural frequency are obtained. It can be seen that the non-dimensional natural frequency and critical buckling load decreases with increasing of ${\beta}$ for UD, USFG and SFG micro-composite beam and vice versa for ${\alpha}$. Also, it is shown that at the specified value of ${\alpha}$ and ${\beta}$, the dimensionless natural frequency and critical buckling load for SGT beam is more than for the other state. Moreover, it can be observed from the results that employing magnetic field in longitudinal direction of the micro-composite beam increases the natural frequency and critical buckling load. On the other hands, by increasing the imposed magnetic field significantly increases the stability of the system that can behave as an actuator.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권3호
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• pp.287-298
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• 2014

본 연구에서는 TBM 터널 SFRC 세그먼트 개발을 위하여 이형철근이 보강되지 않은 SFRC 보의 휨파괴 실험을 통하여 SFRC 배합의 평가를 수행하였다. 압축강도, 강섬유의 형상비와 강섬유 혼입률을 변수로 하여 총 16개의 SFRC 보를 제작하고 휨에 의하여 파괴시까지 실험하였다. 하중-수직변위 분석결과, 큰 형상비의 강섬유를 사용하여도 소형보의 실험(Moon et al, 2013)과 달리 보의 인성거동을 증진시키는 효과는 거의 없는 것으로 나타났다. 극한상태에서 강섬유는 균열폭 7 mm까지 하중을 저항하는 것으로 확인되었다. 또한, 기존의 SFRC 보의 휨강도예측모델과 실험결과를 비교한 결과, SFRC 보의 휨강도를 최대 20배까지 과소평가하고 있는 것으로 나타났다. 그러나, TR No. 63 모델(Concrete Society, 2011)은 다른 모델에 비하여 근사하게 휨강도를 예측하는 것으로 확인되었다. 강섬유의 분포에 대한 분석결과, 소형보에서 보다 실제 규모의 보에서 강섬유의 분산도가 훨씬 개선되는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.585-596
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• 2012

이 연구는 교량이나 주차장 건물 등에 적용이 가능한 GFRP 보강 철근 폴리머 콘크리트 T형 보의 휨 특성에 관한 연구로서 GFRP 보강 수준에 따른 압축파괴(compression failure: CF), 인장파괴(tension failure: TF) 및 GFRP 보강재의 파괴(fiber sheet failure: FF) 등 파괴모드의 판단과 결정방법을 제시하고, 파괴모드별 설계휨강도 산정식을 제시하였다. GFRP 보강 철근콘크리트 보에서는 FF, TF, CF 등 3가지 파괴모드 중에서 철근항복 ${\rightarrow}$ GFRP 파단 ${\rightarrow}$ 압축측 콘크리트 파괴의 순으로 진행되는 FF 파괴모드가 가장 이상적이다. FF 파괴모드의 경우 압축측 폴리머 콘크리트가 극한변형률(${\varepsilon}_{cu}$)에 도달하기 전에 GFRP가 먼저 파단되므로 콘크리트의 극한상태를 기반으로 하는 기존의 등가직사각형 응력블럭의 개념을 적용할 수 없다. 따라서 이 연구에서는 폴리머 콘크리트의 특성에 부합되는 이상화된 폴리머 콘크리트의 압축응력-변형률 곡선을 제안하고, 폴리머 콘크리트의 변형률을 기반으로 하여 응력블럭 매개변수 ${\alpha}$, ${\beta}$를 도출하였다. 또한 T형 보의 형상비에 따른의 압축응력 분포 및 설계휨강도 특성을 규명하고 적정한 형상비를 2.5로 제시하였으며, GFRP 보강재의 두께 및 높이에 따른 설계휨강도 산정식을 제시하고 그 식의 적정성을 실험과 이론해석에 의해 입증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제44권1호
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• pp.1-11
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• 2016

큰 가로세로비를 가지는 유연날개의 변형정보는 구조 건전성 평가를 위한 실시간 모니터링에 필요하다. 비행 중인 날개 구조 대변형은 날개 외피의 변형률과 곡률의 관계식을 기반으로 한 비선형 변위 예측 알고리즘을 통해 예측될 수 있다. 그러나 동체에 고정된 날개의 기하학적인 형상으로 인하여 고정단 부근에서의 변형률 분포는 복잡한 양상을 나타내며, 변형률 센서가 부착된 센싱라인의 코드방향 위치에 따라 변위가 다르게 예측될 수 있다. 본 논문에서는 스팬방향 변형률의 보정을 통하여 변형률 센싱라인의 코드방향 위치에 관계없이 예측변위의 정확도를 향상시키는 연구를 수행하였다. 변형률 보정을 위하여 스팬방향 및 코드방향 변형률의 비, 재료의 포아송비, 보와 평판 모델의 변형률 비를 이용하였다. 보정된 변형률을 이용하여 예측한 변위는 해석변위와 잘 일치하였으며, 이를 실험을 통하여 검증하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.34-39
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• 1999

본 연구에서는 랑그뮤어 푸로브법을 이용요하여 고주파 유도결합 플라즈마에서 전자온도와 전자밀도를 측정하였다. 실험의 공통조건은 압력 10∼40[mTorr], 입력파워는 100∼600[W]이고, 공간분포는 측정에서의 아스펙트비(R/L)는 2로하였다. 전자온도와 전자밀도의 의존성을 측정한 결과 입력파워에서는 전자온도는 약간 증가하는 경향을 보이고 있지만 전자말도는 입력파워가 100∼250[W]까지는 증가율이 완만하고 450[W]에서 포화하는 것을 알수 있었다. 압력에 대한 의존성은 압력이 낮을수록 높은 값을 나타내고 전자밀도에서는 압력이 증가함에 따라 증가하는 것을 알 수 있었다. 전자온도의 반경방향의 공간분포는 석영창 부근에서 기판쪽으로 갈수록 감소되는 경향이 있다. 전자밀도에서는 플라즈마 중심부에서 석영창 쪽으로 약간 이동한 위치에서 피크의 값을 가지고, 석영창과 기판쪽에서는 그 값이 감소함을 볼 수 있었다. 전자온도의 축방향의 공간분포는 석영창 부근에서 기판쪽으로 감소되는 경향이 있다. 또, 전자밀도는 플라즈마 중심부에서 석영창 쪽으로 약간 이동한 위치에서 피크의 값을 가지고, 석영창과 기판쪽에서는 그 값이 감소함을 볼 수 있었다. 이상의 결과들은 유도방전플라즈마의 메카니즘의 체계적인 이해에 기여할 수 있을 것이다.

• 태양에너지
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• 제18권3호
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• pp.217-228
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• 1998

축류비가 5이고 형상비가 7인 장방형(長方形) 노즐을 사용하여 연직 상향의 3차원 자유 충돌 수분류계를 구성하였다. 수평 충돌판에 상향의 장방형 충돌수분류가 충돌할 때, 보조수를 동반하지 않은 단일수분류 및 보조수를 동반하는 수분류에 대하여 노즐-충돌판 사이의 거리, 노즐출구 속도를 변수로하여 노즐의 긴변 방향과 짧은 변 방향에 대하여 전압 및 정압 분포를 측정하였다. 이때 충돌판상에서 정압이 영이 되는 국소 위치까지의 거리인 충돌 반폭을 구하고, 최고 압력을 나타내는 정체점을 기준으로 무차원 정압 분포식을 제시하였다. 또한 각 실험조건에서 정체점상에서의 충돌속도를 구하였으며, 충돌속도는 노즐-전열면간 거리가 증가함에 따라 감소하며 그 감쇄율은 삼차원 자유 분류의 특성감쇄 영역의 유동 특성을 갖는다.

• Advances in nano research
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• 제8권1호
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• pp.59-68
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• 2020

In the present study, buckling analysis of sandwich composite (carbon nanotube reinforced composite and fiber reinforced composite) Euler-Bernoulli beam in two configurations (core and layers material), three laminates (combination of different angles) and two models (relative thickness of core according to peripheral layers) using differential quadrature method (DQM) is studied. Also, the effects of porosity coefficient and different types of porosity distribution on critical buckling load are discussed. Using sandwich beam, it shows a considerable enhancement in the critical buckling load when compared to ordinary composite. Actually, resistance against buckling in sandwich beam is between two to four times more. It is also showed the critical buckling loads of laminate 1 and 3 are significantly larger than the results of laminate 2. When Configuration 2 is used, the critical buckling load rises about 3 percent in laminate 1 and 3 compared to the results of configuration 1. The amount of enhancement for laminate 3 is about 17 percent. It is also demonstrated that the influence of the core height (thickness) in the case of lower carbon volume fractions is ignorable. Even though, when volume fraction of fiber increases, differences grow smoothly. It should be noticed the amount of decline has inverse relationship with the beam aspect ratio. Among three porosity patterns investigated, beam with the distribution of porosity Type 2 (downward parabolic) has the maximum critical buckling load. At the end, the first three modes of buckling will be demonstrated to investigate the effect of spring constants.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권2호
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• pp.117-124
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• 2021

This work focused on the novel numerical tool for the bending responses of carbon nanotube reinforced composites (CNTRC) beams. The higher order shear deformation beam theory (HSDT) is used to determine strain-displacement relationships. A new exponential function was introduced into the carbon nanotube (CNT) volume fraction equation to show the effect of the CNT distribution on the CNTRC beams through displacements and stresses. To determine the mechanical properties of CNTRCs, the rule of the mixture was employed by assuming that the single-walled carbon nanotubes (SWCNTs)are aligned and distributed in the matrix. The governing equations were derived by Hamilton's principle, and the mathematical models presented in this work are numerically provided to verify the accuracy of the present theory. The effects of aspect ratio (l/d), CNT volume fraction (Vcnt), and the order of exponent (n) on the displacement and stresses are presented and discussed in detail. Based on the analytical results. It turns out that the increase of the exponent degree (n) makes the X-beam stiffer and the exponential CNTs distribution plays an indispensable role to improve the mechanical properties of the CNTRC beams.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제32권1호
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• pp.9-16
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• 2004

본 연구는 폐지로부터 용액화물을 제조하고, 제조된 용액화물의 성분 분리 및 성상분석을 통해 용액화물의 효율적인 이용방안을 위한 기초자료 제공에 그 연구 목적이 있다. 폐지의 액화에 있어 건식해리된 폐지보다 습식해리된 폐지의 액화가 비교적 용이하였으며, 이러한 이유는 습식해리된 폐지의 약품 침투가 비교적 용이하기 때문으로 판단된다. 폐지의 최적 액화조건은 폐지 1 g에 대해 크레졸 2 ㎖, 물 4 ㎖, 인산 0.5 ㎖로 첨가하여 190℃에서 60분간 액화 시킨 조건이 가장 우수하였다. 폐지 액화물 중 리그닌은 용제인 크레졸 층으로, 탄수화물은 수층으로 용해되어 각각 분리되며, 두 성분의 분리·회수는 비교적 용이하였다. 액화 폐지 중의 리그닌은 80% 이상 회수되었고, 회수된 리그닌의 분자량은 1,000 정도의 저분자량을 나타냈었다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.150-150
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• 2010

Carbon nanotubes have drawn attention as one of the most promising emitter materials ever known not only due to their nanometer-scale radius of curvature at tip and extremely high aspect ratios but also due to their strong mechanical strength, excellent thermal conductivity, good chemical stability, etc. Some applications of CNTs as emitters, such as X-ray tubes and microwave amplifiers, require high current emission over a small emitter area. The field emission for high current density often damages CNT emitters by Joule heating, field evaporation, or electrostatic interaction. In order to endure the high current density emission, CNT emitters should be optimally fabricated in terms of material properties and morphological aspects: highly crystalline CNT materials, low gas emission during electron emission in vacuum, optimal emitter distribution density, optimal aspect ratio of emitters, uniform emitter height, strong emitter adhesion onto a substrate, etc. We attempted a novel approach to fabricate CNT emitters to meet some of requirements described above, including highly crystalline CNT materials, low gas emission, and strong emitter adhesion. In this study, CNT emitters were fabricated by filtrating an aqueous suspension of highly crystalline thin multiwalled CNTs (Hanwha Nanotech Inc.) through a metal mesh. The metal mesh served as a support and fixture frame of CNT emitters. When 5 ml of the CNT suspension was engaged in filtration through a 400 mesh, the CNT layers were formed to be as thick as the mesh at the mesh openings. The CNT emitter sample of $1{\times}1\;cm^2$ in size was characteristic of the turn-on electrical field of 2.7 V/${\mu}m$ and the current density of 14.5 mA at 5.8 V/${\mu}m$ without noticeable deterioration of emitters. This study seems to provide a novel fabrication route to simply produce small-size CNT emitters for high current emission with reliability.