The behavior of connections between open sandwich slabs and double steel skin composite walls in steel plate-concrete(SC) structure is investigated by a series of experimental programs to identify the roles of components in the transfer of forces. Such connections are supposed to transfer shear by the action of friction on the interface between the steel surface and the concrete surface, as well as the shear resistance of the bottom steel plate attached to the wall. Experimental observation showed that shear transfer in slabs subjected to shear in short spans is explained by direct force transfer via diagonal struts and indirect force transfer via truss actions. Shear resistance at the interface is enhanced by the shear capacity of the shear plate as well as friction caused by the compressive force along the wall plate. Shear friction resistance along the wall plate was deduced from experimental observation. Finally, the appropriate design strength of the connection is proposed for a practical design purpose.
Lee, Nam Jin;Lee, Seung-Wook;Kim, Ki Jae;Kim, Jae-Hun;Park, Min-Sik;Jeong, Goojin;Kim, Young-Jun;Byun, Dongjin
Bulletin of the Korean Chemical Society
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v.33
no.11
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pp.3589-3592
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2012
Carbon composite bipolar plates with various carbon black contents were prepared by a compression molding method. The electrical conductivity and electrochemical stability of the bipolar plates have been evaluated. It is found that the electrical conductivity increases with increasing carbon black contents up to 15 wt %. When the carbon black contents are greater than 15 wt %, the electrical conductivity decreases because of a poor compatibility between epoxy resin and carbon black, and a weakening of compaction in the carbon composite bipolar plate. Based on the results, it could be concluded that there are optimum carbon black contents when preparing the carbon composite bipolar plate. Corrosion tests show that the carbon composite bipolar plate with 15 wt % carbon black exhibits better electrochemical stability than a graphite bipolar plate under a highly acidic condition. When the optimized carbon composite bipolar plate is applied to vanadium redox flow cells, the performance of flow cells with the carbon composite bipolar plate is comparable to that of flow cells with the graphite bipolar plate.
In this study, experimental, numerical, and analytical approaches were carried out to evaluate the behavior and prestressing effect of prestressed composite beam by external tendon and cover plate. Behavior of prestressed composite beam, load-carrying capacity, effects of prestressing, and ultimate strength were estimated. The contribution of the section increase of the prestressing method using tendon was less than the prestressing method using cover plate. In accordance with numerical and analytical approaches, the ultimate strength of the prestressed composite beam is shown to be the same value because strength is determined according to the plastic resistance moment and the plastic neutral axis; however, both plastic resistance moment and neutral axis are not affected by prestressing force but affected by sectional stiffness of the prestressing member. Based on these approaches, we concluded that the prestressing method using tendon can be useful in applications without an increase in self-weight, and the prestressing method using high-strength cover plate can be applied to reduce the deflection of the composite beam. The prestressing method using high-strength cover plate can also be used to induce prestress of the composite beam in the case of a large deflection due to a smaller sectional stiffness of the composite beam.
PEM (proton exchange membrane) fuel cells generate only water as a by-product, and thus are in the spotlight as an eco-friendly energy source. Among the various components composing the stack of the fuel cell, research on the bipolar plate that determines the efficiency of the fuel cell is being actively conducted. The composite bipolar plate has high strength, rigidity and corrosion resistance, but has the disadvantage of having a relatively low electrical conductivity. In this study, to overcome these shortcomings, a gas diffusion layer (GDL)-composite bipolar plate assembly was developed and its performance was experimentally verified. The graphite foil coating method developed in the previous study was applied to reduce the contact resistance between the bipolar plate and the GDL. In addition, in order to improve electron path in the stack and minimize the contact resistance between the GDL and the bipolar plate, a GDL-bipolar plate assembly was fabricated using a thin metal foil. As a result of the experiment, it was confirmed that the developed GDL-bipolar plate assembly had 98% lower electrical resistance compared to the conventional composite bipolar plate.
Heidary, Hossein;Mehrpouya, Mohammad A.;Saghafi, Hamed;Minak, Giangiacomo
Structural Engineering and Mechanics
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v.73
no.6
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pp.631-640
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2020
Using backup plate is one of the most commonly used methods to decrease drilling-induced delamination of composite laminates. It has been shown that, the size of the delamination zone is related to the vertical element of cutting force named as thrust force. Also, direct control of thrust force is not a routine task, because, it depends on both drilling parameters and mechanical properties of the composite laminate. In this research, critical feed rate and thrust force are predicted analytically for delamination initiation in drilling of composite laminates with backup plate. Three common theories, linear elastic fracture mechanics, classical laminated plate and mechanics of oblique cutting, are used to model the problem. Based on the proposed analytical model, the effect of drill radius, chisel edge size, and backup plate size on the critical thrust force and feed rate are investigated. Experimental tests were carried out to prove analytical model.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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1998.10a
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pp.513-518
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1998
In Half Precast Concrete Method, such as composite slab and composite wall, Interface between half PC plate and cast-in-place concrete is occurred. And this interface endure lastly in-plane shear which is occurred by external force. Therefore, test was executed to study in-plane shear strength of interface between half PC plate and cast-in-place concrete. In this test, Experimental parameters are finishing condition of the interface, cohesion of concrete, existence and nonexistence of re-bar truss, and angle and direction of lattice of re-bar truss. Comparing and analyzing experimental results, conclusions are obtained as follows. (1) In-plane shear strength of wide interface in composite plate is more affected by the roughness of interface than re-bar truss. And cohesion of concrete contribute to increasing in-plane shear strength. Therefore it seems that the interface should be roughen and kept clean to improve in-plane shear strength. (2) It seems that shear friction equation in ACI code can be sagely available for design of in-plane shear of composite plate.
Nicholas, P. Emmanuel;Padmanaban, K.P.;Vasudevan, D.
Structural Engineering and Mechanics
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v.52
no.4
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pp.815-827
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2014
Buckling optimization of laminated composite plates is significant as they fail because of buckling under in-plane compressive loading. The plate is usually modeled without cutout so that the buckling strength is found analytically using classical laminate plate theory (CLPT). However in real world applications, the composite plates are modeled with cutouts for getting them assembled and to offer the provisions like windows, doors and control system. Finite element analysis (FEA) is used to analyze the buckling strength of the plate with cutouts and it leads to high computational cost when the plate is optimized. In this article, a genetic algorithm based optimization technique is used to optimize the composite plate with cutout. The computational time is highly reduced by replacing FEA with artificial neural network (ANN). The effectiveness of the proposed method is explored with two numerical examples.
Journal of Korean Association for Spatial Structures
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v.14
no.2
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pp.59-68
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2014
A study on the vibration and buckling analyses of laminated composite plates is described in this paper. In order to carry out the analyses of laminated composite plates, a NURBS-based isogeometric general plate element based on Reissner-Mindlin (RM) theory is developed. The non-uniform rational B-spline (NURBS) is used to represent the geometry of plate and the unknown displacement field and therefore, all terms required in this element formulation are consistently derived by using NURBS basis function. Numerical examples are conducted to investigate the accuracy and reliability of the present plate element. From numerical results, the present plate element can produce the isogeometric solutions with sufficient accuracy. Finally, the present isogeometric solutions are provided as future reference solutions.
In this paper, buckling analyses of composite plate reinforced by Graphen platelate (GPL) is studied. The Halphin-Tsai model is used for obtaining the effective material properties of nano composite plate. The nano composite plate is modeled by Third order shear deformation theory (TSDT). The elastic medium is simulated by Winkler model. Employing nonlinear strains-displacements, stress-strain, the energy equations of plate are obtained and using Hamilton's principal, the governing equations are derived. The governing equations are solved based on Navier method. The effect of GPL volume percent, geometrical parameters of plate and elastic foundation on the buckling load are investigated. Results showed that with increasing GPLs volume percent, the buckling load increases.
Based on the Mindlin plate theory, a refined discrete 15-DOF triangular laminated composite plate finite element RDTMLC with the re-constitution of the shear strain is proposed. For constituting the element displacement function, the exact displacement function of the Timoshenko's laminated composite beam as the displacement on the element boundary is used to derive the element displacements. The proposed element can be used for the analysis of both moderately thick and thin laminated composite plate, and the convergence for the very thin situation can be ensured theoretically. Numerical examples presented show that the present model indeed possesses the properties of higher accuracy for anisotropic laminated composite plates and is free of locking even for extremely thin laminated plates.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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