• Steel and Composite Structures
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• 제44권1호
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• pp.105-117
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• 2022

Impact resistance efficiency of the newly designed sandwich beam with a laterally arched core as bio-inspired by the woodpecker is numerically investigated. The principal components of the beam comprise a dual-core system sandwiched by the top and bottom laminated CFRP skins. Different materials, including hot melt adhesive, high-density polyethylene (HDPE), acrylonitrile butadiene styrene (ABS), epoxy resin (EPON862), aluminum (Al6061), and mild carbon steel (AISI1018), are considered for the side-arched core layer of the beam for impact efficiency assessment. The aluminum honeycomb takes the role of the second core. Contact force, stress, damage formation, and impact energy for beams equipped with different materials are examined. A diversity in performance superiority is noticed in each of these indicators for different core materials. Therefore, for overall performance appraisal, the impact resistance efficiency index, which covers several chief impact performance parameters, of each sandwich beam is computed and compared. The impact resistance efficiency index of the structure equipped with the AISI1018 core is found to be the highest, about 3-10 times greater than other specimens, thus demonstrating its efficacy as the optimal material for the bio-inspired dual-core sandwich beam system.

• Steel and Composite Structures
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• 제53권1호
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• pp.115-121
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• 2024

The present paper deals with a comprehensive study about dynamic performance and educational economic assessment of nanocomposite structures, while it focuses on truncated conical shells. Advanced structure dynamic behavior has been analyzed by means of AI techniques, which allow one to predict and optimize their performances with good accuracy for different loading and environmental conditions. The incorporation of the AI method significantly enhances the computational efficiency and is a powerful tool in designing nanocomposites and for their structural analysis. Further, an educational assessment is provided in the context of cost and practicality related to such structures in engineering education. This study showcases the capabilities of AI-enabled methods with regard to cost reduction, improvement of structural efficiency, and enhancement of learning engagement for students through certain practical examples on state-of-the-art nanocomposite technology. The results also confirm a remarkable capability of artificial intelligence regarding the optimization of both dynamic and economic aspects, which could be highly valued for further development of nanocomposite structures.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.191-194
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• 2001

A partially coupled thermo-piezoelectric-mechanical triangular finite element model of composite laminates with surface bonded piezoelectric actuators, subjected to externally applied mechanical load, temperature change load, electric field load is developed. The governing differential equations are obtained by applying the principle of free energy and variational techniques. A higher order zigzag theory displacement field is employed to accurately capture the transverse shear and normal effects in laminated composite plates of arbitrary thickness. Nonconforming shape functions by Specht are employed in the transverse displacement variables. Numerical examples demonstrate the accuracy and efficiency of the proposed triangular plate element.

• 한국분말야금학회:학술대회논문집
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• 한국분말야금학회 2006년도 Extended Abstracts of 2006 POWDER METALLURGY World Congress Part 1
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• pp.240-241
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• 2006

Metal/diamond binary composite coatings on Al substrate without grit blasting were deposited by cold spray process with insitu powder preheating. Microstructural characterization of the as-sprayed coatings with different diamond size, strength and with/without Ti coating on diamond was carried out by OM and SEM. The assessment of basic properties such as tensile bond strength and hardness of the coatings, and the deposition efficiency was also carried out. Particular attention on the composite coatings was on the diamond fracture phenomenon during the cold spray deposition and the interface bonding between the diamond and the Fe-based metal matrix.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권5호
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• pp.1093-1097
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• 2020

A composite iodine sorbent was obtained in the form of porous polymer matrix with activated carbon particles impregnated with triethylenediamine deposited on its surface. A comparative assessment of the radioactive methyliodide capturing efficiency by the composite sorbent and a sample of industrial charcoal sorbent was conducted. It was shown that under the selected testing conditions, the hydraulic resistance of the composite sorbent is lower, and the sorption capacity is higher than that of the industrial charcoal sorbent. A method for comparing the effectiveness of iodine sorbents, based on the calculation of the ratio of the sorption capacity index to the minimum capacity index, needed for the required purification degree was proposed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제55권4호
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• pp.801-813
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• 2015

Flexural stiffness of bridge spans has become even more important parameter since Eurocode 1 introduced for railway bridges the serviceability limit state of resonance. For simply supported bridge spans it relies, in general, on accurate assessment of span moment of inertia that governs span flexural stiffness. The paper presents three methods of estimation of the equivalent moment of inertia for such spans: experimental, analytical and numerical. Test loading of the twin truss bridge spans and test results are presented. Recorded displacements and the method of least squares are used to find an "experimental" moment of inertia. Then it is computed according to the analytical method that accounts for joint action of truss girders and composite deck as well as limited span shear stiffness provided by diagonal bracing. Finally a 3D model of finite element method is created to assess the moment of inertia. Discussion of results is given. The comparative analysis proves efficiency of the analytical method.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권2호
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• pp.51-58
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• 2010

본 연구는 차량 이동하중을 받는 손상된 콘크리트 슬래브교량의 강성저하를 규명하고, 복합신소재를 사용하여 보강 후 성능평가를 수행한다. 특히 마이크로 유전알고리즘에 의한 역해석에 기반하여 보강 전 후 각 요소에서의 강성변화를 수정된 2차변수 Gaussian 분포함수를 사용하여 정식화하였다. 본 연구에서 제안한 방법은 기존의 요소기반 접근 방식에 비하여 수치해석적인 관점에서 효율성을 갖는다. 개발한 알고리즘은 3차원 솔리드 요소를 사용하여 모델링한 교량의 동적 거동 시뮬레이션으로부터 계측한 데이터를 사전정보로 사용하여 검증하였다. 몇 가지 수치예제는 본 연구에서 개발한 방법이 실제교량과 수치모델간의 차이로 인한 오차 및 노이즈 등으로 인한 동적 계측치 오류 등이 고려되었음에도 강성분포 추정 및 성능 평가를 효율적으로 수행함을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5C호
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• pp.199-206
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• 2009

본 연구에서는 수평하중을 받는 강관합성 말뚝의 역학적 특성을 평가하기 위하여 서로 다른 단면 특성을 가진 모형 말뚝에 대하여 실내 모형 실험을 수행하였다. 지반 반력의 효율적인 모사를 위하여 스프링 장치를 이용한 지반 반력 시스템을 개발하였으며, 축하중 및 수평하중을 독립적으로 재하할 수 있는 하중 재하 시스템을 적용하여 사용하중 상태에서의 말뚝의 수평방향 거동 특성을 평가하였다. 강관합성 말뚝은 기존의 현장타설 말뚝에 비하여 증가된 수평저항 특성을 보여주며, 강관 합성 효과에 의하여 강관 및 철근 콘크리트의 수치합 보다 큰 수평 극한강도를 발휘하는 것을 확인하였다. 또한, 전단 연결재의 사용에 따른 강관-콘크리트의 일체화 거동을 검토하였으며, 고강도 콘크리트의 사용에 따른 강관합성 말뚝의 하중 지지성능을 평가하였다. 이와 함께, 강관합성 말뚝의 강관에 의한 내부 철근망의 대체 가능성 여부를 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권11호
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• pp.1131-1137
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• 2017

최근 자동차 분야에서의 $CO_2$ 배출 및 연비에 대한 규제가 강화되고 있다. 이에 따라 여러 기업들은 차체 및 차량부품에 복합재료를 적용하여 경량화를 이루고 연비향상을 통해 규제를 만족하고자 한다. 특히 현가파트 중 강한 하중을 받는 로어 컨트롤 아암의 경우, 운전조건을 만족하기 위해 대부분 두껍고 무겁게 설계된다. 따라서, 로어 컨트롤 아암의 경량화 및 그에 따른 내구성평가가 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 먼저 유한요소해석을 통해 하중조건에 따른 강도 및 강성 해석 값이 경계조건을 만족하는지 확인하기 위하여 구조해석을 수행하였다. 해석 과정에는 주응력 값을 기준으로 평가하고 관성 제거기법을 적용하였다. 또한, 이를 바탕으로 응력-수명법을 이용하여 내구성평가를 실시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권4호
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• pp.395-402
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• 2007

허용응력설계법과 강도설계법으로 설계된 강합성 플레이트 보강형과 콘크리트 보강형으로 구성된 장대교량인 복합사장교의 확률적 위험도 평가를 수행하였다. 최대 축력, 전단력 및 정 부모멘트 발생단면에 기초한 위험단면에 대해 AFOSM 알고리즘과 시뮬레이션기법을 사용하여 케이블, 주탑, 보강형 및 강-콘크리트 접합부의 요소신뢰성을 평가하였다. 체계신뢰성해석을 위해, 케이블, 주탑 및 콘트리트와 강합성 보강형으로 구성된 복합사장교의 시스템을 조합 파괴모드로 모델링하였으며, 이를 통해 전체 구조시스템의 파괴확률과 신뢰성지수를 산출하였다. 본 연구를 통해 복합사장교의 거동특성에 기초한 파괴모드를 제안하였고 위험도평가 방법으로서 부분 ETA기법의 효용성을 확인하였다.