• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제2권1호
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• pp.28-39
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• 2016

This paper provides theoretical and experimental results to verify the crashworthiness of FH32 high-strength steel for arctic marine structures against ice impact. Assuming that side-shell structures of the Korean arctic research vessel, ARAON, with ice-notation PL10, collide with sheet ice, one-third-scale test specimens with a single transverse frame are manufactured. Impact-bending tests were conducted using a rigid steel striker that mimics sheet ice. Drop height was calculated by considering the speed at which sheet ice is rammed. Prior to impact-bending tests, tensile coupon tests were conducted at various temperatures. The impact-bending tests were carried out using test specimens fully fixed to the inside bottom frame of a cold chamber. The drop-weight velocity and test specimen deformation speed were measured using a high-speed camera and digital image correlation analysis (DICA). Numerical simulations were carried out under the same conditions as the impact-bending tests. The simulation results were in agreement with the test results, and strain rate was a key factor for the accuracy of numerical simulations.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권6호
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• pp.427-432
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• 2012

This paper presents the material properties of carbon steels for ships, and offshore structures (ASTM A131) are tested under a series of arctic and cryogenic temperature conditions. For material tension tests, among the ASTM 131 steels, Grades A and B of mild steel and Grade AH of high tensile steel have been used. The obtained mechanical properties of the materials from the material tension tests were applied in a 13,000TEU class container ship to define the effect of low temperature on the ultimate longitudinal strength of the target structure by using the ALPS/HULL intelligent supersize finite element method. The tensile coupon test results showed increased strength and nonuniform fracture strain behaviors within different grades and temperatures. Increasing the material strength resulted in increasing the ultimate longitudinal strength of the ship.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.1-10
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• 2017

In reverse engineering, one of the main tasks is reconstructing the mechanical properties of used materials. For an isotropic material, it could be defined by a single tensile test using a coupon extracted from the structure. In contrast, CFRP composites require many tests and complex procedures to define all the material properties because CFRP is an orthotropic material and a stacked laminate. In this paper, the procedure to reconstruct composite material properties is studied by using the classical lamination theory and the test data of three different laminates from a composite structure. A sample reconstruction of composite material properties using a composite car body is introduced to verify the method.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.817-827
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• 2008

본 연구에서는 기존 SM490강재와 국내에서 최근 개발된 내진용강재(SHN490, SN490)로 이루어진 특수모멘트골조의 기둥이음부를 부분용입용접으로 설계하여 내진성능평가를 위한 실물대 실험을 실시하였다. 부분용입용접에 의한 기둥이음부는 용접비용 및 공기의 절감에서 매력적 인 방안이다. 그러나 과거에 외국에서 수행된 몇몇 실험결과에 의하면 부분용입용접에 의한 후판기둥의 이음부는 인장응력에 대해 취성파단하는 거동을 보였다. 이런 이유로 인해 최근의 내진설계기준에서는 특수모멘트골조의 부분용입용접 기둥이음부의 강도는 예상 기둥소성모멘트 이상의 강도를 요구한다. 이를 반영하여 시험체의 부분용입용접 이음부의 설계강도는 AISC-LRFD의 기준식을 적용하여 기둥의 예상 소성모멘트 이상이 되도록 설계 및 제작하고 3등분점 하중으로 단조가력하였다. 압연형강 시험체 2개 및 조립형강 시험체 2개(총 4개 시험체)의 이음부 모두에서 기둥의 실제 소성모멘트 이상의 강도를 발휘하였다. 즉 AISC-LRFD의 부분용입용접 설계강도식의 신뢰성을 확인할 수 있었다. 다만 SM490 압연형강 시험체는 기둥의 소성모멘트를 발휘한 후 이음부에서 급격한 취성파단이 발생하였다. 이는 용접결함과 플랜지의 강도미달에 따른 복합적 원인에 의한 것으로 추정된다. 특히 SM490 강재의 경우는 항복강도와 인장강도가 규정치에 미달하는 등 성능편차가 큰 것으로 나타났다. 제한적 실험결과이긴 하지만 소재물성 및 이음부 거동의 측면 모두에서 내진용 신강재가 기존강재에 비해 전체적으로 우수함을 보여준 결과라 할 수 있다.

• Advances in concrete construction
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• 제2권3호
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• pp.177-192
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• 2014

One of the main applications of FRP composites is confining concrete columns. Hence identifying the cyclic and monotonic stress-strain behavior of confined concrete columns and the parameters influencing this behavior is inevitable. Two significant parameters affecting the stress-strain behavior are aspect ratio and corner radius. The present study aims to scrutinize the effects of corner radius and aspect ratio on different aspects of stress-strain behavior of FRP confined concrete specimens (rectangular, square and circular). Hence 44 FRP confined concrete specimens were tested and the results of the tests were investigated. The findings indicated that for specimens with different aspect ratios, the relationship between the ultimate stress and the corner radius is linear and the variations of the ultimate stress versus the corner radius decreases as a result of an increase in aspect ratio. It was also observed that increase of the corner radius results in increase of the compressive strength and ultimate axial strain and increase of the aspect ratio causes an increase of the ultimate axial strain but a decrease of the compressive strength. Investigation of the ultimate condition showed that the FRP hoop rupture strain is smaller in comparison with the one obtained from the tensile coupon test and also the ultimate axial strain and confined concrete strength are smaller when a prism is under monotonic loading. Other important results of this study were, an increase in the axial strain during the early stage of unloading paths and increase of the confining effect of FRP jacket with the increase and decrease of the corner radius and aspect ratio respectively, a decrease in the slope of reloading branches with cycle repetitions and the independence of this trend from the variations of the aspect ratio and corner radius and also quadric relationship between the number of each cycle and the plastic strain of the same cycle as well as the independence of this relationship from the aspect ratio and corner radius.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.443-450
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• 2012

이 연구에서는 내진구조용 강재(SN)의 냉강롤성형된 각형강관을 사용한 CFT 부재의 중심축하중에 대한 구조성능을 평가한다. 일반적으로 냉간롤성형 및 냉간프레스형성으로 인하여 각형강관의 코너부와 평판부 모두 SN강재에 비해 재질변화가 발생하며, 항복강도와 인장강도 및 항복비의 상한치가 높아지는 경향을 나타낸다. 이러한 현상은 강관의 국부좌굴 이후의 비선형거동에 의해 영향을 주며, 이는 CFT 합성 부재와 같이 비선형해석모델에 대하여 영향을 미친다. 따라서 각형강관의 가공열화도를 평가하기 위하여 각형강관의 재료시험을 수행하였고, 세장비 및 판-폭두께비를 실험변수로 하여 일축 압축력을 받는 CFT부재의 구조성능을 평가하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.283-290
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• 2014

Environmental changes, especially global climate change, are creating new routes to reduce a shipping service distance in Arctic area. The Arctic routes are shorter than 60% of existing ways Panama or Suez canal). For this reason, ship owners prefer to navigate in Arctic area and a transportation of goods though the Arctic area is increasing. But the low temperature in Arctic condition changes the material properties. Especially, the material will be brittle and strength will increase. And an ultimate strength analysis of ship stiffened panels is changed depending on temperatures. In present study, the ultimate strength analysis of stiffened panels in double hull oil tankers is performed under various low temperatures with the material properties obtained by tensile coupon test. The analytical method as named ALPS/ULSAP was used for analysis method and 6 kinds of temperature (20, 0, -20, -40, -60 and $-80^{\circ}C$) were considered to investigate the effect of Arctic conditions.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.17-24
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• 2019

탄소섬유보강폴리머(CFRP)는 경량이며, 성형성 및 작업성이 뛰어나 보수보강재료로서 널리 사용되고 있다. 하지만, 연성재료인 철근과는 달리 CFRP는 취성재료이므로, 철근에서 사용되는 전통적인 설계접근 방법을 적용하는 것은 부적합하다. 연성재료인 철근은 항복이후 요소사이의 응력재분배가 이뤄져 복합요소의 거동은 평균화된다. 따라서 복합요소의 응력 평균은 단위요소의 평균과 같고, 표준편차는 더 작아진다. 따라서 연성재료의 설계값은 증가시킬 수 있으나, 안전측, 실무적 접근에서 고정값을 사용한다. 반면 취성재료의 경우, 응력재분배를 기대하기 어려워 복합요소의 거동은 더 약한 요소에 의해 결정된다. 이에 복합요소의 응력의 평균값과 표준편차는 감소한다. 따라서 취성재료의 설계값은 요소수가 증가할수록 감소한다. 이 논문에서는 취성재료에서 정규분포를 가지는 단위요소가 요소 결합에 따라 와이블 분포를 가지게 됨을 증명하고, 이를 반영하여 하중이 작용하는 면적에 따른 물성치의 보정식을 제안하였다.