• Geomechanics and Engineering
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• 제32권5호
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• pp.541-551
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• 2023

Snap-buckling is one of the main failure modes of structures, because it will lead to the reduction of structural bearing capacity, durability loss and even structural damage. Boundary condition plays an important role in the research of engineering mechanics. Further discussion on the boundary conditions problems will help to analyze the dynamic and static behavior of structures more accurately. Therefore, in order to understand the dynamic and static behavior of curved beams more comprehensively, this paper mainly studies the nonlinear snap-through buckling and forced vibration characteristics of functionally graded graphene reinforced composites (FG-GPLRCs) curved beams with two different boundary conditions (including clamped-hinged and hinged-hinged) using Euler-Bernoulli beam theory (E-BBT). In addition, the effects of the curved beam radius, the GLPs distributions, number of GLPs layers, the mass fraction of GLPs and elastic foundation parameters on the nonlinear snap-through buckling and forced vibration behavior are discussed respectively.

• 한국해양공학회지
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• 제12권1호
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• pp.23-31
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• 1998

Kind 1 propeller shaft in ships is the shaft which is provided with effective measures against corrosion by sea water, or the shaft which is made of approved corrosion resistance materials. The propeller shaft other than specified above is Kind 2. Thus, this study is mainly concerned with the resistance to fatigue damage in sea water against stress concentrations due to the notches. The results obtained can be summarized as follows; (1) The stress increases with curing time, however, when the curing time reaches at 96 hours the stress becomes a constant value. The elongation decreases with curing time, however, when the curing time reaches at 48 hours the elongation becomes a constant value. Thus, in case of FRP coating on propeller shaft, it is necessary to cure for 48 hours at least. (2) The relation of $\sigma$$_n$-K$_t$ is to be classified into two parts, which is a part where fracture nominal stress, $\sigma$$_n$, decreases with increasing $K_t$, and a part where $\sigma$$_n$ is nearly constant independent of $K_t$. (3) According to a linear notch mechanics, the measure of severity controlling the fracture in notched FRP body is the notch root radius, $\rho$. The notched static strength of an arbitrary specimen will be estimated from $\sigma$$_{max}$ -1/$\rho$ curve. (4) Through the observation of cross section after fatigue test, the part of interface was kept good condition irrespective of loading conditions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권7호
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• pp.677-683
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• 2011

지금껏 TNT 폭발에 의한 피해를 계산하는 방법에는 몇 가지 실험에 의한 모델이 제안되었다. 본 논문에서는 fire-ball 중심에서 가스가 단열이라는 가정하에 연속방정식, 오일러 및 에너지 방정식에 대한 해석적 해를 얻어 TNT 가 폭발 후 팽창하는 fire-ball 에 대한 시간에 따른 반경의 변화를 얻었다. 급격히 팽창하는 fire-ball 에 의한 충격파의 전파는 Kirkwood-Bethe 가정에 의해 구하였다. 해저에서 TNT 가폭발하게 되면 fire-ball 이 생성, 팽창해 기포로 거동하게 된다. 이 기포의 주기와 최대반경에 대한 계산 값을 실험 값과 비교한 결과 계산 값은 실험 값과 잘 일치 하였다.

• 농업과학연구
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• 제47권1호
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• pp.43-58
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• 2020

Mulching plastic is used for the purpose of maintaining soil temperature, moisture, and weed and pest prevention in agriculture. Any remaining plastic after use may contaminate the soil and damage crop growth. To solve this problem, mulching plastic wrappers have been studied and developed, but the actual use rate is quite low due to their poor performance and frequent tearing of the plastic on the field. In this study, we developed a tractor attachable mulching plastic wrapper to minimize the tearing of the mulched plastic. The developed mulching plastic wrapper consists of hydraulic motors and pumps, valves, a microcontroller, and sensors. The collecting speed of the plastic mulch was calculated considering the tractor's travel speed and the radius of the collecting drum. A proportional controller was designed to control the rotating speed of the hydraulic motor as the plastic was wound around the collection drum and the radius increased. The performance of an indoor experiment was quite promising because the difference between the collecting speed predicted by the calculation and the actual collecting speed was 2.71 rpm. Based on a field verification test, the speed difference was max. 14.28 rpm; thus, the, proportional integral derivative (PID) controller needs to be considered to control the drum speed precisely. Another issue was found when the soil covered at the edge of the plastic was hardened or the road surface was uneven, the speed control was unstable, and the plastic was torn. In future research, vibrational plows will be equipped to break-up the harden soil for collecting the plastic smoothly.

• 해양환경안전학회지
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• 제23권7호
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• pp.941-947
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• 2017

컨테이너를 이용한 위험물의 해상운송이 증가함에 따라 적재불량으로 인한 위험물의 누설 등으로 선박에서 화재사고가 발생하고 있다. 한편, IMO(MSC.93)에서는 2016년 1월 1일 이후 건조되는 개방갑판상에 컨테이너를 5단 이상 적재하도록 된 모든 선박은 물분무창(Water Mist Lance, WML)이라는 소화장치를 선박에 의무적으로 비치하도록 규정하였다. 본 연구에서는 LS-DYNA를 이용하여 최적의 첨단곡률반경을 가지는 WML을 설계하기 위한 수치해석을 수행하였다. 첨단부분의 길이가 10 mm, 15 mm, 20 mm인 3가지 모델에 대한 해석결과 길이가 15 mm인 경우만 컨테이너 벽면을 관통하고, WML의 첨단부분에 손상을 일으키지 않는 결과를 나타내었다. 향후, 본 연구결과를 바탕으로 테스트용 WML를 제작하여 성능실험을 할 계획이며, 문제점은 지속적으로 개선해 나갈 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권1호
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• pp.47-56
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• 2023

Any pre-existed delamination defect present during manufacturing or induce during service loading conditions in the wingskin adherend invariably shows a greater loss of structural integrity of the spar wingskin joint (SWJ). In the present study, inter-laminar delamination propagation at the critical location of the SWJ has been carried out using contact and multi-point constraint finite elements available with commercial FE software (ANSYS APDL). Strain energy release rates (SERR) based on virtual crack closure technique have been computed for evaluation of the opening (Mode-I), sliding (Mode-II) and cross sliding (Mode-III) modes of delamination by sequential release of multi point constraint elements. The variations of different modes of SERR are observed to be significant by considering varied delamination lengths, material properties of adherends and radius of curvature of the SWJ panel. The SERR rates are seen to be much different at the two pre-embedded delamination ends. This shows dissimilar delamination propagation rates. The maximum is seen to occur in the delamination front in the unstiffened region of the wingskin. The curvature geometry and material anisotropy of SWJ adherends significantly influences the SERR values. Increase in the SERR values are observed with decrease in the radius of curvature of wingskin panel, keeping its width unchanged. SWJs made with flat FRP composite adherends have superior resistance to delamination damage propagation than curved composite laminated SWJ panels. SWJ made with Boron/Epoxy (B/E) material shows greater resistance to the delamination propagation.

• Advances in nano research
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• 제17권4호
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• pp.301-313
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• 2024

The main objective of this paper is to study vibration of sandwich cylindrical shell with damaged core and FG face sheets resting on a two-parameter elastic foundation based on three-dimensional theory of elasticity. Three complicated equations of motion for the structure under consideration are semi-analytically solved by using generalized differential quadrature method. The structures are made of a damaged isotropic core and two external face sheets. These skins are strengthened at the nanoscale level by randomly oriented Carbon nanotubes (CNTs) and are reinforced at the microscale stage by oriented straight fibers. These reinforcing phases are included in a polymer matrix and a three-phase approach based on the Eshelby-Mori-Tanaka scheme and on the Halpin-Tsai approach, which is developed to compute the overall mechanical properties of the composite material. Several parametric analyses are carried out to investigate the mechanical behavior of these multi-layered structures depending on the damage features. A detailed parametric study is carried out in order to reveal the effects of different profiles of two-parameter elastic foundation modulus, different geometrical parameters such as the mid radius-to-thickness ratio, length-to-mean radius ratio and the thickness of face sheets on the vibrational characteristics of the damaged functionally graded sandwich cylindrical shell.

• 한국가스학회지
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• 제2권2호
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• pp.1-11
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• 1998

PBL(Poly Butadiene Latex) 반응공정을 연구대상으로 하여 사고 시나리오를 작성하고 시나리오별 정량적 위험성 평가 및 사고결과 영향평가를 실시하였다. 정략적 위험성 평가결과 PBL 반응기가 반응폭주로 인한 사고확률은 $9.197{\times}10^{-5}/yr$로 나타났고, 중요도가 가장 큰 것은 압력방출장치(Relief Device)이다. 사고영향평가 결과 반응기가 폭발이 일어날 때 기준점에서의 최대폭발과압(peak overpressure)은 $5.066{\times}10^5(Pa)$이고, 유리창이 파열될 수 있는 영향(피해) 범위는 거의 공장 전 지역을 포함한다. 폭풍의 직$\cdot$간접적인 원인에 의하여 근로자가 사망할 수 있는 최대 영향반경은 27m이고, 고막의 손상을 일으키기 위한 최대 영향반경은 77m로 나타났다. PBL 반응기가 폭발했을 때 건축물과 같은 구조물이 받을 수 있는 손상 정도는 폭심으로부터 52m까지로 나타났다. 이들 평가 결과를 기준으로 효과적인 안전시설 투자에 대한 시설개선 방향을 제시하였다.

• 산업진흥연구
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• 제9권2호
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• pp.37-44
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• 2024

본 연구는 석유 화학사 생산공장에 설치된 스티렌 모노머 저장 탱크의 화구(fireball)와 증기운 폭발(VCE)에 대한 최악의 시나리오를 선정하고 피해 예측 및 사고영향을 분석하였다. 혼합잔사유 저장 탱크의 주성분인 스티렌 모노머 이상중합반응 시 화구(fireball)와 증기운 폭발(VCE)로 인한 복사열과 과압의 영향 범위는 e-CA 사고 피해 예측 프로그램을 적용하여 정량 분석하였다. 복사열과 폭발 과압의 피해 영향 범위는 각 최대 반경 1,150m와 626m로 분석된다. 복사열 4kW/m²이 미치는 1,150m 이내 사람은 20초 동안 노출 시 피부가 부풀어 오를 수 있다. 폭발 과압 21kPa이 미치는 626m 이내 건축물은 철 구조물의 손상과 기초에서 이탈될 수 있고, 사람은 신체 부상할 수 있다. 화재, 폭발 또는 누출 사고 발생 시 복사열, 과압에 의한 사업장 내 근로자, 인근 주민 또는 주변 시설물 등의 위험 정도와 수용 여부 위험 기준을 판단하고, 취급 물질 유해·위험성 파악, 비상대응체계 구축, 개선 및 투자 활동 등을 통해 사업장 피해 최소화 대책을 수립하는 데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국가스학회지
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• 제22권2호
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• pp.90-96
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• 2018

천연가스 및 석유를 정제 및 가공하는 화공플랜트에서 원료에 함유된 황화수소($H_2S$)의 누출로 인한 피해를 최소화시키기 위한 설계 기법들이 세계적으로 널리 연구되어왔다. 그러나 국내에서는 화공플랜트에서 $H_2S$ 가스 피해 최소화를 위한 별도의 뚜렷한 설계 지침 및 규제가 없는 실정이다. 그러므로 본 연구는 $H_2S$ 독성가스감지기를 설치해야 할 공정설비의 $H_2S$ 가스 함량의 정량적 기준을 500 ppm으로 제시하고 타당한 근거를 설명하였다. 또한 ALOHA 프로그램을 사용하여 과거 $H_2S$ 가스 누출 사고를 재구성하여 IDLH 값인 100 ppm까지의 확산 반경을 산출하였다. 모델링의 기상 조건은 국내 3대 석유화학단지가 위치한 울산, 여수, 대산의 조건을 각각 적용하였으며, 울산, 대산, 여수 순서로 긴 반경이 도출되었다. 비상시 안전을 위해서 본 연구에서 얻은 $H_2S$ 가스의 100 ppm까지의 확산 반경을 고려한 추가적인 $H_2S$ 독성가스감지기가 설치되어야 하고, 이때는 반드시 지역별 기후조건이 고려되어야 할 것이다.