• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.77-93
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• 1999

본 연구에서는 충격횡압력을 받는 선체 판부재의 붕괴강도 특성을 분석하고 충격하중 효과를 고려한 간이 구조설계식을 제시하고자 한다. 충격횡압력하에 판부재의 붕괴거동을 분석하기 위해 기존의 실험결과와 더불어 범용 비선형 유한요소해석 프로그램인 STARDYNE을 이용하였다. 이론적 방법으로는 먼저 강소성이론을 이용하여 정적 횡압력을 받는 판부재에 대한 붕괴강도식을 도출하였다. 또한, 변형률속도 효과를 고려하여 충격 횡압력 문제에도 적용하였다. 실제 판부재에 적용 예로써 충격횡압력을 받는 강판부재와 알루미늄합금 보강판부재에 대한 붕괴거동을 분석하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권2호
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• pp.210-224
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• 2010

The aim of the present study is to investigate the buckling strength of plates and stiffened panels with opening under transverse thrust and shear actions. It is observed that the existing design formulation for critical-buckling strength of plates are not valid for perforated plates, because the current design formulation trends can significantly overestimate or underestimate the load-carrying capacity of plates when plates have large opening and/or are thick. A series of eigen value and elastic.plastic large deflection finite element analyses are carried out with varying the aspect ratio of plate, the opening size and location on plate until and after the ultimate strength is reached. Based on the results obtained from the present study, closed-form design formulations for the elastic buckling strength of plates and stiffened panels with opening are derived. The derived design formulations are considered plasticity correction of the material and verified by experimental tests and results of nonlinear finite element computations.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제17권1호
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• pp.1-14
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• 2004

Numerical solution to linear bending analysis of circular plates is obtained by the method of harmonic differential quadrature (HDQ). In the method of differential quadrature (DQ), partial space derivatives of a function appearing in a differential equation are approximated by means of a polynomial expressed as the weighted linear sum of the function values at a preselected grid of discrete points. The method of HDQ that was used in the paper proposes a very simple algebraic formula to determine the weighting coefficients required by differential quadrature approximation without restricting the choice of mesh grids. Applying this concept to the governing differential equation of circular plate gives a set of linear simultaneous equations. Bending moments, stresses values in radial and tangential directions and vertical deflections are found for two different types of load. In the present study, the axisymmetric bending behavior is considered. Both the clamped and the simply supported edges are considered as boundary conditions. The obtained results are compared with existing solutions available from analytical and other numerical results such as finite elements and finite differences methods. A comparison between the HDQ results and the finite difference solutions for one example plate problem is also made. The method presented gives accurate results and is computationally efficient.

• Advances in concrete construction
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• 제7권1호
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• pp.39-50
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• 2019

This study presents a comprehensive experimental investigation on mostly encountered types of Reinforced Concrete Haunched Beams (RCHBs) where three modes of RCHBs investigated; the diversity of studied beams makes it a pioneer in this topic. The experimental study consists of twenty RCHBs and four prismatic beams. Effects of important parameters including beam type, the inclination angle, flexure and compressive reinforcement, shear reinforcement on mechanical behavior and failure mode of each mode of RCHBs were examined in detail. Furthermore crack propagation at certain load levels were inspected and visualized for each RCHB mode. The results confirm that RCHBs have different behavior in shear as compared to the prismatic beams. At the same time, different mechanical behavior was observed between the modes of RCHBs. Therefore, RCHBs were classified into three modes according to the inclination shape and mode of failure (Modes A, B and C). However, it was observed that there is no significant difference between RCHBs and prismatic beams regarding flexural behavior. Moreover, a new and unified formula was proposed to predict the critical effective depth of all modes of RCHBs that is very useful to predict the critical section for failure.

• Computers and Concrete
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• 제31권3호
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• pp.173-184
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• 2023

In this study, the flexural behaviors of one- and two-way reinforced concrete (RC) slabs strengthened with carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) strips under impact loads were investigated. The flexural strengthening of RC slabs under simulated static monotonic loads has been comprehensively studied. However, the flexural behavior of RC slabs strengthened with CFRP strips has not been investigated extensively, particularly those conducted numerically. Nonlinear three-dimensional finite element models were developed, executed, and verified against previous experimental results, producing satisfactory models with approximately 4% error. The models were extended to a parametric study, considering three geometric parameters: the slab rectangularity ratio, CFRP strip width, and CFRP strip configuration. Finally, the main results were used to derive a new formula for predicting the total deflection of RC slabs strengthened with CFRP strips under impact loads with an error of approximately 10%. The proposed equation reflected the slab rectangularity, CFRP strip width, equivalent slab stiffness, and dropped weight. Results indicated that the use of CFRP strips enhanced the overall impact performance, the wider the CFRP width, the better the enhancement. Moreover, the application of diagonally oriented CFRP strips diminished the cracking zone compared to straight strips. Additionally, the diagonal orientation of CFRP strips was more efficient for two-way slabs while the vertical orientation was found to be better in the case of one-way slabs.

• Wind and Structures
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• 제39권1호
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• pp.47-69
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• 2024

Pounding of structures may result in considerable damages, to the extent of total failure during severe lateral loading events (e.g., earthquakes and wind). With the new generation of tall buildings in densely occupied locations, wind-induced pounding becomes of higher risk due to such structures' large deflections. This paper aims to develop mathematical formulations to determine the maximum pounding force when two adjacent structures come into contact. The study will first investigate wind-induced pounding forces of two equal-height structures with similar dynamic properties. The wind loads will be extracted from the Large Eddy Simulation models and applied to a Finite Element Method model to determine deflections and pounding forces. A Genetic Algorithm is lastly utilized to optimize fitting parameters used to correlate the maximum pounding force to the governing structural parameters. The results of the wind-induced pounding show that structures with a higher natural frequency will produce lower maximum pounding forces than those of the same structure with a lower natural frequency. In addition, taller structures are more susceptible to stronger pounding forces at closer separation distances. It was also found that the complexity of the mathematical formula from optimization depends on achieving a more accurate mapping for the trained database.

• 대한치과교정학회지
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• 제29권6호
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• pp.673-688
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• 1999

본 연구는 multiloop edgewise arch wire(MEAW)의 기계적 특성을 분석하기 위해, 1) 개별 브라켓간 부위에서의 MEAW의 하중변형률을 수종의 재질로 된 동일 규격의 교정용 호선과 비교하고, 2)개별 브라켓간 부위와 multi-L-loop 부위(측절치 브라켓의 원심연과 제2대구치 튜브의 근심연간의 거리)에서의 wire stiffness를 비교하며, 3)단일 L-loop와 multi-L-loop의 하중변형률에 대한 공학적 이론식을 유도하여 MEAW의 하중변형특성을 규명하고자 시행하였다. 5가지의 서로 다른 수평길이를 지닌 L-loop와 5개의 L-loop로 구성된 상하악의 multi-L-loop를 .$016\times.022$ inch의 stainless steel 강선으로 제작하였고, .$016\times.022$ inch의 Plain stainless steel, TML NiTi를 준비하였다. Instron model 4466 만능시험기에 50N 용량의 load cell을 부착하여 crosshead의 속도 1.0min/분, 브라켓간 부위의 시험시에는 최대변위량 1.0mm로 각 브라켓간격에서 측정하였고, multi-L-loop부위의 경우는 최대변위량 10mm, 42mm의 거리에서 측정하였다. 반복된 실험에 의해 발생할 수 있는 응력에 따른 물리적 성질 변화의 가능성을 배제하기 위해 각 조건마다 동일한 5개의 시편을 사용하였다. 측정된 하중변형률과 각 실험의 브라켓간격을 이용하여 각 브라켓부위에서의 L-loop의 wire stiffness number를 계산하였고 이를 multi-L-loop의 그것과 비교하였다. 5개의 loop로 구성된 multi-L-loop를 35개의 직선구간으로 나누어 각 구간의 에너지를 계산, 총합을 낸 후 가해진 외력으로 미분하여 하중변형률의 이론식을 유도하였으며, 이를 wire stiffness로 환산하여 단일 L-loop의 wire stiffness와 비교하였다. 그 결과는 다음과 같았다. 1) 각 브라켓 간격에서의 L-loop의 하중변형률은 평균적으로 stainless steel wire의 1/5.16, NiTi의 1/l.53, TMA의 1/2.47이었다. 2) multi-L-loop부위 에서의 MEAW의 wire stiffness는 개개 브라켓간 간격에서보다 평균 1.53배 더 높았고, 같은 부위에서의 NiTi보다 1.9배 더 높았다. 3) 유도된 하중변형률의 이론식에 따르면, 부위에 따라서 wire stiffness의 차이를 보이지 않는 직선 강선과는 달리, L-loop가 부여된 경우, 개별 L-loop의 ire stiffness는 전체 multi-L-loop의 wire stiffness보다 낮은 것으로 나타났다. 이상의 연구결과로 미루어 볼 때, MEAW는 개별적인 치아이동을 허용하면서, 가해진 교정력을 효과적으로 전체 치열로 전달할 수 있는 독특한 기계적 특성을 지니고 있는 것으로 생각된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.237-245
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• 2010

최근 장스팬 구조물의 건설이 증가하면서 슬래브의 시공도중 처짐 문제가 중요한 이슈 중의 하나로 대두되고 있다. 특히, 건축물의 경우 골조공기를 단축하기 위하여 콘크리트의 소요강도가 발현되기 이전에 거푸집을 조기 탈형함으로써 구조물의 품질저하를 초래하고 있다. 이러한 시공하자를 없애고 공기단축을 실현하기 위해서는 콘크리트의 조기 재령에서의 강도 및 강성 발현에 관한 연구를 수행하여 재령에 따른 강도 및 탄성계수 발현 모델의 구축이 필요하다. 기존의 설계기준에서 제시하고 있는 콘크리트 모델은 미성숙단계인 조기재령 콘크리트의 역학적 특성을 제대로 반영하지 못한다는 연구결과들이 있다. 따라서, 이 연구에서는 조기 재령에서의 재령에 따른 콘크리트의 재료실험을 수행하였다. 실험 결과를 바탕으로 기존 국내외 설계기준에서 제시하고 있는 강도 및 탄성계수 제안식의 적합성을 평가하며, 최종적으로 조기재령에서의 콘크리트 강도와 강성간의 발현 관계 모델을 구축함으로써, 향후 공기단축 공법의 개발 및 슬래브 처짐에 따른 하자를 방지할 수 있는 초기 재료 모델을 제시하도록 하였다. 재료실험은 재령 1, 3, 7, 14, 28일에 실시하였으며, 총 159개의 실린더형 공시체의 실험 결과를 분석하여 콘크리트의 조기재령에서 압축강도와 탄성계수 간의 상관관계를 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.134-140
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• 2017

본 연구에서는 양생조건이 다른 압축강도 90 MPa 수준의 고강도 콘크리트 부재의 휨거동 실험을 수행하였다. 실험변수는 정상 및 저온 양생 조건, 인장 철근량 및 콘크리트 압축강도 수준 등을 고려하였다. 8개의 보 부재를 제작하여 휨 실험을 수행하였으며 균열 간격, 하중-처짐 관계, 하중-변형률 관계 및 연성지수를 파악하였다. 실험결과는 철근량이 증가함에 따라 균열 개수는 증가하고 균열간격은 감소하는 경향을 나타내며, 콘크리트 강도가 높을수록 균열개수가 줄어들기는 하지만 그 효과는 철근량보다는 상당히 작은 것을 알 수 있었다. 설계기준에서 제안된 평균 균열 간격 식과 비교한 결과, 실험결과가 제안식의 결과보다 약간 크게 나타났으나, 제안식은 콘크리트 강도 및 양생조건을 반영하지 못하는 문제점이 있다. 정상 양생된 부재들의 연성지수는 3.36~6.74이며, 저온 양생된 부재들의 연성지수는 1.51~2.82으로 나타나, 저온 양생된 부재들의 거동은 정상 양생된 부재들에 비해서 연성도지수가 저감됨을 확인하였으며, 본 연구와 기존 연구의 연성지수를 비교한 결과, 고강도 콘크리트 부재의 연성지수는 선행연구의 보통강도 콘크리트의 연성지수 보다 크게 나타났으나, 더 구체적인 결과를 파악하기 위해서는 추가연구가 필요하다고 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권6호
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• pp.811-824
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• 1995

CANDU 핵연료봉의 휨 열적 휨 멘트와 수력학적 견인력 및 기계적 하중에 기인하는 휨 모멘트에 의하여 일어난다. 여기서, 연료봉 휨은 연료봉 축방향 중심선으로부터의 측면 처짐으로 정의한다. 본 논문에서는 연료봉 축방향 중심선에 대한 비대칭 온도불포에 의해 핵연료 피복관 자체와 피복관과 소결체의 상호작용 부위에서 발생하는 열적 휨만을 취급한다. 이를 위해 1).소결체와 피복관사이의 기계적 상호작용을 무시한 조건에서의 핵연료 피복관의 휨과 2) 소결체와 피복관의 온도 변화에 기인하여 발생하는 소결체와 피복관 사이의 기계적 상호작용을 고려한 조건에서의 연료봉 휨을 혼합 고려하고, 각각에서 피복관의 비대칭 온도분포가 (i) 냉각재의 불완전한 혼합에 따른 비균질 냉각재 온도, (ii) 핵연료 피복관과 냉각재 사이의 비균질한 열전달 계수, (iii) 핵연료내 반경 방향으로의 중성자속 감쇄에 의한 비대칭 열 발생 등의 복합적효과에 의해 발생되는 것으로 고려하여 피복관의 대칭온도 분포까지 포함 할 수 있는 열적 휨의 일반적 해석 공식을 제시하였다. 본 휨 공식에 사용되는 모든 변수에 대한 민감도 분석을 통해, 핵연료봉 길이, 피복관 내경, 냉각재 평균 온도 및 변화 인자, 소결체 -피복관 기계적 상호 작용 인자, 중성자속 감쇄 인자, 핵연료 열팽창 계수, 피복관-냉각재 열전도 계수 등의 변화가 피복관 두께, 피복관-냉각재 열전달 계수, 피복관 열팽창 계수, 핵연료-피복관 열전달 계수 등의 변화보다 핵연료봉의 열적 휨에 상대적으로 더욱 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다.