• 소성∙가공
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• 제14권6호
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• pp.496-501
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• 2005

Precipitates, present in most commercial alloys, can have a strong influence on strength and hardening behavior of a single crystal. The effect of thin precipitates on the anisotropy of initial slip resistance and hardening behavior of crystals is modeled in this article. For the convenience of the computational derivation and implementation, the material formulation is given in the unrelated intermediate configuration mapped by the plastic part of the deformation gradient. Material descriptions for the considered two phased aggregates consisting in lattice hardening as well as isotropic hardening and kinematic hardening are suggested. Numerical simulations of various loading cases are presented to discuss and assess the performance of the suggested model. From the results of the numerical simulation, it is found that the suggested model represents the initial plastic anisotropy at least qualitatively well and that it has an improved representation of various characteristic hardening behaviors in comparison with conventional hardening descriptions where the precipitate structure is not reflected.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제22권1호
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• pp.71-83
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• 2006

This paper deals with the effects of various moisture environments on the structural behavior of concrete beams. The presented results were obtained within a large experimental program carried out at the Laboratoire Central des Ponts et Chauss$\acute{e}$es (LCPC), with Electricit$\acute{e}$ de France (EDF) as a partner. The aim of this paper is to point out and to quantify the strains resulting from unidirectional moisture conditions: a drying gradient applied during 14 months, followed by the re-wetting of the dried surface during 9 months. The effect of reinforcement on the shrinkage and on the deformation due to water absorption is pointed out. Moreover, a lot of tests on companion cylinders and prisms were carried out to determine the mechanical characteristics of the material and help checking analysis methods. The paper focuses on numerous measurements obtained during the 23 months on one plain concrete beam and one reinforced concrete beam: variation of water content, followed by precise weighing and gammadensitometry, relative humidity measurements, local and global deformations in the three directions and deflection of the beams. Thus, the effects of drying and water absorption on the behavior of concrete structures are documented and analyzed in comparison with existing representation of water diffusion.

• Advances in nano research
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• 제10권2호
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• pp.175-189
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• 2021

In this article, frequency characteristics, and sensitivity analysis of a size-dependent laminated composite cylindrical nanoshell under bi-directional thermal loading using Nonlocal Strain-stress Gradient Theory (NSGT) are presented. The governing equations of the laminated composite cylindrical nanoshell in thermal environment are developed using Hamilton's principle. The thermodynamic equations of the laminated cylindrical nanoshell are obtained using First-order Shear Deformation Theory (FSDT) and Fourier-expansion based Generalized Differential Quadrature element Method (FGDQM) is implemented to solve these equations and obtain natural frequency and critical temperature of the presented model. The novelty of the current study is to consider the effects of bi-directional temperature loading and sensitivity parameter on the critical temperature and frequency characteristics of the laminated composite nanostructure. Apart from semi-numerical solution, a finite element model was presented using the finite element package to simulate the response of the laminated cylindrical shell. The results created from finite element simulation illustrates a close agreement with the semi-numerical method results. Finally, the influences of temperature difference, ply angle, length scale and nonlocal parameters on the critical temperature, sensitivity, and frequency of the laminated composite nanostructure are investigated, in details.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제84권5호
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• pp.605-618
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• 2022

Glass fiber reinforced polymer (GFRP) elastic gridshells consist of long continuous GFRP tubes that form elastic deformations. In this paper, a method for the form-finding of gridshell structures is presented based on the interpretable machine learning (ML) approaches. A comparative study is conducted on several ML algorithms, including support vector regression (SVR), K-nearest neighbors (KNN), decision tree (DT), random forest (RF), AdaBoost, XGBoost, category boosting (CatBoost), and light gradient boosting machine (LightGBM). A numerical example is presented using a standard double-hump gridshell considering two characteristics of deformation as objective functions. The combination of the grid search approach and k-fold cross-validation (CV) is implemented for fine-tuning the parameters of ML models. The results of the comparative study indicate that the LightGBM model presents the highest prediction accuracy. Finally, interpretable ML approaches, including Shapely additive explanations (SHAP), partial dependence plot (PDP), and accumulated local effects (ALE), are applied to explain the predictions of the ML model since it is essential to understand the effect of various values of input parameters on objective functions. As a result of interpretability approaches, an optimum gridshell structure is obtained and new opportunities are verified for form-finding investigation of GFRP elastic gridshells during lifting construction.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권5호
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• pp.641-652
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• 2022

Fluid-conveying tubes are widely used to transport oil and natural gas in industries. As an advanced composite material, functionally graded carbon nanotube-reinforced composites (FG-CNTRC) have great potential to empower the industry. However, nonlinear free vibration of the FG-CNTRC fluid-conveying pipe has not been attempted in thermal environment. In this paper, the nonlinear free vibration characteristic of functionally graded nanocomposite fluid-conveying pipe reinforced by single-walled carbon nanotubes (SWNTs) in thermal environment is investigated. The SWCNTs gradient distributed in the thickness direction of the pipe forms different reinforcement patterns. The material properties of the FG-CNTRC are estimated by rule of mixture. A higher-order shear deformation theory and Hamilton's variational principle are employed to derive the motion equations incorporating the thermal and fluid effects. A two-step perturbation method is implemented to obtain the closed-form asymptotic solutions for these nonlinear partial differential equations. The nonlinear frequencies under several reinforcement patterns are presented and discussed. We conduct a series of studies aimed at revealing the effects of the flow velocity, the environment temperature, the inner-outer diameter ratio, and the carbon nanotube volume fraction on the nature frequency.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.63-70
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• 2014

주어진 이진영상 안에 존재하는 객체를 인식하기 위해서는 영상분할과 패턴정합 과정을 거친다. 영상 내의 이진 객체들이 서로 분리되었다는 조건 하에서는 면적, 경계선의 길이, 또는 그들 사이의 비례 등과 같은 대상 전체의 특징을 기술하는 전역적 특징을 이용해서 객체를 인식할 수 있지만 객체들이 서로에 의해 부분적으로 가리어져 있으면 전역적 특징은 사용될 수 없고 점, 선분 등 객체의 부분을 기술하는 국지적 특징들을 이용해서 인식해야 한다. 본 논문에서는 모델의 경계선상의 곡률이 큰 점들을 추출하여 특징점으로 삼고, 그 가운데 두 점을 택하여 하나의 국지적 특징으로 사용한다. 또한 모델과 입력영상에서 각기 추출된 국지적 특징들을 비교하여 정합함으로써 부분적으로 가려진 객체를 인식하는 방법을 제안하고 있다. 특징점의 쌍으로 표현되는 국지적 특징을 서로 비교함에 있어서 두 점간의 거리와 양 특징점에서의 그래디언트 벡터의 사이 각을 일치시키는데 필요한 탄성변형 에너지를 이용하여 국지적 특징 사이의 유사도를 정의한다. 인식대상 객체 상의 한 특징점의 레이블을 다른 특징점의 레이블들이 얼마나 지지하는 지를 계산함으로써 부분적으로 가려진 객체를 안정적으로 인식하는 방법을 제안한다. Kimia-25 데이터에 대한 실험 결과 최대 클리크 알고리즘의 4.5배의 속도로 동일한 인식률을 얻음을 보였다.

• 한국정보과학회논문지:시스템및이론
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• 제36권5호
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• pp.404-411
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• 2009

본 논문은 Von Funck 외가 제안한 벡터장 기반 변형기술에 기반한 새로운 텍스쳐 이미지의 와핑 방법을 제안한다. 사용자는 텍스척 이미지와 텍스쳐매핑이 될 3차원 물체 표면에 두 가지 방법으로 제한조건을 지정할 수 있다: 위치 제한조건은 이미지 상의 특징점의 위치를 특정위치 (물체 표면의 대응하는 특징점 위치)로 제한하는 데 사용하며, 그라디언트 제한조건을 사용하려는 특징점 이미지의 일부분에 대한 방향과 스케일에 대해 제어가 가능하다. 이러한 제한조건으로부터 그에 대응하는 C1 연속인 속도벡터장을 이미지 공간 상에 구축하고, 구축된 벡터장을 따라 텍스쳐 이미지 상의 모든 픽셀들을 이동시킨 결과로써 최종 텍스쳐 이미지를 획득한다. 본 연구에서 구현한 텍스쳐 매핑 애플리케이션에서는 우선 대상 3차원 메쉬를 최소제곱 등각매핑(Least Squares Conformal Mapping) 방법을 사용하여 2차원 평면에 임베딩시킨다. 다음으로, 제안하는 이미지 와핑 방법을 적용하여 텍스쳐 이미지 상의 특징점이 임베딩된 메쉬의 대응하는 특징점과 일치되도록 하여 최종 텍스쳐맵을 획득한다. 이와 같은 벡터장기반 방법을 통해 기존의 텍스쳐매핑 방법보다 더욱 부드러운 이미지 와핑결과를 얻을 수 있었으며, 왜곡이 많이 생기는 요구조건을 만족하면서도 자기 오버랩이 생기지 않는 좋은 성질을 보임을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.103-108
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• 2020

일반적으로 LPG 운반선의 화물창은 국제해사기구(IMO)에서 정의한 독립형 탱크 Type A에 해당하며, 탱크의 외부는 폴리우레탄 폼으로 단열하고, 탱크는 영하 50도에서도 견딜 수 있는 값비싼 저온 강으로 제작된다. 따라서, 화물창 재료의 절감은 많은 비용의 절감으로 직결된다. 화물창은 외판, 격벽, 보강재, 웨브 프레임 및 스트링거로 구성된다. 그 중에서 외판, 격벽과 보강재는 구조해석 없이 선급 규정에 의해 설계될 수 있어 용이하게 최적 설계를 통해 설계된다. 하지만, 웨브 프레임과 스트링거는 구조해석을 통해 설계하고 선급승인을 받아야 하므로, 수없이 많은 구조해석을 포함하는 최적 설계는 사실상 수행하지 못하고, 수 십 번의 구조해석을 통해 설계치수를 결정하는 적정설계만을 수행하는 실정이다. 본 연구에서는 유한요소해석을 위해 2번 화물창을 대표 화물창으로 선정하여 8개의 하중조건을 적용하였고, 각 하중조건에 대한 선박 전체의 변형을 고려하였다. 또한, 탐색시간이 효과적인 미분 기반 최적화 기법을 통해 82,000 ㎥ LNG 운반선의 웨브 프레임을 대상으로 최소중량설계를 수행하였다. 본 연구를 통해 총 48개의 설계변수 치수를 결정하였고, 척 당 약 108 톤의 강재를 절감하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권10호
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• pp.1101-1107
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• 2014

중이온 입자가속기는 중이온을 radio frequency (RF) 주파수로 가속하는 장치이다. RF 공동부에 인가된 전기장은 입력된 RF 파에 의해 전자기파의 위상에 맞춰 중이온을 연속적으로 가속한다. 이를 위해서는 안정적으로 RF 파를 공동부 내부에 전달할 수 있는 커플러의 형상설계가 요구된다. 중이온 가속기에서의 RF 커플러는 입력부와 RF 주파수의 파를 방출하는 커플러 양 끝단 간의 온도차이가 매우 크다. 이 온도차를 극복하기 위해선 초저온(약 0K)부터 상온 간(약 300K)의 열 변형을 고려한 해석 및 설계기술이 필요하다. 본 연구는 RF 커플러의 구조에 따른 출력 전기장의 세기와 온도 분포, 열 손실과 열 변형을 고려한 내구도 분석을 통해 성능 향상을 위한 방안들을 도출하는 것을 목적으로 하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권2호
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• pp.187-194
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• 2012

일반적으로 복합재의 강도에 대한 크기 효과는 입자강화 알루미늄 복합재 제조시, 입자와 기지재를 압밀한 후 냉각할 때 입자와 기지재 사이의 열팽창계수 차에 의하여 기지재에 펀칭되는 기하적 필수 전위와, 변형 중 입자와 기지재사이의 탄소성 강성도 차로 인해 발생하는 변형률 구배 소성으로 인한 기하적 필수 전위가 주로 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 이러한 두 종류의 기하적 필수 전위를 전위 소성 이론에 입각하여 강도로 환산한 후 계층적으로 입자 주위 유한요소 영역에 할당하여 동일한 체적비에서 입자의 크기에 따라 변화하는 복합재의 파손 거동을 효과적으로 예측하였다. 이 방법을 적용함으로써 구형입자의 경우 간단한 축대칭 유한요소 모델링과 실험데이터를 연계하여 입자강화 복합재의 입자 크기 의존 강도 및 파손 효과를 수월하게 예측할 수 있음을 보였다. 또한 서로 다른 입자의 체적비 및 크기에 대하여SiC강화 알루미늄 2124-T4 복합재의 강도와 파손 거동이 분명한 차이가 있음을 보인다.