• 한국재료학회지
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• 제14권6호
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• pp.436-442
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• 2004

Elastic and plastic deformation behaviors of the high purity aluminum and the silica glass were studied using nanoindentation and finite element analysis(FEA) techniques. Berkovich- and cone-type indenters were used for the nanoindentation test. Deformation behaviors and nanoindent profiles of elastic, elastic-plastic or plastic materials were clearly visualized by FEA simulation. Effects of the penetration depth and strain hardening on the deformation behavior were examined. Pile-up and sink-in behaviors were studied by using FEA technique. Degree of pile-up or sink-in was found to be a function of the ratio of elastic modulus to yield strength of materials. FEA was found to be an effective method to study deformation behaviors of materials under nanoindentation, especially in the case when pile-up or sink-in phenomena occurred.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.831-835
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• 2008

Recently, the use of C.S.G is gradually increasing as the construction material for dam, road, revetment and so on. The strength characteristics of C.S.G is affected by various influence factors such as specimen size, maximum grain size and water contents. Therefore, When designing and constructing the C.S.G structure, it is very important for us to understand the nature of used materials well and to test it's quality. Commonly, C.S.G strength test is used the cylinders specimen size of $15{\times}30$ at KS F2405. But, the specimen size extracted from the field structure is not regular. This paper aims at offering the experimental data about the compressive strength and elasticity modulus by change of the specimen size for the effective quality control of the C.S.G structure.

• Advances in nano research
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• 제16권3호
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• pp.303-311
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• 2024

This paper conducts a thorough economic evaluation of integrating nanoparticles into concrete structures within the construction industry, aiming to elevate the material properties of concrete. Employing the Halpin-Tsai micromechanics theory for deriving the effective material properties of the nanocomposite concrete structure, the research investigates the nuanced impact of nanoparticles on various mechanical properties, including the modulus of elasticity, compressive strength, and their indirect effects on the percentage of reinforcement. Implementing the Euler theory to formulate the governing equation based on Hamilton's principle, the study delves into the pricing dynamics of nanoparticles and their influence on the overall cost structure of concrete structures. Notably, the findings reveal that a measured increase in the volume percentage of nanoparticles, up to 1%, results in a remarkable 78% improvement in elastic modulus and a substantial 142% reduction in armature percentage. Remarkably, from an economic perspective, the incremental cost associated with the integration of nanoparticles is relatively modest (around $1 per ton of concrete), considering the substantial enhancements in mechanical properties achieved.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.87-90
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• 2004

In this paper, geometrically non-linear finite element analyses were performed to study the mechanical behavior of the material system of the envelope of stratospheric airships. The microstructure of the load­bearing plain weave layer was identified and modeled. The Updated Lagrangian formulation was employed to consider the geometric non-linearity as well as the induced structural non-linearity for the fiber tows. The stress-strain behavior was predicted and the effective elastic modulus was calculated by numerical experiments. It was found the non-linear stress-strain curves were largely different from those by linear analysis with much higher non-linear elastic moduli. The difference was more distinguishable when the tow waviness was smaller.

• Composites Research
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• 제17권1호
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• pp.29-37
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• 2004

하니컴 샌드위치 복합재료(HSC) 구조물은 높은 강성 및 경량화가 요구되는 항공ㆍ우주 및 군수 산업 등에 폭 넓게 이용되고 있으며 하니컴 샌드위치 복합재료의 정확한 강도 해석에 있어서 하니컴 코어의 기계적 물성 예측이 필요하다. 본 연구에서는 하니컴 코어 벽의 굽힘, 축 방향 및 전단 변형을 고려한 에너지 법을 사용하여 하니컴 코어 재료의 각 방향 탄성계수 및 포아송 비와 같은 기계적 물성 값을 구하기 위한 예측식을 유도하고, 이 이론 예측값이 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS 6.3을 이용하여 구한 결과와 거의 일치하고 있음을 알았다. 또한 하니컴 샌드위치 복합재료 평판의 인장 실험 및 유한요소 시뮬레이션을 수행하여 변형 거동 예측 및 층간 응력을 해석하였다. 하니컴 코어층과 표면층 사이의 전단 응력의 증가는 HSC 평판의 층간분리 현상의 주원인임을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권6호
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• pp.651-659
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• 2011

최근 열출력이 향상된 신규 원자력발전소의 개발이 증가하고 있으며 배관계에 가해지는 모멘트 및 하중의 크기도 증가하는 경향이므로 배관의 파단전누설(LBB) 적용조건 여유도가 작아질 수 있다. 본 논문에서는 이러한 배관에서 LBB 적용조건을 만족시키기 위한 추가적인 여유도 확보의 한 방법으로써 균열의 비선형과 재료물성치를 고려하는 방법을 제시하였다. 균열 및 재료의 비선형을 고려하기 위하여 유한요소해석과 보(beam) 이론을 병용하였다. 원자력 배관을 모델로 하여 본 논문에서 제안한 방법으로 LBB 균열안정성 해석을 수행하였으며, LBB 여유도가 낮은 위치에서 균열 및 재료 비선형을 고려함으로 써 추가적인 LBB 여유도를 확보할 수 있음을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권2호
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• pp.227-249
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• 2016

The objective of this work is to present a zeroth-order shear deformation theory for free vibration analysis of functionally graded (FG) nanoscale plates resting on elastic foundation. The model takes into consideration the influences of small scale and the parabolic variation of the transverse shear strains across the thickness of the nanoscale plate and thus, it avoids the employ use of shear correction factors. Also, in this present theory, the effect of transverse shear deformation is included in the axial displacements by using the shear forces instead of rotational displacements as in available high order plate theories. The material properties are supposed to be graded only in the thickness direction and the effective properties for the FG nanoscale plate are calculated by considering Mori-Tanaka homogenization scheme. The equations of motion are obtained using the nonlocal differential constitutive expressions of Eringen in conjunction with the zeroth-order shear deformation theory via Hamilton's principle. Numerical results for vibration of FG nanoscale plates resting on elastic foundations are presented and compared with the existing solutions. The influences of small scale, shear deformation, gradient index, Winkler modulus parameter and Pasternak shear modulus parameter on the vibration responses of the FG nanoscale plates are investigated.

• Composites Research
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• 제32권5호
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• pp.270-278
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• 2019

본 연구에서는 섬유, 기지 및 계면으로 구성된 단방향 복합재료의 대표체적요소를 이용해서 가로방향 기계적 물성을 계면 특성 변화에 따라 예측하고 시험결과에 맞춰 계면의 특성의 보정을 실시하였다. 섬유와 기지로 모델링 된 기존의 대표체적요소는 섬유 길이방향 기계적 물성에 대해 예측 정확도가 높으나 가로방향에 대하여 어느 정도의 편차를 보인다. 따라서, 이런 차이를 보완하기 위해 계면 영역을 도입하였고, 계면의 두께, 탄성 물성과 강도 파라미터에 따라 기계적 물성을 보정하여 복합재료 대표체적요소를 통한 예측의 정확도를 향상시켰다. 그 결과, 복합재료 대표체적요소의 길이방향 물성의 정확도는 유지한 채 가로방향 강성 및 강도의 정확도가 향상됨을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.353-360
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• 2014

본 논문에서는 국내 선박해양플랜트연구소에 구축된 빙해수조의 빙특성 중에서 모형빙의 두께와 유효탄성계수 산출과정이 소개되었다. 수조에서 결빙되는 빙판은 크기가 가로 세로각각 30 m 정도에 두께는 40mm정도이다. 모형선의 실험결과를 쇄빙선 설계에 사용하기 위하여 빙 특성 정보가 필요하다. 사람이 빙판을 일부 절개하고 일일이 손으로 두께를 측정하는 것을 지양하기 위하여 초음파 기기를 사용하였는데 저주파 장비를 사용하여 작은 샘플 모형빙에 대한 두께는 계측되었다. 하지만 완벽한 계측을 위해서는 송수신 일체형 저주파 센서나 정확한 위치가 설정된 분리형 센서 혹은 고가의 특수 장치가 필요함을 확인하게 되었다. 한편 빙판의 처짐량을 간이식 LVDT로 계측하고 이를 탄성체 위에 놓인 무한 판의 특성길이 관계식에 대입하여 빙의 유효탄성계수를 산출하였는데 외국의 결과와 유사함이 입증되었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제38권4호
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• pp.459-477
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• 2011

Due to the low elastic modulus of FRP, concrete members reinforced with FRP rebars show greater deflections than members reinforced with steel rebars. Deflection is one of the important factors to consider the serviceability of horizontal members. In this study flexural test of AFRP reinforced concrete beams was performed considering reinforcement ratio and compressive strength as parameters. The test results indicated that flexural capacity and stiffness increase in proportion to the reinforcement ratio. The test results were compared with existing proposed equations for the effective moment of inertia including ACI 440. The most of the proposed equations were found to over-estimate the effective moment of inertia while the equation proposed by Bischoff and Scanlon (2007) most accurately predicted the values obtained through actual testing.