• Steel and Composite Structures
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• 제50권6호
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• pp.705-720
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• 2024

Analyzing the collapse behavior of thin-walled steel structures holds significant importance in ensuring their safety and longevity. Geometric imperfections present on the surface of metal materials can diminish both the durability and mechanical integrity of steel shells. These imperfections, encompassing local geometric irregularities and deformations such as holes, cavities, notches, and cracks localized in specific regions of the shell surface, play a pivotal role in the assessment. They can induce stress concentration within the structure, thereby influencing its susceptibility to buckling. The intricate relationship between the buckling behavior of these structures and such imperfections is multifaceted, contingent upon a variety of factors. The buckling analysis of thin-walled steel shell structures, similar to other steel structures, commonly involves the determination of crucial material properties, including elastic modulus, shear modulus, tensile strength, and fracture toughness. An established method involves the emulation of distributed geometric imperfections, utilizing real test specimen data as a basis. This approach allows for the accurate representation and assessment of the diversity and distribution of imperfections encountered in real-world scenarios. Utilizing defect data obtained from actual test samples enhances the model's realism and applicability. The sizes and configurations of these defects are employed as inputs in the modeling process, aiding in the prediction of structural behavior. It's worth noting that there is a dearth of experimental studies addressing the influence of geometric defects on the buckling behavior of cylindrical steel shells. In this particular study, samples featuring geometric imperfections were subjected to experimental buckling tests. These same samples were also modeled using Finite Element Analysis (FEM), with results corroborating the experimental findings. Furthermore, the initial geometrical imperfections were measured using digital image correlation (DIC) techniques. In this way, the response of the test specimens can be estimated accurately by applying the initial imperfections to FE models. After validation of the test results with FEA, a numerical parametric study was conducted to develop more generalized design recommendations for the stainless-steel shell structures with the initial geometric imperfection. While the load-carrying capacity of samples with perfect surfaces was up to 140 kN, the load-carrying capacity of samples with 4 mm defects was around 130 kN. Likewise, while the load carrying capacity of samples with 10 mm defects was around 125 kN, the load carrying capacity of samples with 14 mm defects was measured around 120 kN.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권3호
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• pp.275-283
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• 2012

초고층 건축물의 선행 코어 후행 슬래브 접합부, 지하 연속벽과 바닥구조의 접합부, 임시 개구부 등 신구 콘크리트 접합부의 철근 이음을 위하여, 다수의 커플러를 전단키가 있는 얇은 강판에 설치한 철근 이음용 매립 강판이 최근 개발되었다. 이 공법을 사용한 접합부의 구조 성능을 검증하기 위하여, 벽체-슬래브 접합부에 대한 반복하중 실험을 실시하였다. 비교를 위해 기존에 사용되는 굽힌 철근 박스를 이용한 접합부와 이음이 없는 접합부도 함께 실험하였다. 실험 결과 철근 이음용 매립 강판을 사용한 접합부는 이음이 없는 접합부와 동일하게 [인장철근 항복]-[충분한 휨변형]-[압축 콘크리트 압괴] 후 압축 철근의 좌굴로 파괴되었다. 따라서 설계에서 가정한 충분한 연성 거동을 확인할 수 있었다. 반면, 굽힌 철근 박스를 사용한 접합부의 경우, 탄성구간에서는 철근 이음용 매립 강판과 유사하게 거동하였으나, 측면 피복 콘크리트가 빨리 탈락되었으며, 슬래브 상하부면의 겹침이음 구간에 부착 균열이 다수 발생하였다. 최종적으로 이음 없는 실험체 및 철근 이음용 매립 강판을 사용한 실험체에 비해 강도와 변형능력이 저하되었다. 또한 굽힌 후편 철근을 겹침이음한 실험체가 철근 이음용 매립 강판을 적용한 경우에 비해 강성 저하가 빠르게 진행되었다. 굽힌 후편 철근의 탄성계수는 직선 철근에 비해 낮고, 완전한 직선으로 펼 수 없기 때문에 인장력을 받으면서 일부 구간이 펴지므로 접합부의 강성을 저하시킨 것으로 판단된다. 2종류의 철근 지름(D13, D16)과 강종(SD300, SD400)에 대해, 철근이음용 매립 강판을 적용한 접합부는 공칭 강도를 충분히 상회하였다. 그러나 굽힌 후 편 철근을 사용하면 강종이 높을수록 그리고 지름이 굵을수록 휨강도가 저하되었다. 따라서 굽힌 후 편 철근의 사용에 주의가 필요하다.

• 대한치과교정학회지
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• 제34권3호
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• pp.253-260
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• 2004

치아의 활주 이동시 교정용 브라켓과 호선 사이의 마찰력은 많은 요인들, 예를 들면 브라켓과 호선의 크기, 형태 그리고 재료, 결찰방법 그리고 브라켓-호선간 각도 등과 관련이 있다. 이런 요인들 대부분에 관하여 명확한 결론이 내려져 있지만 브라켓 폭이 마찰력에 미치는 효과에 관해서는 논란이 있다. 이번 연구는 임상에서와 비슷한 모의 치아 이동시 브라켓 폭이 발생되는 마찰력의 양에 미치는 효과를 조사하기 위해 고안되었다. 폭이 다른 세 가지 브라켓 $(0.018{\times}0.025\;standard)$ 즉 좁은 것 (2.40mm), 중간 것 (3.00mm), 그리고 넓은 것(4.25mm) 등을 $0.016{\times}0.022$ 스테인레스 스틸 호선과 함께 사용하였다 세 가지 브라켓-호선 조합들은 분속 0.5mm로 4분 동안 장치 에서 움직이도록 하였고 각각 7회씩 반복 측정하였다. 생물학적인 상태를 재현하기 위해 치 아 치조 모형은 치근막과 유사한 탄성을 갖는 재료를 이용하는 간접법으로 제작되었다. 게다가 결찰력의 효과를 최소화하기 위하여 브라켓에 레진을 덧붙여서 고무로 결찰함으로써 브라켓 폭의 차이를 보상해주었다. 결과는 다음과 같다: 1. 각 브라켓-호선 조합의 최대 마찰력은; 좁은것(2.40mm): $m4.69gmf$ 중간것 (3.00mm): $72.7\pm54.98gmf$ 넓은것(4.25mm): $72.5\pm94.54gmf$ 2. 호선이 브라켓 슬롯을 지나서 나아갈수록 마찰력은 증가하였다. 3. ANOVA 사후검정 결과 임상과 비슷한 모의 실험에서 브라켓 폭은 마찰력에 아무런 영향을 미치지 않았다(p>0.05).

• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.241-248
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• 2021

전기자동차 시장이 성장함에 따라 배터리 효율을 증가시키기 위해 차량 경량화 이슈가 대두되고 있다. 이에 전기자동차 배터리 모듈을 보호하는 배터리 모듈 커버를 기존 알루미늄 소재에서 알루미늄 대비 절반 수준의 무게를 가지는 고강도/고내열성 고분자 복합소재로 대체하고자 한다. 또한 복잡한 형상에 대한 제약이 없고, 다품종 소량생산에 유리한 3D 프린팅 기술을 접목하여 기술 변화가 빠른 초기 전기자동차 시장에 대응하고자 한다. 복합소재 역학에 기반하여 압출기를 통해 가공한 단섬유 GF(glass fiber)/PC(polycarbonate) 복합소재 내 유리섬유의 임계길이(critical length)가 453.87 ㎛임을 도출하였고, 사이드 피딩(side feeding) 방식의 가공법을 택함으로써 기존 365.87 ㎛이었던 잔류섬유길이를 향상시킴과 동시에 분산성을 향상시켰다. 이에 30 wt%의 GF가 함유된 GF/PC 복합소재로 인장강도(tensile strength) 135 MPa, 탄성계수(Young's modulus) 7.8 MPa의 최적의 물성을 구현하였다. 또한 3D 프린팅 필라멘트가 상용 필라멘트 규격인 두께 1.75 mm, 표준편차 0.05 mm를 만족하기 위해서 필라멘트 압출 조건(온도, 압출속도)을 최적화하였다. 제작된 필라멘트를 통해 기공률을 최소화하며 강도를 최대화하고, 동시에 생산성 향상을 위해 프린팅 속도를 최대화하는 다중 최적화 문제를 통해 3D 프린팅 공정조건(온도, 프린팅 속도)을 최적화하였고, 이로써 기존 상용화 되어있는 동일 소재 필라멘트 대비 인장강도 11%, 탄성계수 56%가 향상된 결과를 얻었으며, 출력물의 후처리(post-process)를 통해 후처리 전 대비 인장강도 5%, 탄성계수 18%를 추가로 향상시켰다. 끝으로 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 기법을 활용하여 전기자동차 배터리 모듈 커버의 시험 규격(ISO-12405)의 Mechanical Shock test의 기준을 만족하도록 배터리 모듈 커버의 구조를 최적화하였고, 이로써 배터리 커버 시험규격을 만족하면서 동시에 알루미늄을 사용했을 때 대비 37%의 경량화를 달성하였다. 해당 연구 결과 및 연구 방법을 활용하여 향후 다양한 분야에 고분자 복합소재 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국농공학회지
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• 제26권1호
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• pp.52-72
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• 1984

This study was performed to obtain the basic data which can be applied to the use of epoxy resin mortars. The data was based on the properties of epoxy resin mortars depending upon various mixing ratios to compare those of cement mortar. The resin which was used at this experiment was Epi-Bis type epoxy resin which is extensively being used as concrete structures. In the case of epoxy resin mortar, mixing ratios of resin to fine aggregate were 1: 2, 1: 4, 1: 6, 1: 8, 1:10, 1 :12 and 1:14, but the ratio of cement to fine aggregate in cement mortar was 1 : 2.5. The results obtained are summarized as follows; 1.When the mixing ratio was 1: 6, the highest density was 2.01 g/cm$^3$, being lower than 2.13 g/cm$^3$ of that of cement mortar. 2.According to the water absorption and water permeability test, the watertightness was shown very high at the mixing ratios of 1: 2, 1: 4 and 1: 6. But then the mixing ratio was less than 1 : 6, the watertightness considerably decreased. By this result, it was regarded that optimum mixing ratio of epoxy resin mortar for watertight structures should be richer mixing ratio than 1: 6. 3.The hardening shrinkage was large as the mixing ratio became leaner, but the values were remarkably small as compared with cement mortar. And the influence of dryness and moisture was exerted little at richer mixing ratio than 1: 6, but its effect was obvious at the lean mixing ratio, 1: 8, 1:10,1:12 and 1:14. It was confirmed that the optimum mixing ratio for concrete structures which would be influenced by the repeated dryness and moisture should be rich mixing ratio higher than 1: 6. 4.The compressive, bending and splitting tensile strenghs were observed very high, even the value at the mixing ratio of 1:14 was higher than that of cement mortar. It showed that epoxy resin mortar especially was to have high strength in bending and splitting tensile strength. Also, the initial strength within 24 hours gave rise to high value. Thus it was clear that epoxy resin was rapid hardening material. The multiple regression equations of strength were computed depending on a function of mixing ratios and curing times. 5.The elastic moduli derived from the compressive stress-strain curve were slightly smaller than the value of cement mortar, and the toughness of epoxy resin mortar was larger than that of cement mortar. 6.The impact resistance was strong compared with cement mortar at all mixing ratios. Especially, bending impact strength by the square pillar specimens was higher than the impact resistance of flat specimens or cylinderic specimens. 7.The Brinell hardness was relatively larger than that of cement mortar, but it gradually decreased with the decline of mixing ratio, and Brinell hardness at mixing ratio of 1 :14 was much the same as cement mortar. 8.The abrasion rate of epoxy resin mortar at all mixing ratio, when Losangeles abation testing machine revolved 500 times, was very low. Even mixing ratio of 1 :14 was no more than 31.41%, which was less than critical abrasion rate 40% of coarse aggregate for cement concrete. Consequently, the abrasion rate of epoxy resin mortar was superior to cement mortar, and the relation between abrasion rate and Brinell hardness was highly significant as exponential curve. 9.The highest bond strength of epoxy resin mortar was 12.9 kg/cm$^2$ at the mixing ratio of 1:2. The failure of bonded flat steel specimens occurred on the part of epoxy resin mortar at the mixing ratio of 1: 2 and 1: 4, and that of bonded cement concrete specimens was fond on the part of combained concrete at the mixing ratio of 1 : 2 ,1: 4 and 1: 6. It was confirmed that the optimum mixing ratio for bonding of steel plate, and of cement concrete should be rich mixing ratio above 1 : 4 and 1 : 6 respectively. 10.The variations of color tone by heating began to take place at about 60˚C, and the ultimate change occurred at 120˚C. The compressive, bending and splitting tensile strengths increased with rising temperature up to 80˚ C, but these rapidly decreased when temperature was above 800 C. Accordingly, it was evident that the resistance temperature of epoxy resin mortar was about 80˚C which was generally considered lower than that of the other concrete materials. But it is likely that there is no problem in epoxy resin mortar when used for unnecessary materials of high temperature resistance. The multiple regression equations of strength were computed depending on a function of mixing ratios and heating temperatures. 11.The susceptibility to chemical attack of cement mortar was easily affected by inorganic and organic acid. and that of epoxy resin mortar with mixing ratio of 1: 4 was of great resistance. On the other hand, when mixing ratio was lower than 1 : 8 epoxy resin mortar had very poor resistance, especially being poor resistant to organicacid. Therefore, for the structures requiring chemical resistance optimum mixing of epoxy resin mortar should be rich mixing ratio higher than 1: 4.

• Journal of Chest Surgery
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• 제41권5호
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• pp.563-567
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• 2008

배경: 본 연구에서는 관상동맥 및 이식 가능한 도관들을 조직형태학적으로 비교하여 각 도관의 특성을 알아보고자 하였다. 대상 및 방법: 모든 표본은 해부학 실습용 사체 19구에서 얻었다 채취부위는 좌측 내흉동맥의 중앙부, 5번째 좌측 늑간동맥의 중앙부, 좌전하행지동맥의 중앙부, 좌측 요골동맥의 말단부였다. 표본은 Hematoxylin-Eosin (H&E) 염색과 Van Gieson's elastin 염색을 하여 광학현미경으로 관찰하였고, 동맥 각 층의 두께는 $Metamorpho^{(R)}$를 이용하여 측정하였으며, 동맥별로 내막(I)과 중간막(M)의 비율(I/M ratio)을 비교하였다. 통계는 SPSS 12.0을 사용하였으며, 각 동맥간의 통계적 유의성은 일원배치 분산분석을 이용하였다. 결과: 남자가 17예, 여자는 2예였으며, 평균 나이는 $61.5{\pm}9.6$세였다. 내흉동맥과 늑간동맥은 탄력형 동맥의 소견을 보였으며, 좌전하행지동맥과 요골동맥은 근육형 동맥의 소견을 보였다. 내막과 중간막의 비는 내흉동맥 $0.07{\pm}0.03$, 늑간동맥 $0.16{\pm}0.11$, 요골동맥 $0.45{\pm}0.29$, 좌전하행지동맥 $0.93{\pm}0.52$ 순으로 관찰되었다. 각 동맥간 내막증식 정도는 F=30.67, p=0.00으로 통계적 유의성이 있었다. 결론: 내흉동맥, 늑간동맥, 요골동맥, 좌전하행지동맥 순으로 내피의 과증식이 적었고, 근육형 동맥보다 탄력형 동맥에서 내피의 과증식이 적은 것을 확인할 수 있었다. 내흉동맥과 조직학적으로 유사한 늑간동맥을 이식 도관으로 사용할 수 있을 것으로 생각되며, 늑간동맥의 사용 방법에 대해서는 좀 더 연구가 필요하겠다.