• 한국기계가공학회지
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• 제19권3호
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• pp.77-85
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• 2020

In this study, we proposed a method to replace the solid finite element model of the boiler membrane wall for coal-fired power plants using an equivalent shell model. The application of a bending load to the membrane wall creates greater displacement at both ends of the central portion when compared with the middle when an isotropic elastic constant is used in the shell model. This is inconsistent with the results of the solid model where the central portion is uniformly deformed. Here, we presented a method to determine the orthotropic elastic constants of the shell model in terms of bending stiffness and vibration characteristics to solve this problem. Our analysis of the orthotropic shell model showed that the error ratio was 0.9% for the maximum displacement due to the bending load, 0.3% for the first natural frequency, and 2.5% for the second natural frequency when compared with the solid model. In conclusion, a complicated boiler membrane wall composed of a large number of pipes and fins can be replaced with a simple shell model that shows equivalent bending stiffness and vibration characteristics using our proposed method.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권1호
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• pp.1-12
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• 2019

In this research, an efficient mixed mode I/II fracture criterion is developed for fracture investigation of orthotropic materials wherein crack is placed along the fibers. This criterion is developed based on extension of well-known Maximum Tensile Stress (MTS) criterion in conjunction with a novel material model titled as Equivalent Reinforced Isotropic Model (ERIM). In this model, orthotropic material is replaced with an isotropic matrix reinforced with fibers. A comparison between available experimental observations and theoretical estimation implies on capability of developed criterion for predicting both crack propagation direction and fracture instance, wherein the achieved fracture limit curves are also compatible with fracture mechanism of orthotic materials. It is also shown that unlike isotropic materials, fracture toughness of orthotic materials in mode $I(K)_{IC}{\mid})$ cannot be introduced as the maximum load bearing capacity and thus new fracture mechanics property, named here as maximum orthotropic fracture toughness in mode $I(K_{IC}{\mid}^{ortho}_{max})$ is defined. Optimum angle between crack and fiber direction for maximum load bearing in orthotropic materials is also defined.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.465-470
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• 2008

본 논문에서는 철도 차량용 허니콤 판재를 대상으로 음투과 손실을 검토한다. 허니콤재의 음투과 손실을 예측하는 데에는 등가 직방성 평판 모델과 등가 질량법칙을 적용한다. 음투과 손실의 예측치를 측정치와 비교하여 예측 모델의 신뢰도와 한계를 검토한다. 또한 일치효과와 국부공진 효과가 차음성능에 미치는 효과를 검토한다. 본 연구는 국부공진 주파수대역을 적절히 적용한다면, 등가 직방성 평판 모델을 허니콤재의 음투과손실 예측모델로 사용 할 수 있음을 보인다. 최종적으로, 국부 공진에 의한 차응성능의 급격한 저하에 대한 대책을 제시하고 그 차음 성능에 대한 효과를 분석한다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.82-89
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• 2007

Sound transmission characteristics are investigated on the corrugated steel and aluminium extruded panels used for railway vehicles. Sewell-Sharp-Cremer(SSC) model, equivalent orthotropic plate model and equivalent mass law are applied to predict the sound transmission loss. The predicted values of the sound transmission loss are compared with the measured values. The reliability and the limitation of the prediction models are investigated. For the corrugated panels and honeycomb panels, the coincidence and local resonance severely deteriorate the sound insulation performance around the corresponding frequency bands. The result of the study shows that the equivalent orthotropic plate model and the SSC model can be used as good prediction models, if the coincidence frequency or local resonance frequency is correctly applied.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.853-856
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• 2004

조립식 건축용 외장재로 사용되는 샌드위치판은 충분한 구조강도가 필요하기 때문에 표면재가 굴곡판 (Corrugated plate)으로 구성되는 경우가 많다. 샌드위치판의 부재로서 굴곡판을 이방성판으로 고려하면 이론 해석상 많은 어려움이 있다. 그러나 이방성판이 샌드위치판의 부재로서 다중판으로 되었을 때에는 단판에서 보인 여러 가지 현상들이 다중판 효과에 비해서 크지않음이 실험결과에서 보이고 있다. 이러한 사실에 착안하여 이방성판을 등가의 평판으로 모델링한 후 샌드위치 모델을 적용하여 이론 예측을 수행하였다. 계측결과와 비교로부터 본 연구에서 사용된 방법은 좋은 일치를 보이고 있다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권7호
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• pp.851-856
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• 2016

In this paper, the free vibration characteristics of longitudinally corrugated cylindrical shells is investigated by the theoretical analysis. The equivalent homogenization model is adapted to investigate the overall mechanical behavior of these corrugated shells. The corrugated element can be represented as an orthotropic material. Both the effective extensional and flexural stiffness of this equivalent orthotropic material are considered in the analysis. To demonstrate the validity of the proposed theoretical approach, the theoretical results are compared with those from 3D finite element analysis using ANSYS commercial code. Some numerical results are presented to check the effect of the geometric properties.

• 소음진동
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• 제10권4호
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• pp.662-668
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• 2000

Sound transmission characteristics are investigated on the aluminium extruded panels used for railway vehicles. An equivalent orthotropic plate model and mass law are applied to predict the sound transmission loss. An extruded panel specimen used in the floor of railway vehicles is manufactured and is tested to measure sound transmission loss by two reverberant chamber method. Predicted transmission loss I compared with measured values and the effect of local resonance on the transmission characteristics is identified. The results are applied to design the extruded panel having better sound insulation performance.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.433-442
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• 2003

본 연구에서는 단조하중, 반복하중, 비례하중, 비례하지 않는 하중을 받는 콘크리트 구조물의 3차원 유한요소해석을 위한 비선형 아소성 콘크리트 모델을 개발하였다. 이 구성모델은 등가일축변형률 개념을 기초로 하여 3차원 구성관계를 세 개의 서로 독립된 등가일축 구성관계로 바꾸고 이들 통하여 콘크리트의 거동을 예측하도록 모델되었다. 일축 구성관계는 Willam-Warnke의 파괴면을 이용하여 주응력공간에서 구해진 최대 압축응력으로부터 결정되었다. 특히 중수압축을 따라 재하되는 하중에 대한 콘크리트의 비선형 특성을 예측하기 위하여 파괴면에 캡면을 도입하였다. 일축 구성관계는 Popovis와 Saenz의 모델을 근거로 하여 구속응력이 증가함에 따라 취성에서 연성으로 변화하는 현상을 묘사할 수 있도록 새롭게 유도하였다. 개발된 모델을 모델의 성능을 평가하기 위하여 여러 실험결과와의 비교를 시도하였다. 먼저 일정한 구속응력과 단조하중을 받는 실험결과와 비교하였고, 이축압축실험과 비례하지 않는 하중과 반복하중을 받는 삼축압축 실험결과와 비교하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.26-35
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• 1999

The acoustic power reduction method can be used to design a quiet structure. To calculate the acoustic power radiated from a vibrating structure, the dynamic responses have to be determined. It is not easy to analyse the structure composed of the corrugated panels because of the structural complexity and the long analysing time. To make up for these defects, the equivalent orthotropic panel is presented. Also the acoustic power prediction method of the vibrating structures is proposed. As examples, the equivalent material properties of the corrugated plates are obtained and the acoustic powers of the floor structure are calculated at several frequency regions for the Korean High Speed Train.

• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.347-352
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• 2016

적층 복합재료 주름판에 대한 진동특성을 이론적 방법을 이용하여 분석하였다. 고려된 주름 형상은 사다리꼴을 기본으로 삼각형, 사각형 및 요각 사다리꼴형이다. 3차원 주름 구조물을 해석적으로 기계적 거동을 표현하는 것이 매우 어렵기 때문에 본 해석에서는 주름판의 진동특성을 분석하기 위해 등가균질모델을 적용하였다. 이를 위해 단위 주름을 직교이방성재료로 등가시켰으며, 해석에서 등가 신장 강성 및 굽힘 강성이 모두 고려되었다. 이론해석 결과의 타당성을 검증하기 위해 셸요소를 적용한 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 두 방법을 이용해 얻은 고유진동수 및 진동형상을 비교하였다. 주름판의 기하형상에 따른 영향을 분석하기 위해 다양한 수치예가 제시되었다.