• 대한조선학회논문집
• /
• 제38권3호
• /
• pp.93-106
• /
• 2001

선체 구조에서 피로 손상을 받기 쉬운 용접 부위인 T형 이음부(T-joint) 및 호퍼 너클 이음부(hopper knuckle joint) 모델의 피로실험 및 선형탄성 파괴역학을 이용한 피로균열 진전해석을 수행하였다. 집중 응력(hot spot stress)을 적용하여 정의된 균열 개시수명(균열 깊이 1mm)을 기준으로 하는 통합된 S-N선도를 작성하였으며, 잔류응력을 고려한 피로균열 진전해석을 통하여 피로균열 진전수명을 정확히 예측할 수 있었다. 또한, 임의의 형상을 가지는 용접 이음부(weld joint)의 피로균열 진전수명에 대한 정량화의 가능성을 확인하였다.

• Journal of Magnetics
• /
• 제20권1호
• /
• pp.31-39
• /
• 2015

Macroscopic hysteresis loops and microscopic magnetic moment distributions have been determined by a three-dimensional (3D) model for exchange-coupled Sm-Co/${\alpha}-Fe$/Sm-Co trilayers with in-plane collinear easy axes. These results are carefully compared with the popular one-dimensional (1D) micromagnetic models and recent experimental data. It is found that the results obtained from the two methods match very well, especially for the remanence and coercivity, justifying the calculations. Both nucleation and coercive fields decrease monotonically as the soft layer thickness $L^s$ increases while the largest maximum energy product (roughly 50 MGOe) occurs when the thicknesses of hard and soft layers are 5 nm and 15 nm, respectively. Moreover, the calculated angular distributions in the thickness direction for the magnetic moments are similar. Nevertheless, the calculated nucleation and pinning fields as well as the energy products by 3D OOMMF are systematically smaller than those given by the 1D model, due mainly to the stray fields at the corners of the films. These demagnetization fields help the magnetic moments at the corners to deviate from the previous saturation state and facilitate the nucleation. Such an effect enhances as $L^s$ increases. When the thicknesses of hard and soft layers are 10 nm and 20 nm, respectively, the pinning field difference is as large as 30%, while the nucleation fields have opposite signs.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제42권1호
• /
• pp.91-106
• /
• 2022

Concrete-filled square stainless steel tubes (CFSSST), which possess relatively large flexural stiffness, high corrosion resistance and require simple joint configurations and low maintenance cost, have a great potential in constructional applications. Despite that the use of stainless steel may result in high initial cost compared to their conventional carbon steel counterparts, the whole-life cost of CFSSST is however considered to be lower, which offers a competitive choice in engineering practice. In this paper, a comprehensive experimental and numerical program on 24 CFSSST stub column specimens, including 3 austenitic and 3 duplex stainless steel square hollow section (SHS) stub columns and 9 austenitic and 9 duplex CFSSST stub columns, has been carried out. Finite element (FE) models were developed to be used in parametric analysis to investigate the influence of the tube thickness and concrete strength on the ultimate capacities more accurately. Comparisons of the experimental and numerical results with the predictions made by design guides ACI 318, ANSI/AISC 360, Eurocode 4 and GB 50936 have been performed. It was found that these design methods generally give conservative predictions to the ultimate capacities of CFSSST stub columns. Improved calculation methods, developed based on the Continuous Strength Method, have been proposed to provide more accurate estimations of the ultimate resistances of CFSSST stub columns. The suitability of these proposals has been validated by comparison with the test results, where a good agreement between the predictions and the test results have been achieved.

• Steel and Composite Structures
• /
• 제48권1호
• /
• pp.27-41
• /
• 2023

Under the long-term effect of corrosive environment, many cold-formed steel (CFS) structures have serious corrosion problems. Corrosion leads to the change of surface morphology and the loss of section thickness, which results in the change of instability mode and failure mechanism of CFS structure. This paper mainly investigates the elastic local buckling behavior of corroded CFS columns. The surface morphology scanning test was carried out for eight CFS columns accelerated corrosion by the outdoor periodic spray test. The thin shell finite element (FE) eigen-buckling analysis was also carried out to reveal the influence of corrosion surface characteristics, corrosion depth, corrosion location and corrosion area on the elastic local buckling behaviour of the plates with four simply supported edges. The accuracy of the proposed formulas for calculating the elastic local buckling stress of the corroded plates and columns was assessed through extensive parameter studies. The results indicated that for the plates considering corrosion surface characteristics, the maximum deformation area of local buckling was located at the plates with the minimum average section area. For the plates with localized corrosion, the main buckling shape of the plates changed from one half-wave to two half-wave with the increase in corrosion area length. The elastic local buckling stress decreased gradually with the increase in corrosion area width and length. In addition, the elastic local buckling stress decreased slowly when corrosion area thickness was relatively large, and then tends to accelerate with the reduction in corrosion area thickness. The distance from the corrosion area to the transverse and longitudinal centerline of the plate had little effect on the elastic local buckling stress. Finally, the calculation formula of the elastic local buckling stress of the corroded plates and CFS columns was proposed.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제16권6호
• /
• pp.841-850
• /
• 2004

전 세계적으로 많은 수의 크고 작은 댐이 사용되고 있으나, 콘크리트 댐의 안전성 평가에 있어서 댐 내에 필연적으로 존재하는 균열을 함께 고려한 실질적 해석은 아직 미진한 실정이다. 따라서 향후 건설될 댐에 대해서는 설계 단계에서부터 이러한 파괴역학적 해석이 뒷받침되어야 댐의 안전성 확보에 매우 유리하다고 볼 수 있다. 특히 댐 제체와 지반이 접하는 경계면은 많은 균열 발생이 예상되는 영역으로써 이 균열 사이에 작용하는 양압력의 모델링은 중력식 콘크리트 댐 해석시 매우 중요한 요소이다. 즉, 콘크리트 댐의 균열 안정성 평가는 정확한 양압력의 모델링이 선행되어야 올바른 예측이 가능하다. 댐에 있어서 양압력의 취급은 단지 댐 체제 안정성 평가를 위한 전형적인 수계산 방법으로 널리 사용되고 있으나, 양압력에 대한 유한요소 모델링 방법은 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 중력식 콘크리트 댐과 지반이 접하는 부분에 발생된 균열에 양압력이 작용할 경우, 선형탄성파괴역학의 관점에서 접근하여 양압력이 응력확대계수에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 양압력의 분포형상은 현재 등분포로 가정한 간략해석법으로 수행되고 있으나 최근의 연구 결과에 의하면 양압력 분포형상이 균열면에 따라 변화함을 보이고 있어, 본 연구에서는 수압의 형태를 등분포 형상 외에 삼각형 분포, 제형분포 및 포물선 분포 형상에 대해서도 각각 고려하여 각 분포형상별 응력확대계수를 평가하였다. 응력확대계수의 계산은 일반 8절점 등매개변수요소를 사용한 표면적분법을 사용하였으며, 자중의 영향 및 월류 수압의 영향도 함께 고려하여 해석 결과를 나타내었다.

• 자원환경지질
• /
• 제33권6호
• /
• pp.505-517
• /
• 2000

This study was undertaken to provide a drinking water quality on the basis of physicochemical properties. In this study, the 25 samples of supply waters of the Taejon area were sampled twice (February and August in 1999). Hydrochemistry of the supply water belongs to the $Ca^{2＋}$-${HCO_3}^{-1}$ type, whereas the supply water was characterized by the relatively significant enrichment of ${Ca}^{2+}$, ${Na}^{2+}$, ${K}^{2+}$, ${Cl}^{2+}$ ions and heavy metals compared to the original water from the Daecheong lake. Generally, the supply water has a mean values for $10.7^{\circ}C$ of temperature, 6.86 of pH, -12 mV of Eh, 88 ${\mu}S$/cm of EC and 70.379 mg/l of TDS in February, whereas the waters of the same sites in August are a slightly high temperature ($26.1^{\circ}C$), TDS (78.069 mg/l) and extremely high EC (442 ${\mu}S$/cm) value. These values are similar with physicochemical properties of the original lake water depending on the seasonal differences. Results of speciation calculation indicate that potentially toxic ions might exist mainly in the forms of free metal (${Cu}^{2+}$ or ${Zn}^{2+}$) and a small amount of ${CO_3}^{2-}$and ${OH}^{-}$in the supply water. The water seemed to be in equilibrium with kaolinite field of the normal stability diagrams for the natural water. Based on enrichment parameter of the supply water normalized by original lake water composition, the average value of those parameter can be calculated with nearly 1.00, but the those values for Cu＋Zn possible source of decrepit pipe lines are 126.75 in February and 115.63 in August samples. The parameter values varied with sampling sites, however, do not exceed by chemistry of drinking water standard. Solid compounds remained on the membrane filter papers after filtration are adhered to pale yellow or yellowish brown colored dissolved solids and precipitates, which are coated by 0.02 to 0.35 mm thick per 500 ml with colloidal particles of about 1 to 2${\mu}m$ size. The particles are mainly Fe-Cu-Zn compounds and partly detected to Mn and Pb.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.451-458
• /
• 2006

Automotive exhaust is suspected to be one of the major reasons of the rapid increase in greenhouse effect gases in ambient air. As the concerns regarding global worming were increased, the pressure on mobile source greenhouse gas (GHG) emission were also increased. Carbon Dioxides contribute over 90% of total GHG emission and the mobile source occupies about 20% of this $CO_2$ emission. In this study, in order to investigate $CO_2$ emission characteristics from gasoline and LPG passenger cars (PC), which is the most dominant vehicle type in Korea, 53 vehicles were tested on the chassis dynamometer. $CO_2$ emissions and fuel consumption efficiency were measured. The emission characteristics by fuel type, model year, mileage, vehicle speed and transmission type were also discussed. Test modes used in this study were NIER 10 modes and CVS-75 mode, which have been used for developing emission factors and testing new vehicles respectively. The results of this study showed that the main factors which have significant influences on the $CO_2$ emissions are fuel type, transmission type, displacement of vehicle and mileage. The correlation between $CO_2$ emission and FE was also determined by comparing $CO_2$ emission and fuel consumption efficiency. The overall results of this study will greatly contribute to domestic greenhouse gas emissions calculation and designing national strategies for climate change.

• 터널과지하공간
• /
• 제28권1호
• /
• pp.59-71
• /
• 2018

일반화된 Hoek-Brown(GHB) 파괴조건식은 GSI 지수를 통해 현장 암반의 절리상태를 체계적으로 고려하여 암반의 강도를 예측하는 파괴함수로서 암반공학적 설계에 널리 활용되고 있다. 이 연구에서는 절리성 암반에 굴착된 원형터널의 내공변위 특성을 분석하기 위하여 GHB 파괴조건식을 항복함수로 활용한 2차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. 이 과정에서 소성포텐셜 함수의 가정이 탄소성 변위 해석결과에 미치는 영향도 고찰하였다. 탄소성 해석에서는 넓은 범위의 측압비(K) 변화와 암반의 양호성을 나타내는 GSI 값의 변화가 동시에 고려되었다. 각 측압비에 대해 GSI 값의 변화에 따른 측벽변위/천정변위 비를 계산하여 내공변위 발생특성을 분석하였다. 해석결과 측벽변위/천정변위 비는 측압비의 크기뿐만 아니라 GSI 값의 범위에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 GSI 값이 매우 작은 불량한 암반의 경우 탄소성해석으로 계산한 측벽변위/천정변위 비는 탄성이론으로 계산한 결과와 반대의 경향을 보였다. 또한 소성포텐셜 함수의 형태에 따른 측벽변위/천정변위 비 변화는 대체로 유사한 경향성을 보이는 것으로 나타났다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.71-76
• /
• 2004

척추 측만증 교정 시 유합 범위에 따른 수술 후 의 효과를 분석하기 위하여 King-Moe type II 형태의 척추 측만증 환자를 대상으로 이에 대한 수학적 유한 요소 모델을 개발하였다. 유한 요소 모델을 이용하여 척추경 나사못을 이용한 고정 및 강봉 감염술 형태의 수술모사를 수행하였으며, 유합 범위를 각기 달리하여 수술 시뮬레이션 후의 척추계의 변화 즉 Cobb 각도, 첨추체 축회전, 흉추 후만각 그리고 늑골고의 변화를 정량적으로 계산하였다. 해석 결과 강봉 감염술의 경우에서 보다 강봉을 척추경 나사못에 연결시키는 과정에서 훨씬 더 많은 Cobb각도의 변화를 얻을 수 있었다. 강봉 감염술 과정에서는 약간의 Cobb각도 감소를 유발시킬 수 있었으나 오히려 척추체 축회전과 늑골 돌출고의 증가를 나타내었다 아울러 강봉과 척추경 나사못의 체결 과정이 척추 후만각 유지에도 큰 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 유합 범위를 변곡 발생 추체의 위치 보다 한 단계씩 길게(T4-12) 하여 60o의 강봉 감염술을 시행하였을 경우 Cobb 각도를 두 배 감소시킬 수 있었으나 급격한 늑골고와 첨추체 축회전량의 증가가 유발되었다. 해석 결과 유합 범위는 만곡 흠추체에서 변곡이 발생되는 위치 보다 한 레벨씩 작게 선정하는 것이 최적의 유합 범위임을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제29권6호
• /
• pp.499-512
• /
• 2016

경계반력법은 일반적인 복합법에서 필요한 진동수영역과 시간영역의 반복 작업이 필요없는 두 단계의 시간수영역 부구조법이다. 경계반력법은 다음의 두 단계로 나누어진다: (1) 진동수영역에서 선형구간과 비선형구간 경계에서 경계반력계산, (2) 시간영역에서 경계반력을 이용한 파동방사형문제 해석. 이때 시간영역에서는 파동방사형문제를 모사하기 위해 근역지반을 모델링한다. 이 연구에서는 면진원전구조물의 비선형 SSI 해석을 위한 BRM 해석의 근역지반 모델링 범위에 따른 응답을 평가하였다. 이를 위해 등가선형 SSI 문제를 이용하여 매개변수해석을 수행하였다. BRM 응답의 정확성을 평가하기 위해 BRM 응답은 재래의 SSI 해석의 응답과 비교하였다. 수치해석결과 BRM 해석을 위한 근역지반 모델링 범위는 기초의 크기뿐만 아니라 지반조건의 영향을 받았다. 마지막으로, BRM 해석을 면진원전구조물의 비선형 SSI 해석에 적용하므로 BRM의 정확성과 효율성을 입증하였다.