• Design & Manufacturing
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• 제15권2호
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• pp.63-69
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• 2021

Springback is an essential task to be solved in order to make high-precision products in sheet metal forming. In this study, materials with four different elastic regions were used. For the forming analysis, the change of springback caused by the frictional force generated in the flange part during hat shape forming was considered by using the AutoForm analysis program. Factors affecting frictional force were blank holder force, friction coefficient, bead R and bead height. As a result of the forming analysis, the springback increases as the material with a larger elastic region increases. In addition, as the frictional force of the flange part increased, the tensile force in the forming direction increased and the springback decreased. In particular, the blank holder force and friction coefficient had a great effect on springback in mild materials (DC04, Al6016), and the bead effectively affects all materials. Through this study, it was considered that the springback decreased as the material with a smaller elastic region and the tensile force in the forming direction increased.

• Smart Structures and Systems
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• 제34권1호
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• pp.17-23
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• 2024

Non-destructive methods are extensively utilized for assessing the integrity of rock bolts, with longitudinal wave speed being a crucial property for evaluating rock bolt quality. This research aims to propose a method for predicting reliable longitudinal wave velocities by leveraging various properties of the rock surrounding the rock bolt. The prediction algorithm employed is the Multilayer Neural Network (MNN), and the input properties includes elastic modulus, shear wave speed, compressive strength, compressional wave speed, mass density, porosity, and Poisson's ratio, totaling seven. The implementation of the MNN demonstrates high reliability, achieving a coefficient of determination of 0.996. To assess the impact of each input property on longitudinal wave speed, an importance score is derived using the random forest algorithm, with the elastic modulus identified as having the most significant influence. When the elastic modulus is the sole input parameter, the coefficient of determination for predicting the longitudinal wave speed is observed to be 0.967. The findings of this study underscore the reliability of selecting specific properties for predicting longitudinal wave speed and suggest that these insights can assist in identifying relevant input properties for rock bolt integrity assessments in future construction site experiments.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권9호
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• pp.3812-3825
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• 2024

The axial-flow-induced vibration of fuel rods in the nuclear power plant is closely related to nuclear safety. In this article, a numerical study is performed on vibration of two elastic cylinders arranged side-by-side in axial flow. Large eddy simulation is employed to predict the turbulent flow. The numerical method has been verified using the experimental root-mean-square vibration amplitude of a single cylinder. A wide range of inflow velocities u^*, incident turbulence intensity T_u and space ratio P/D have been examined, where D and P are the diameter and centre-to-centre distance of the cylinders, respectively. The results show that the vibration amplitudes increase with an increasing u^*, comparable to the case of a single cylinder in axial flow. However, the two cylinders could bend outwards during a relatively high u^* and low T_u. Although T_u significantly affects the amplitudes of the cylinders, it does not change the vibration frequency and the critical velocity at which buckling instability occurs. As the gap between the two cylinders is sufficiently small, the vibration amplitude enhances significantly due to the pronounced hydrodynamic interaction between the two elastic cylinders and surrounding fluid. The direction of buckling is no longer random but fixed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권10호
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• pp.1249-1255
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• 2011

공정열교환기는 초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 대량의 수소를 생산하기 위한 화학반응공정으로 전달하는데 필요한 핵심기기이다. Hastelloy-X 로 제작된 소형 공정열교환기 시제품이 한국원자력연구원에 있는 소형가스루프에서 성능시험이 계획되어 있다. 본 연구에서는 소형가스루프 시험조건하에서 소형 공정열교환기 시제품의 고온 구조건전성을 사전에 평가하기 위한 작업의 일환으로 소형 공정열교환기 시제품에 대한 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 탄 소성구조 해석을 수행하고 그 결과들을 정리한 것이다. 해석 결과는 공정열교환기 수정 시제품 성능시험장치 설계에 반영할 것이다.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권6호
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• pp.27-32
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• 2021

본 연구의 목적은 전기근육자극을 적용한 무릎 폄 저항운동 시 넙다리곧은근의 두께 변화에 미치는 즉각적 효과를 알아보고자 하였다. 20명의 건강한 성인을 대상으로 유사실험 단일집단 검사전-검사후 설계로 진행하였다. 대상자의 양쪽 넙다리 폄의 1RM을 탄력밴드를 이용해 간접적으로 측정하고, 탄력밴드를 이용한 무릎 폄 저항운동은 오른쪽 다리에 고강도(1RM의 80%)로, 왼쪽 다리에는 저강도(1RM의 50%로 전기근육자극을 같이 적용)로 5세트를 적용하였다. 근육 두께 측정은 초음파로 운동 전후에 넙다리곧은근(1/2 부위, 1/4 부위)에 측정하였다. 사전 테스트와 사후 테스트 사이에 전기근육자극을 적용한 탄력밴드 저강도 운동에 넙다리곧은근 두께가 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<.05). 본 연구의 결과는 전기근육자극을 결합한 탄력밴드 저강도 저항운동이 넙다리곧은근 두께를 증가시키는 데 즉각적인 효과가 있었다. 이 결과를 바탕으로 앞으로 고강도 저항운동을 할 수 없는 노령층에 전기근육자극을 적용한 저강도 저항운동을 접목하는 중재 방법의 효과에 대한 검증과 다양한 신체 부위별 운동프로그램 개발도 필요하다 여겨진다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.133-140
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• 2003

샌드위치 판은 질량에 비해 높은 강성과 강도를 갖고 있으므로 매우 효율적인 구조재로서 폭넓게 쓰이고 있다. 알루미늄 압출 샌드위치 판의 적절한 설계를 위하여는 역학적 거동 해석이 선행되어야 하나, 아직 이에 대한 연구는 미비한 상태이다. 코어가 채워져 있지 않은 중공 단면(hollow section)인 샌드위치 판의 역학적 거동 해석에는 일반적으로 상세 유한 요소 해석을 하게되나, 이는 모델링과 해석에 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 트러스(truss) 형상의 심재를 갖는 샌드위치 구조 압출재를 이방성의 판으로 치환하여 해석하는 방법을 제시하였다 적절한 이방성 후판으로의 치환을 위해 등가의 강성을 평가하는 방법을 제안하였으며, 이 등가의 강성을 판 이론에 적용하여 균일 분포 하중을 받는 사변 단순지지 조건의 알루미늄 압출재에 대한 처짐과 응력에 대해 간이 해석식을 개발하였다. 아울러 상용 유한 요소 프로그램을 이용하여 계산한 결과와 비교한 결과 제시한 간이식의 높은 정도와 효율성이 입증되었다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권1호
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• pp.20-27
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• 2017

본 연구의 목적은 목재의 세 주요 축 방향에 대하여 각 방향별 탄성계수를 비파괴적으로 측정하여 이에 따른 목재의 이방성을 검토해 보고자 하였다. 결점이 없는 SPF (spruce-pine-fir)와 Hem-fir 및 낙엽송재에 대하여 무결점 시험편을 채취하고 각 시험편에 대해 세 방향에서 초음파 속도를 측정한 다음, 이 속도와 각 재료의 밀도를 이용하여 산정된 탄성계수를 비교하였다. 시험 결과 초음파속도 및 탄성계수는 방향별로 목재의 길이방향, 방사방향, 접선방향의 순으로 나타났으며, 밀도가 높을수록 각 방향별 탄성계수가 더 높게 나타났다. 수종 간에 있어서 길이방향의 탄성계수의 차이보다 방사방향, 접선방향의 차이가 더 크게 나타났다. 산정된 탄성계수를 사용하여 재료의 이방성을 비교하여 제시하였으며, 이를 통해 강성매트릭스의 대각선 항을 산정하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제65권4호
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• pp.491-504
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• 2018

Because of sandwich structures with low weight and high stiffness have much usage in various industries such as civil and aerospace engineering, in this article, buckling and free vibration analyses of coupled micro composite sandwich plates are investigated based on sinusoidal shear deformation (SSDT) and most general strain gradient theories (MGSGT). It is assumed that the sandwich structure rested on an orthotropic elastic foundation and make of four composite face sheets with temperature-dependent material properties that they reinforced by carbon and boron nitride nanotubes and two flexible transversely orthotropic cores. Mathematical formulation is presented using Hamilton's principle and governing equations of motions are derived based on energy approach and applying variation method for simply supported edges under electro-magneto-thermo-mechanical, axial buckling and pre-stresses loadings. In order to predict the effects of various parameters such as material length scale parameter, length to width ratio, length to thickness ratio, thickness of face sheets to core thickness ratio, nanotubes volume fraction, pre-stress load and orthotropic elastic medium on the natural frequencies and critical buckling load of double-bonded micro composite sandwich plates. It is found that orthotropic elastic medium has a special role on the system stability and increasing Winkler and Pasternak constants lead to enhance the natural frequency and critical buckling load of micro plates, while decrease natural frequency and critical buckling load with increasing temperature changes. Also, it is showed that pre-stresses due to help the axial buckling load causes that delay the buckling phenomenon. Moreover, it is concluded that the sandwich structures with orthotropic cores have high stiffness, but because they are not economical, thus it is necessary the sandwich plates reinforce by carbon or boron nitride nanotubes specially, because these nanotubes have important thermal and mechanical properties in comparison of the other reinforcement.

• 한국표면공학회지
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• 제38권6호
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• pp.207-211
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• 2005

In this work a multi-layered nanostructured TiAIN/CrN superlattice coatings was synthesized using closed-field unbalanced magnetron sputtering method and the relationships between their superlattice period (1), micro-structure, hardness and elastic modulus were investigated. In addition, wear test at $500^{\circ}C$ and oxidation resistance test at $900^{\circ}C$ were performed to investigate high temperature properties of these thin films. The coatings were characterized in terms of microstructure and mechanical properties by transmission electron microscopy (TEM) and nano-indentation test. Results from TEM analysis showed that superlattice periods was inversely proportional to the jig rotation speed. The maximum hardness and elastic modulus of 37 GPa and 375 GPa were observed at superalttice period of 6.1 nm and 4.4 nm, respectively. An higher value of microhardness from TiAIN/CrN thin films than either TiAIN (30 GPa) or CrN (26 GPa) was noted while the elastic modulus was approximately an average of TiAIN and CrN films. These enhancement effects in superlattice films could be attributed to the resistance to dislocation glide across interface between the CrN and TiAIN layers. Much improved plastic deformation resistance ($H^3/E^2$) of 0.36 from TiAIN/CrN coatings was observed, compared with 0.15 and 0.16 from TiAIN and CrN, respectively. Also the wear resistance at $500^{\circ}C$ was largely increased than those of single TiAIN and CrN coatings and TiAIN/CrN coatings showed much reduced weight gain after exposure at $900^{\circ}C$ for 20 hours.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.92-98
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• 1991

일반적으로 철조 교량과 같은 구조물은 탄성지반위에 놓여있는 다지지보로 모형화 시킬 수 있다. 이러한 구조물 들에 항상 움직이는 하중이 작용하게 된다. 움직이는 하중은 특히 고속일때 구조물에 심한 운동을 일으키며 또한 구조물의 동적응력에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 탄성지반위에 놓여있는 다지지보의 동적응답을 Galerkin방법과 수치시간적분방법을 사용하여 구하였다. 시도함수로서는 제1보(고유진동수)에서 구한 직교 다항식 함수를 사용하였다. 일반적으로 가정된 해의 첫번째 항만을 사용하여도 정확한 해를 구할 수 있으나, 병진 스프링 상수값이 크거나 회전 스프링이 제일차 모우드의 기울기가 영인 지점에 위치할 경우에는 반드시 고차 모우드를 포함하여 해석해야 정확한 해를 구할 수 있다.