• 제목/요약/키워드: Material Nonlinear

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Synthesis and Characterization of a New Photoconducting Poly(siloxane) Having Pendant Diphenylhydrazone for Photorefractive Applications

  • Lee, Sang-Ho;Jahng, Woong-Sang;Park, Ki-Hong;Kim, Nakjoong;Joo, Won-Jae;Park, Dong-Hoon
    • Macromolecular Research
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    • 제11권6호
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    • pp.431-436
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    • 2003
  • A new photoconducting polymer, diphenyl hydrazone-substituted polysiloxane, was successfully synthesized by the hydrosilylation method and characterized by FT-IR, $^1$H-NMR, and $^{29}$ Si-NMR spectroscopy. The glass transition temperature (T$_{g}$) of the polysiloxane having pendant diphenyl hydrazone was ca. 62 $^{\circ}C$, which enabled a component of a low-T$_{g}$ photorefractive material to be prepared without the addition of any plasticizers. This polysiloxane, with 1 wt% of $C_{60}$ dopant, showed a high photoconductivity (2.8 ${\times}$ 10$^{-12}$ S/cm at 70 V/${\mu}{\textrm}{m}$) at 633 nm, which is necessary for fast build-up of the space-charge field. A photorefractive composite was prepared by adding a nonlinear optical chromophore, 2-{3-[2-(dibutylamino)-1-ethenyl]-5,5-dimethyl-2-cyclohexenylidene} malononitrile, into the photoconducting polysiloxane together with $C_{60}$ . This composite shows a large orientation birefringence ($\Delta$n = 2.6 ${\times}$ 10$^{-3}$ at 50 V/${\mu}{\textrm}{m}$) and a high diffraction efficiency of 81 % at an electric field of 40 V /${\mu}{\textrm}{m}$.textrm}{m}$.EX>.

유/무기 졸-겔 재료에 비선형광학 물질의 배향특성에 대한 액정효과 (Liquid crystal effects on poling behaviour of NLO chromophore dispersed in organically modified sol-gel materials)

  • Baek, In-Chan;Seok, Sang-Il;Jin, Moon-Young;Lee, Chang-Jin
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.132-132
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    • 2003
  • Second-order nonlinear optical(NLO) materials have been extensively studied for applications in photonic devices, such as frequency doubling and electro-optical(EO) modulation, because of their large optical nonlinearity, excellent processibility, low dielectric constant, and high laser damage thresholds. The poling behaviour of NLO chromophore in organic/inorganic matrixes showed the randomization of poled NLO chromophore in the absence of poling Held. The liquid crystal molecules in a droplet showed a long-range orientational order along a director. Therefore, liquid crystal effects on poling behaviour of NLO chromophore dispersed in organically modified inorganic sol-gel materials were investigated. Using sol-gel process for the development of NLO material has received increasing attention, Organically modifked inorganic NLO sol-Eel materials are obtained via incorporation of the organic NLO active chromophore into an alkoxysilane based inorganic network. One of the most important thing in this works was that tetraethoxysilane(TEOS) and methyltrimathoxysilane(HTMS) were used as precursor followed by hydrolysis and condensation without using any acidic catalyst during the process. The NLO chromophores in the liquid crystal nanodomains were well mixed with I/O hybrid matrix, deposited on transparent ITO-coated glasses. The poling behaviour of liquid crystal effects of NLO chromophore dispersed in I/O hybrid matrix were investigated by UV-vis spectroscopy. Size distribution and morphology of the NLO chromophores doped in the liquid crystal nanodomains dispersed in I/O hybrid matrix were investigated by SEM.

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휨과 비틀림을 동시에 받는 강/콘크리트 합성 제형 박스거더의 극한강도 상호작용 (Ultimate Strength Interaction of Steel/Concrete Composite Trapezoidal Box Girders Subjected to Concurrent Action of Bending and Torsion)

  • 김경식
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.465-475
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    • 2010
  • 곡선교량시스템에서 거더는 편심하중이 없어도 교량이 가지는 곡률 자체로 인하여 휨 및 비틀림 거동을 하게 된다. 휨과 비틀림을 동시에 받는 강/콘크리트 합성 박스거더는 St. Venant 비틀림에 의해 콘크리트 바닥판에 발생하는 사인장 응력에 의해 그 극한강도가 제한된다. 합성 박스거더의 극한강도를 얻기 위하여 유한요소해석 패키지 프로그램 ABAQUS을 이용하여 재료 및 기하 비선형성뿐 아니라 콘크리트 균열후 거동 등이 고려된 비선형해석을 수행하였다. 또한 구조해석 이론에 근거한 해석적 방법론으로 합성 박스거더의 휨과 비틀림에 대한 극한강도 상호 작용이 고려된 수식을 유도하여 수치해석 결과와 비교하였다. 휨 거동에 의해 정모멘트 구간 박스거더 상부에 발생하는 종방향 압축응력은 바닥판 콘크리트의 전단강도를 일정부분 향상시켜 결과적으로 전체 박스거더의 비틀림강도가 향상되는 효과가 확인되었다. 유한요소해석 및 구조해석 이론 전개의 결과에 근거하여 강합성 박스거더의 극한강도 상호작용을 예측하는 간편한 형태의 수식이 제안되었다.

강합성 2-거더교의 가로보 배치 간격 및 소요 휨강성에 관한 연구 (A Study on the Spacing and Required Flexural Rigidity of Cross Beams in Composite Two-Steel Girder Bridges)

  • 박용명;조현준;황민오
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권1호통권68호
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    • pp.1-10
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    • 2004
  • 본 논문에서는 수직 및 수평 브레이싱을 생략하고 I-형 거더를 가로보만으로 연결한 강합성 2-거더교에서 가로보의 적정 배치간격 및 소요 휨강성의 산정을 위한 연구를 수행하였다. 이를 위해 지간 40m의 단순교와 40+50+40m의 2차로 연속교를 예제교량으로 시산 설계하였다. 본 교량에 대해 중간가로보의 배치 간격과 휨강성을 매개변수로 하여 합성전 후 고정하중, 활하중, 풍하중 및 지진하중에 대한 해석을 수행하고 설계하중조합에 대한 응력 및 활하중 분배효과를 분석하였다. 한편, 강재 거더와 가로보의 격자구조에 대해 합성전 고정하중을 고려한 재료-기하 비선형해석으로부터 횡비틀림 좌굴강도를 평가하였다. 이상의 해석 결과를 토대로 지점부 및 중간가로보의 적정 배치 간격과 소요 휨강성을 제안하였다.

Effect of hysteretic constitutive models on elasto-plastic seismic performance evaluation of steel arch bridges

  • Wang, Tong;Xie, Xu;Shen, Chi;Tang, Zhanzhan
    • Earthquakes and Structures
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    • 제10권5호
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    • pp.1089-1109
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    • 2016
  • Modified two-surface model (M2SM) is one of the steel elasto-plastic hysteretic constitutive models that consider both analysis accuracy and efficiency. However, when M2SM is used for complex strain history, sometimes the results are irrational due to the limitation of stress-strain path judgment. In this paper, the defect of M2SM was re-modified by improving the judgment of stress-strain paths. The accuracy and applicability of the improved method were verified on both material and structural level. Based on this improvement, the nonlinear time-history analysis was carried out for a deck-through steel arch bridge with a 200 m-long span under the ground motions of Chi-Chi earthquake and Niigata earthquake. In the analysis, we compared the results obtained by hysteretic constitutive models of improved two-surface model (I2SM) presented in this paper, M2SM and the bilinear kinematic hardening model (BKHM). Results show that, although the analysis precision of displacement response of different steel hysteretic models differs little from each other, the stress-strain responses of the structure are affected by steel hysteretic models apparently. The difference between the stress-strain responses obtained by I2SM and M2SM cannot be neglected. In significantly damaged areas, BKHM gives smaller stress result and obviously different strain response compared with I2SM and M2SM, and tends to overestimate the effect of hysteretic energy dissipation. Moreover, at some position with severe damage, BKHM may underestimate the size of seismic damaged areas. Different steel hysteretic models also have influences on structural damage evaluation results based on deformation behavior and low cycle fatigue, and may lead to completely different judgment of failure, especially in severely damaged areas.

Applicability of Cu-Al-Mn shape memory alloy bars to retrofitting of historical masonry constructions

  • Shrestha, Kshitij C.;Araki, Yoshikazu;Nagae, Takuya;Omori, Toshihiro;Sutou, Yuji;Kainuma, Ryosuke;Ishida, Kiyohito
    • Earthquakes and Structures
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    • 제2권3호
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    • pp.233-256
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    • 2011
  • This paper investigates the applicability of newly developed Cu-Al-Mn shape memory alloy (SMA) bars to retrofitting of historical masonry constructions by performing quasi-static tests of half-scale brick walls subjected to cyclic out-of-plane flexure. Problems associated with conventional steel reinforcing bars lie in pinching, or degradation of stiffness and strength under cyclic loading, and in their inability to restrain residual deformations in structures during and after intense earthquakes. This paper attempts to resolve the problems by applying newly developed Cu-Al-Mn SMA bars, characterized by large recovery strain, low material cost, and high machinability, as partial replacements for steel bars. Three types of brick wall specimens, unreinforced, steel reinforced, and SMA reinforced specimens are prepared. The specimens are subjected to quasi-static cyclic loading up to rotation angle enough to cause yielding of reinforcing bars. Corresponding nonlinear finite element models are developed to simulate the experimental observations. It was found from the experimental and numerical results that both the steel reinforced and SMA reinforced specimens showed substantial increment in strength and ductility as compared to the unreinforced specimen. The steel reinforced specimen showed pinching and significant residual elongation in reinforcing bars while the SMA reinforced specimen did not. Both the experimental and numerical observations demonstrate the superiority of Cu-Al-Mn SMA bars to conventional steel reinforcing bars in retrofitting historical masonry constructions.

넓은 대역폭을 가지는 소형 링 하이브리드 (Ring Hybrid Coupler with Compact Size and Wide Bandwidth)

  • 김의중;김승환;김일규;이영순;김영;윤영철
    • 한국항행학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.194-200
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    • 2009
  • 본 논문은 병렬 캐패시터와 고 임피던스 선로 그리고 CRLH-TLs (Composite Right/Left-Handed Transmission Lines)을 이용한 소형화와 대역폭 확장을 한 링 하이브리드 커플러 설계에 대한 것이다. 소형화를 위해 전송 선로의 길이를 줄이는 방법은 전송선로를 고 임피던스 선로와 병렬 캐패시터로 대체하였고, 또한 대역폭 향상을 위해서는 직렬 캐패시터와 병렬 인덕터로 구성된 CRLH 매타 재질의 비선형적인 위상특성을 이용하였다. 이렇게 제작된 링 하이브리드 커플러는 기존 커플러와 비교해서 크기는 10% 이하로 줄였으며, 대역폭은 60% 이상 확장되었음을 제시하였다.

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Nonlinear stability analysis of a radially retractable hybrid grid shell in the closed position

  • Cai, Jianguo;Zhang, Qian;Jiang, Youbao;Xu, Yixiang;Feng, Jian;Deng, Xiaowei
    • Steel and Composite Structures
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    • 제24권3호
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    • pp.287-296
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    • 2017
  • The buckling capacity of a radially retractable hybrid grid shell in the closed position was investigated in this paper. The geometrically non-linear elastic buckling and elasto-plastic buckling analyses of the hybrid structure were carried out. A parametric study was done to investigate the effects rise-to-span ratio, beam section, area and pre-stress of cables, on the failure load. Also, the influence of the shape and scale of imperfections on the elasto-plastic buckling loads was discussed. The results show that the critical buckling load is reduced by taking account of material non-linearity. Furthermore, increasing the rise-to-span ratio or the cross-section area of steel beams notably improves the stability of the structure. However, the cross section area and pre-stress of cables pose negligible effect on the structural stability. It can also be found that the hybrid structure is highly sensitive to geometric imperfection which will considerably reduce the failure load. The proper shape and scale of the imperfection are also important.

축방향 압축을 받는 다각형 단면 쉘 기둥구조의 국부좌굴강도에 관한 해석적 연구 (Finite Element Analyses on Local Buckling Strength of Polygonal-Section Shell Towers)

  • 박성미;최병호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권4호
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    • pp.1900-1907
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    • 2012
  • 일반적으로 활용되고 있는 원통형 단면쉘 구조로 이루어진 타워구조의 대형화에 한계가 있어 다각형 단면쉘 기둥구조의 활용이 대두되고 있다. 현재 대형 다각형 단면쉘 기둥구조의 국부좌굴강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 이에 3차원 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용한 다양한 변수해석 모델을 수립하여 탄성좌굴 및 비선형비탄성 변수해석을 수행하였다. 이 때, 단면제원은 대형 풍력발전타워 기둥구조에 적용하는 것을 가정하여 선정하였고, 다각형의 각형 수, 잔류응력의 크기 및 분포특성, 강재 항복강도 등의 변수를 고려한 해석결과를 토대로 다각형 단면쉘 기둥구조의 국부좌굴 특성을 분석하였다. 본 변수해석 연구결과로부터 세부적인 잔류응력 분포양상 보다는 잔류응력의 최대크기가 축방향 압축을 받는 다각형 쉘의 국부좌굴강도에 중요한 영향인자인 것을 알 수 있다. 다각형 단면 쉘 구조의 국부좌굴강도는 4변 단순지지된 평판구조의 기준을 적용하여 평가할 수 있을 것으로 판단된다.

전단벽 모형화 방법에 따른 구조해석 신뢰성에 대한 고찰 (Development of Stiffness Estimation Algorithm for Nonlinear Static Analysis of Bilinear Material Model)

  • 정성진;박세희
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.718-723
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    • 2017
  • 구조설계 실무 현장에서의 구조해석 모델링 방법을 조사해 보면, 대부분의 경우, 삼차원 구조해석을 위해 슬래브를 판요소를 이용한 메쉬의 형태로 모형화 하고, 전단벽을 쉘요소 또는 벽요소를 사용하여 모형화 하고 있다. 여기서 주목할 점은 해석모형 작성의 편의성을 위하여 전단벽을 층과 층 및 기둥선과 기둥선 사이에 존재하는 한 개의 요소로 모형화 한다는 것이다. 이와 같은 모형화 방법은 사용되는 컴퓨터 프로그램에 따라 해석 오류를 발생시킬 수 있으며, 이러한 오류는 해석 결과의 신뢰성을 저하시키게 된다. 따라서 구조해석의 신뢰성을 확보하기 위해서는 이러한 오류가 발생하는 원인을 조사하고 합리적인 모형화 방법을 찾기 위한 연구가 필요하다. 원인 분석을 위한 비교 대상 해석 프로그램은 MIDAS와 SAP2000 및 neoMAX등과 같은 상용프로그램과 요소의 강성을 추측하기 위해 연구용인 sNs를 사용하였다. 본 연구에서는, 구조해석 실무현장에서 사용하고 있는 전단벽 모형화 방법에 따른 해석오류의 원인들을 분석해 보고자 한다. 또한 이러한 분석 결과를 바탕으로 전단벽 모형화를 위한 몇 가지 고려사항들을 제시하고자 한다.