• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권6호
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• pp.1069-1084
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• 2014

The long-term performance of plates resting on viscoelastic foundations is a major concern in the analysis of soil-structure interaction. As a powerful mathematical tool, fractional calculus may address these plate-on-foundation problems. In this paper, a fractionalized Zener model is proposed to study the time-dependent behavior of a uniformly loaded rectangular thin foundation plate. By use of the viscoelastic-elastic correspondence principle and the Laplace transforms, the analytical solutions were obtained in terms of the Mittag-Leffler function. Through the analysis of a numerical example, the calculated plate deflection, bending moment and foundation reaction were compared to those from ideal elastic and standard viscoelastic models. It is found that the upper and lower bound solutions of the plate response estimated by the proposed model can be determined using the elastic model. Based on a parametric study, the impacts of model parameters on the long-term performance of a foundation plate were systematically investigated. The results show that the two spring stiffnesses govern the upper and lower bound solutions of the plate response. By varying the values of the fractional differential order and the coefficient of viscosity, the time-dependent behavior of a foundation plate can be accurately captured. The fractional differential order seems to be dependent on the mechanical properties of the ground soil. A sandy foundation will have a small fractional differential order while in order to simulate the creeping of clay foundation, a larger fractional differential order value is needed. The fractionalized Zener model is capable of accounting for the primary and secondary consolidation processes of the foundation soil and can be used to predict the plate performance over many decades of time.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제12권4호
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• pp.18-25
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• 2018

가공의 정밀도와 난삭재 가공이 요구되는 항공기부품용 공작기계의 헤드프레임 구조는 정밀 고속가공을 위해 경량화 및 절삭력에 의한 변형최소화가 필요하다. 본 논문에서는 고강성 경량화 구조 최적설계를 위해 유한요소해석을 수행하여 초기형상을 설계하였고, 컴플라이언스를 최소화하여 경량, 고강성 및 저진동 구조의 위상 최적화 설계를 수행하였다. 최적화 설계결과 프레임 중량은 17.3% 감소되었고, 최대 처짐량은 0.007 mm 이하, 고유진동수는 30.6% 증가되었다. 구조 정강성은 각 축 방향으로 증가되었고, 동강성은 축에 따라 상반된 결과를 나타내었다. 위상 최적화 설계 구조에서 저진동의 고강성을 갖는 최적화된 구조를 확인하였다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제38권6호
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• pp.332-336
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• 2012

Objectives: This study sought to evaluate fixation methods and determine the best method for the postoperative stabilization of maxillary osteotomy. For our analysis we performed a three-dimensional finite element analysis of stress distribution on the plate, screw, and surrounding bone, as well as displacement onto the plate. Materials and Methods: We generated a model using synthetic skull scan data; an initital surface model was changed to a solid model using software. Modified anterior segmental osteotomy (using Park's method) was made using the program, and four different types of fixation methods were used. An anterior load of 100 N was applied on the palatal surface of two central incisors. Results: The Type 1 (L-shaped) fixation method gave stresses of 187.8 MPa at the plate, 45.8 MPa at the screw, and 15.4 MPa at the bone around the plate. The Type 2 (I-shaped) fixation method gave stresses of 186.6 MPa at the plate, 75.7 MPa at the screw, and 13.8 MPa at the bone around the plate. The Type 3 (inverted L-shaped) fixation method gave stresses of 28.6 MPa at the plate, 29.9 MPa at the screw, and 15.3 MPa at the bone around the plate. The Type 4 (I-shaped) fixation method gave stresses of 34.8 MPa at the plate, 36.9 MPa at the screw, and 14.9 MPa at the bone around the plate. The deflection of the plates for the four fixation methods was 0.014 mm, 0.022 mm, 0.017 mm, and 0.018 mm, respectively. Conclusion: The Type 3 (inverted L-shaped) fixation method offers more stability than the other fixation methods. We therefore recommend this method for the postoperative stabilization of maxillary osteotomy.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.685-688
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• 2008

콘크리트는 압축에 강한 특성을 지닌 재료이지만, 인장 및 휨강도가 낮고 균열에 대한 저항성이 약한취성재료라는 단점을 가지고 있어 이에 대한 보완책으로서 철근이 사용되어 왔다. 하지만, 포러스콘크리트는 내부에 존재하는 다량의 연속공극으로 인하여 철근보강시 철근이 공기에 노출되어 부식되는 문제점을 보이고 있다. 따라서, 본 연구에서는 강섬유를 혼입과 목표공극률에 따른 공극률, 압축강도,휨강도 및 휨인성 특성을 검토하였다. 실험결과, 강섬유의 혼입에 따른 실측공극률은 증가하는 것으로 나타났으며, 강도특성에서는 강섬유의 혼입률이 증가 함에 따라 증가하는 것으로 나타났으나 일정량 이상의 섬유가 혼입되었을 경우에는 강도가 오히려 감소되는 것으로 나타났다. 또한, 휨인성평가에서는 강섬유를 혼입하지 않은 포러스콘 크리트에 비하여 처짐변형 성능이 현저히 개선되는 것으로 나타났다. 따라서 강섬유를 포러스콘크리트에 활용한 2차제품 및 포장재료 등에 적용하기 위한 강도 및 휨저항성능 향상재료로 사용가능성을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제47권2호
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• pp.208-212
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• 2009

나노클레이는 높은 종횡비와 불연성, 나노 스케일의 크기로 인해 고분자 나노복합체의 첨가물로 널리 이용되고 있다. 최근엔 나노클레이를 폴리우레탄 폼에 적용함으로써, 열적 특성 및 기계적 특성이 향상되었다는 연구결과들이 있다. 본 연구에서는 폴리우레탄 폼의 물성에 대한 나노클레이의 농도와 초음파 분산의 효과에 대해 기술하였다. 제조된 나노클레이/폴리우레탄 폼의 특성은 복원시간, 압축변형, 셀의 모양 및 인장 실험 등을 통해 분석되었다. 그 결과, 초음파처리는 나노클레이의 분산에 매우 효과적이었고, 소량 첨가 시에는 폼 물성의 향상을 보였으나, 3 wt% 이상의 나노클레이 첨가는 오히려 물성의 저하를 초래함을 확인할 수 있었다. 특히, 초음파를 통해 분산시킨 20A 나노클레이 1 wt%가 첨가된 폴리우레탄 폼이 균일한 셀 사이즈와 뛰어난 치수안정성 등의 가장 최적화된 물성을 나타내었다. 본 연구결과는 건축용 단열재 등의 제조에 적용할 수 있을 것이다.

• 한국세라믹학회지
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• 제27권2호
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• pp.201-210
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• 1990

The mullite-15v/o ZrO2 composites were prepared by dispersing ZrO2-3m/o Y2O3 powders into the mullite matrix in order to improve the mechanical properties of the mullite. The densification and retention of t-ZrO2 in the matrix of synthetic mullite were also investigated. From IR spectroscopic analysis, the obtained amorphous SiO2-Al2O3 powder was observed to have Si-O-Al chemical bond in its structure which might result in the homogeneous mullite composition. The lattice parameter of the mullite powder calcined above 130$0^{\circ}C$ (a0=7.5468$\AA$) is nearly close to the value of stoichiometric mullite (71.8wt% Al2O3, a0=7.5456$\AA$). The sintering behavior, microstructure, flexural strength and fracture toughness of the mullite and mullite-15v/o ZrO2 composites have been studied. The mullite-15v/o ZrO2(+3m/o Y2O3) ceramics with relative densities of 96% were obtained when sintered at 1$600^{\circ}C$. The flexural strength and fractrue toughness of the composites sintered at 1$600^{\circ}C$(calcination temperature of mullite powders ; 125$0^{\circ}C$) had maximum values of 307MPa and 2.50MPa.m1/2, respectively. The fracture toughness improvement in the mullite-ZrO2 cmoposite is assumed to be resulted from the combined effect of the stress-induced phase transformation of tetragonal ZrO2 and the crack deflection due to microcracking by the monoclinic ZrO2 formation.

• Computers and Concrete
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• 제20권5호
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• pp.563-572
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• 2017

Ordinary reinforced concrete (RC) and prestressed concrete bridges are two popular and typical types of short- and medium-span bridges that accounts for the vast majority of all existing bridges. The cost of maintaining, repairing or replacing degraded existing RC bridges is immense. Detecting the abnormality of RC bridges at an early stage and taking the protective measures in advance are effective ways to improve maintenance practices and reduce the maintenance cost. This study proposes a systematic method from influence line (IL) identification to damage detection with applications to RC bridges. An IL identification method which integrates the cubic B-spline function with Tikhonov regularization is first proposed based on the vehicle information and the corresponding moving vehicle induced bridge response time history. Subsequently, IL change is defined as a damage index for bridge damage detection, and information fusion technique that synthesizes ILs of multiple locations/sensors is used to improve the efficiency and accuracy of damage localization. Finally, the feasibility of the proposed systematic method is verified through experimental tests on a three-span continuous RC beam. The comparison suggests that the identified ILs can well match with the baseline ILs, and it demonstrates that the proposed IL identification method has a high accuracy and a great potential in engineering applications. Results in this case indicate that deflection ILs are superior than strain ILs for damage detection of RC beams, and the performance of damage localization can be significantly improved with the information fusion of multiple ILs.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.1-10
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• 1992

이 논문에서는 철근 콘크리트 부재의 전단 해석을 위한 트러스 유사법이 발전된 형태인 '빗 구조' 해석 모델을 부분 프리스트레스트 콘크리트 부재의 전단 해석을 위해 수정하여 제안 하였다. 제안된 '빗 구조' 모델은 콘크리트 압축대의 위치와 경사 및 사압축대의 경사가 하중과 프리스트레스의 크기에 따라서 변하는 것이다. 역학적 모델의 구성을 위하여 비선형 보, 트러스 요소를 사용하였으며, 사압축대의 경사를 결정하기 위한 식을 '압축대' 이론을 수정하여 유도하였다. '빗구조' 모델에 의한 해석 결과를 부분 프리스트레스트 콘크리트 부재의 재하 실험 결과와 비교하였다. 이에 따르면 '빗 구조' 해석 결과에 의한 전단 철근의 응력은 수정 M$\ddot{o}$rsch이론과 고전 M$\ddot{o}$rsch 이론에 의한 계산치의 중간 정도의 값이다. 처짐과 전단철근의 응력값을 비교한 결과, 본 논문에서 제안된 '빗 구조' 모델이 부분 프리스트페스트 콘크리트 부재의 전단 해석에 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제16권3호
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• pp.32-40
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• 2003

최근 철근의 부식과 관련된 철관콘크리트 바닥판의 내구성에 대한 문제점이 증가되면서 부식에 대한 저항성이 크며, 기존 구조용 재료에 비해 여러 가지 물리적, 역학적 장점을 가진 섬유보강플래스틱을 사용한 보강재의 사용성이 증가되고 있다. 본 연구는 GFRP Re-Bar 다발로 보강된 1방향 슬래브의 휨거동에 관한 실험적 연구로서, 국내에서 개발된 GFRP Re-bar의 인장시험을 수행하였으며, GFRP Re-Bar의 보강량을 증가시켜가며 단위 폭을 갖는 1방향 슬래브 실험체를 제작하고 3등분점 재하실험을 수행하였다. 각 실험체에 대한 이론적인 해석은 철근콘크리트 휨부재의 해석 및 설계방법을 수정, 보완하여 개발된 ACI Committee 440에 따라 수행하였으며, 실험결과와 이론적 해석결과를 비교, 분석하였다. 연구결과 ACI Committee 440에 의해 추정한 각 실험체의 하중­처짐 거동은 실험결과와 비교적 잘 일치함을 알 수 있었으며, FRP Re-Bar로 보강된 콘크리트 바닥판의 설계규준을 확립하기 위해서는 강도에 대한 한계상태뿐만 아니라 처짐 등 사용성에 대한 한계상태가 결정되어야 할 것이라 생각된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제8권6호
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• pp.207-215
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• 2007

본 연구는 학교건물의 유지관리를 위한 장기수선충당금 산정을 목적으로 수행되었으며, 이를 위해 서울 교육청에서 발주한 BTL 사업 대상 학교를 중심으로 사례를 선정하였다. 다음으로 사례 학교건물의 초기투자비용을 공종별로 분류한 후 장기 수선충당금을 산정하였다. 이렇게 산정된 공종별 장기수선충당금을 공동주택 장기수선충당금 산정방법과 연등가액 산정방법을 준용하여 비교 분석하였다. 위와 같은 목적과 방법에 따라 진행 된 본 연구의 결론을 요약하면 다음과 같다. 첫째: 사례 학교건물의 공종별 장기수선충당금의 비율을 정리하면 공사비용 대비 건축14.0%, 토목1.4%, 기계6.5%, 전기11.0%, 비품5.1%%, 기타1.0%의 분포를 나타냈다. 둘째: 산정된 공종별 장기수선충당금을 공동주택 장기수선충당금 산정방법과 연등가액 산정방법을 각각 이용하여 비용편차를 비교하였다.