• Journal of Welding and Joining
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• 제27권6호
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• pp.68-73
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• 2009

Recently, as titanium and titanium alloys are being increasingly used in wide areas, there are on-going researches to obtain high quality weld zone. In particular, growing interest is being drawn to laser welding, which involves low heat input and large aspect ratio in various welding processes and can facilitate shield in atmospheric condition compared with electron beam welding. The first report covered the analysis of embrittlement by the bead color of weld zone through quantitative analysis of oxygen and nitrogen and measurement of hardness as basic experiment to apply laser welding to titanium. Results indicated that the element that affect embrittlement the most was nitrogen, and as embrittlement and oxygenation go on, bead color changed to silver, gold, brown, blue and gray. This study performed butt welding of pure titanium and STS304 by using 1kW CW Nd:YAG laser, and to find out basic physical properties, evaluated welding performance by laser output, welding speed, root gap and misalignment etc, and examined mechanical properties through tensile stress and Erichsen test. The reason particles of pure titanium welded metal and HAZ are greater than STS304 is because they are pure metal and do not include many impure elements that work as nuclei in case of resolidification, thus becoming coarse columnar crystals eventually. In addition, the reason STS304 requires more energy during welding than pure titanium is because the particle size of base metal is smaller.

• Computers and Concrete
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• 제25권2호
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• pp.95-109
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• 2020

This paper aims to analytically study the effect of loading conditions and confinement type on the mechanical properties of the concrete-steel composite columns under axial compressive loading. The axial loading is applied to the composite columns in the two ways; only on the concrete core, and on the concrete core and steel tube simultaneously, which are called steel tube-confined concrete (STCC) and concrete-filled steel tube (CFST) columns, respectively. In addition, the confinement is investigated in the three types of passive, short-term active and long-term active confinement. Nonlinear finite element 3D models for analyzing these columns are developed using the ABAQUS program, and then these models are verified with respect to the recent experimental results reported by the authors on the STCC and CFST columns experiencing active and passive confinements. Axial and lateral stress-strain curves as well as the failure mode for qualitative verification, and compressive strength for quantitative verification are considered. It is found that there is a good consistency between the finite element analysis results and the experimental ones. In addition, a parametric study is performed to evaluate the effect of axial loading type, prestressing ratio, concrete compressive strength and steel tube diameter-to-wall thickness ratio on the compressive behavior of the composite columns. Finally, the compressive strength results of CFST specimens obtained via the finite element analysis are compared with the values specified by the international codes and standards including EC4, CSA, ACI-318, and AISC, with the results showing that ACI-318 and AISC underestimate the compressive strength of the composite columns, while EC4 and CSA codes present overestimated values.

• 한국기계가공학회지
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• 제18권8호
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• pp.67-73
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• 2019

An ultra-high pressure treatment device is a device used for increasing the shelf life of food by sterilizing it by applying hydrostatic pressure to solid or liquid food. The ultrahigh pressure treatment system developed in this study is a pressure vessel with a processing capacity of 100 L and a maximum pressure of 700 MPa. Pressure vessels for ultrahigh-pressure processing equipment are manufactured using wire-winding techniques. The design formula for making ultra-high pressure vessels with wire windings is given in ASME Section VIII - Division 3. In this study, the ratio of the cylinder to the winding area that can be applied in a wire-winding application was analyzed using a finite element analysis. Furthermore, the relationship between the variation of the residual stress in the vessel and the ratio of the winding area due to the variation of the winding tension was analyzed, and a design guide applicable to the actual product design was developed. Finally, the design equation was modified by presenting the coefficients to correct the difference between the finite element analysis and the design equation.

• 한국철도학회논문집
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• 제10권5호
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• pp.499-505
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• 2007

본 연구의 주목적은 고속선 콘크리트 슬래브 궤도시스템에서 레일패드의 피로효과에 따른 영향을 분석하는 데에 있다. 이에 3차원 해석모델 및 실내시험을 통해 도출된 레일패드의 피로효과(경화, 스프링계수 증가)가 고속선 궤도의 역학적 거동에 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구에서는 콘크리트 슬래브 궤도의 적정 탄성력 확보여부를 의미하는 레일패드의 적정스프링계수 산정에 관한 연구의 일환으로 고속철도 콘크리트 슬래브 궤도에 적용된 레일체결시스템에 대한 실내시험을 통한 레일패드의 정적스프링계수를 산정하고 체결시스템에 대한 피로시험을 통해 도출된 피로효과가 고려된 레일패드의 스프링계수 변화를 해석모델에 적용함으로써 향후 고속선 콘크리트 슬래브 궤도운영에서의 열차 주행안정성 확보 및 합리적인 궤도유지관리를 위한 기초데이터를 확보하고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권1호
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• pp.1-10
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• 2019

교반기에서의 유동 특성은 광범위한 산업 분야에서 매우 유용하다. 일반적으로 교반되는 용기에서의 유동 패턴, 전력 소비 및 혼합 시간은 임펠러의 설계뿐만 아니라 용기 형상 및 내부 구조에 달려 있다. 본 연구에서는 베플 형상과 임펠러의 상호 작용에 의해 생성되는 불안정하고 비정상상태의 복잡한 유동 특성 분석을 ANSYS FLUENT LES 난류 모델을 사용하여 수행하였다. Axial Flow 와 Radial Flow 두 가지 타입의 회전 임펠러와 3가지 베플의 형상 사이의 상호 작용과 영향을 전산유체역학(CFD)으로 예측 비교함으로써 교반 시 임펠러와 베플 주변에서의 유동 특성과 혼합 유동장에서 상대적으로 효율적인 경향을 보이는 설계 모델을 검증할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.102-112
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• 2020

본 연구에서는 교량구조물에 활용할 수 있는 폭 100mm 이상의 대형 탄소판을 고정할 수 있는 쐐기형 정착구를 설계하기 위해서, 주요설계변수인 쐐기의 각도, 정착블록-쐐기 사이의 마찰계수 등을 기준으로 거동특성을 수치해석방법으로 분석하였다. 설계변수 별로 탄소판의 응력상태를 계산하고, 복합재료 파괴기준에 의하여 정착구의 극한상태에서의 성능을 평가하였고, 이를 바탕으로 정착구의 최적설계 제원을 결정하였다. 실물실험을 통하여 최적설계된 정착구의 성능을 검증하였으며, 본 연구의 결과는 대형 구조물을 보강하기 위한 탄소판 정착구의 최적설계에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제78권4호
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• pp.473-484
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• 2021

Similar to other structures, ultimate strength values showing the maximum load that the structure can resist without damaging has great importance on ships. Therefore, increasing the ultimate strength values will be an important benefit for the structure. Low carbon steels used in ships due to their low cost and good weldability. Improving the ultimate strength values without interfering with the chemical composition to prevent of the weldability properties of these steels would be very beneficial for ships. Grain refinement via severe plastic deformation (SPD) is an essential strengthening mechanism without changing the chemical composition of metallic materials. Among SPD methods, equal channel angular pressing (ECAP) is one of the most commonly used one due to its capacity for achieving bulk ultrafine-grained (UFG) materials. When the literature is examined, it is seen that there is no study about ultimate strength calculation in ships after ECAP. Therefore, the mean purpose of this study is to apply ECAP to a shipbuilding low carbon steel to be able to achieve mechanical properties and investigate the alteration of ship hull girder grillage system's ultimate strength via finite element analysis approach. A fine-grained (FG) microstructure with a mean grain size of 6 ㎛ (initial grain size was 25 ㎛) was after ECAP. This microstructural evolution brought about a considerable increase in strength values. Both yield and tensile strength values increased from 280 MPa and 425 MPa to about 420 MPa and 785 MPa, respectively. This improvement in the strength values reflected a finite element method to determine the ultimate strength of ship hull girder grillage system. As a result of calculations, it was reached significantly higher ultimate strength values (237,876 MPa) compared the non-processed situation (192,986 MPa) on ship hull girder grillage system.

• Tribology and Lubricants
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• 제37권6호
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• pp.224-231
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• 2021

Recently, the waterproofing performance of high-voltage connectors in automotive vehicles has attracted increased interest. In this study, an optimal cross-sectional shape was derived to obtain uniform contact pressure and strain by considering stress relaxation problems caused by initial tension when mounting a seal. A high strain of 52.1 was distributed in the round region, owing to excessive initial tension. The finite element method (FEM) analysis indicated that the strain corresponding to the optimal initial tensile was 11. We adopted six design factors to optimize the seal cross-section and three factors as the main design factors. An orthogonal arrangement table was prepared using Minitab. FEM analyses of 16 study models were conducted to determine the optimized model. The contact pressure of the optimization model is the most evenly distributed while satisfying the waterproof performance of 0.47 MPa. Compared to the initial model, the difference in strain decreases from 35.5% to 19.6%. Finally, the derived cross-sectional shape can reduce the strain of the round region by 33.8% and the differences in the contact pressure at the upper and lower surfaces by 42% and 76%, respectively.

• 수산해양기술연구
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• 제20권1호
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• pp.30-36
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• 1984

대규모의 소성역을 동반하면서 파괴하는 고인성 재료의 탄소성 파괴 반가를 위하여 제안된 바 있는 CPE 모형의 유효성을 입증하고자 소성역의 영향을 보정한 선형 파괴역학과의 이론적 검토와 오오스테나이트계 스테인레스강에 대한 실험적 비교검토를 통하여 얻은 결론은 다음과 같다. 예측한 바와 같이 선형 파괴역학의 적용은 소규모 항복조건이 성립하는 경우에만 가능하며 CPE 모형은 대변형을 형성하면서 파괴하는 경우의 파괴모형으로서 유효하다. 더욱 엄밀한 유효성을 입증하기 위하여 다음의 사항이 필요하다고 본다. 1. 크랙의 길이가 짧은 시험편에 대한 실험이 필요하다. 2. 크랙성장 개시점을 정확하게 찾을 수 있는 방법이 필요하다. 3. 파괴 진행영역에 대한 두께의 영향을 고려해 보아야 할 필요성이 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.331-338
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• 2008

도로 포장은 다양한 재료에 의한 층구조로 되어 있으며 하중 재하시 포장구조체의 거동은 보조기층에 사용된 재료의 성질에 매우 민감하다. 따라서 포장 설계는 재료적 성질의 측정 방법과 정확도에 의해 그 적합성이 좌우되며, 층재료에 대한 현실적인 묘사가 요구된다. 회복탄성계수($M_R$)는 도로 하부구조 재료를 나타내는 물성치로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 사용되는 보조기층 재료의 역학적 거동특성에 관한 자료를 수집하고, 이를 분석하여 정규화된 모델을 통해 $M_R$ 값을 얻을 수 있는 구성방정식을 도출하였다. 또한 도출된 구성방정식을 적용한 유한요소해석 결과와 실측값과의 비교를 통해 본 연구에서 제안한 해석모델의 적절성을 검증하였다.