• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권6호
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• pp.601-615
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• 2024

Effect of ring and straight stiffeners in the buckling as well as vibration characteristics of metal-ceramic functionally graded plates with cutout subjected to various uniaxial and localized in-plane compressive edge loadings was explored in the present work. In the current work, the distinguishing characteristics of metal and ceramic are merged in a single volume, and power law was used for estimating the material composition throughout thickness. Buckling and free vibration characteristics were studied initially for unstiffened Al/SiC functionally graded plates with cutout. Subsequently, the influence of cutout ratio on buckling load as well as natural frequency for different power law indices was discussed. The functionally graded plate was stiffened by three different stiffener patterns, namely; ring stiffener, straight stiffener, as well as a combination of the ring and the straight stiffener, to enhance the buckling as well as vibration characteristics. The effect of stiffener depth ratio for different stiffener patterns was also presented for functionally graded plates having different cutout sizes under various loading conditions. Such studies on functionally graded material have potential applications in a variety of technological fields including the aerospace and defense sectors.

• 한국안전학회지
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• 제30권3호
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• pp.107-113
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• 2015

The goal of this paper is to investigate structural integrity factors of RMI(reflective metal insulation) to confirm the design requirements in nuclear power plant. Currently, a glass wool insulation is using now, but it will gradually be replaced with the reflective metal insulation maded by stainless steel plates. The main function of an insulation is to minimize a heat loss of vessel and pipes in RCS(reactor coolant system). It has to maintain structural a integrity in nuclear power plant life duration. In this study, the structural integrity analysis was carried out both multi-plate and outer shell plate by using a static analysis and experimental test. First, inner multi-plate has a self support structure for being air space. Because the effect of total static weight in multi-layer plate is low, a plate collapse possibility is not high. Considering optimum thin plate pressing process, it has to pre-check the basic physical properties. Second, the outer segment thickness and stiffener shape are verified by the numerical static analysis, and sample test for both type of panel and cylindrical pipe model.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.212-228
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• 2013

파손된 석조문화재를 재사용하기 위한 방법으로 금속보강재를 사용하게 되는데 현재까지 보강재에 대한 보존처리 지침 없이 처리자의 경험에 의해서 이루어지다 보니 여러 가지 문제점이 도출되고 있다. 따라서 2차적인 원부재의 훼손을 최소화하기 위한 금속봉의 구조적 보강방법과 거동 특성 등을 제안된 실험체를 통해 검증 받아 금속보강재 매입방법에 관한 설계기준을 마련하고자 하였다. 절단면에 에폭시수지 접합만 할 경우 원 모재 물성의 70% 정도밖에 회복되지 않아 30%에 대한 금속보강재의 구조적 보강이 필요하다. 금속봉은 석재 취성파괴 후 구조적 거동을 받는데 금속보강재비가 0.251% 이하로 설계되면 구조적 거동은 발생하지 않으며, 0.5% 이상이면 구조적 보강은 이루어지나 모재의 2차 훼손을 유발시킨다. 따라서 $1,500kgf/cm^2$ 강도를 갖는 석재의 적정 금속보강재비는 접착단면적의 0.283~0.377% 정도로 설계되어야 가역성 있는 파손과 보강재의 연성거동이 이루어진다. 또한 휨 하중에 대응되는 금속봉의 최대 응력을 기대하기 위해서는 보강재 간격을 멀리하는 것보다 가깝게 유지하는 것이 효율적이며, 특히 상부에 보강재를 매입하는 것은 구조적으로 아무런 도움이 되지 못하고 오히려 원부재의 손상만 유발한다. 따라서 보강재는 하부에 집중배치하고 일부 중앙부에 매입하여야 안정적인 인장재 역할을 하면서 하중응력을 받는다. 금속봉의 분산효과는 보강봉의 면적에 영향을 받을 뿐 지름과는 무관하였다. 하지만 큰 규모를 대상으로 할 때는 접착 단면을 고려하여 보강재 개수를 늘려주는 것이 하중응력에 안정적이다. 이때 적용되는 정착길이는 보강재의 직경에 따라 다음과 같은 식($l_d=a_tf_y/u{\Sigma}_0$)에 의거하여 설계한다. 또한 구조재로서 거동을 하기 위해서는 반드시 마디가 있는 전산형 보강봉을 사용하여야 한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권2호
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• pp.239-251
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• 2023

The stiffness evaluation of cracked base metal is of great guidance to fatigue crack reinforcement. By carrying out fatigue tests and numerical simulation of typical cracking details in steel box girder, the strain-degradation law of cracked base metal was analyzed and the relationship between base metal stress and its displacement (stiffness) was explored. The feasibility of evaluating the stress of cracked base metal based on the stress field at the crack tip was verified. The results demonstrate that the stiffness of cracked base metal shows the fast-to-slow degradation trend with fatigue cracking and the base metal at 50mm or more behind the crack tip basically lose its bearing capacity. Drilling will further accelerate stiffness degradation with the increase of hole diameters. The base metal stress has a negative linear relation with its displacement (stiffness), The stress of cracked base metal is also related to stress intensity factor and its relative position (distance, included angle) to the crack tip, through which the local stiffness can be effectively evaluated. Since the stiffness is not uniformly distributed along the cracked base metal, the reinforcement patch is suggested to be designed according to the stiffness to avoid excessive reinforcement for the areas incompletely unloaded.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권1호
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• pp.51-73
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• 2020

The present paper investigates the simultaneous resonance behavior of spiral stiffened multilayer functionally graded (SSMFG) cylindrical shells with internal and external functionally graded stiffeners under the two-term large amplitude excitations. The structure is embedded within a generalized nonlinear viscoelastic foundation which is composed of a two-parameter Winkler-Pasternak foundation augmented by a Kelvin-Voigt viscoelastic model with a nonlinear cubic stiffness. The cylindrical shell has three layers consist of ceramic, FGM, and metal. The exterior layer of the cylindrical shell is rich ceramic while the interior layer is rich metal and the functionally graded material layer is located between these layers. With regard to classical shells theory, von-Kármán equation, and Hook law, the relations of stress-strain are derived for shell and stiffeners. The spiral stiffeners of the cylindrical shell are modeled according to the smeared stiffener technique. According to the Galerkin method, the discretized motion equation is obtained. The simultaneous resonance is obtained using the multiple scales method. Finally, the influences of different material and geometrical parameters on the system resonances are investigated comprehensively.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권4호
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• pp.615-631
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• 2016

In this paper, an analytical method for the Post-buckling response of cylindrical shells with spiral stiffeners surrounded by an elastic medium subjected to external pressure is presented. The proposed model is based on two parameters elastic foundation Winkler and Pasternak. The material properties of the shell and stiffeners are assumed to be continuously graded in the thickness direction. According to the Von Karman nonlinear equations and the classical plate theory of shells, strain-displacement relations are obtained. The smeared stiffeners technique and Galerkin method is used to solve the nonlinear problem. To valid the formulations, comparisons are made with the available solutions for nonlinear static buckling of stiffened homogeneous and un-stiffened FGM cylindrical shells. The obtained results show the elastic foundation Winkler on the response of buckling is more effective than the elastic foundation Pasternak. Also the ceramic shells buckling strength higher than the metal shells and minimum critical buckling load is occurred, when both of the stiffeners have angle of thirty degrees.

• 보존과학회지
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• 제28권2호
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• pp.141-151
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• 2012

석조문화재의 훼손된 부재를 재사용하기 위한 보존관리는 1900년대부터 시작되었다고 볼 수 있는데 일제강점기 시대에 무기물인 시멘트를 원료로 사용하면서 부터이다. 1990년대에 접어들면서 건축 재료인 유기질의 에폭시수지가 도입되었고 현재에 이르기까지 석조문화재 전반에 활용되고 있다. 특히 절단된 부재의 구조적 보강에도 충전제를 혼합하여 사용하는 등의 적극적인 보존처리 작업이 진행되었다. 그러나 구조적 보강을 위해 넣은 금속봉의 길이는 보존과학자의 인지적 경험을 바탕으로 설계하였기 때문에 다양한 매입길이와 함께 원부재의 2차적 훼손을 유발할 수 있다. 따라서 본 실험을 통해 원부재의 훼손율을 최소화하면서 최대의 구조적 보강을 하기 위해 유효정착길이를 표준화한 결과 ø8mm 는 60.88mm, ø12mm는 91.32mm, ø16mm는 121.76mm가 적정하였다. 이 외의 구경은 ${\ell}_d=a_tf_y/u{\Sigma}_0$을 이용하여 정착길이를 구한다. 이 때 사용된 금속보강재는 전산형 환봉을 사용하여야 휨, 전단, 압축 등의 재하하중에 대항할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제33권1호
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• pp.25-33
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• 2017

보은 법주사 사천왕석등의 주부재는 K-장석이 반상조직을 보이는 티탄철석계열의 흑운모 화강섬록암 석재이며, 땅 속에 묻혀있던 알칼리 화강암 재질의 하대하석 및 지대석이 복원되며 본래의 모습을 되찾았다. 석등에는 균열 및 탈락에 의한 손상이 두드러지게 발생하였으며 이외에도 변색, 염 침착 및 생물 착생 등이 관찰된다. 특히 화사석의 전면과 후면을 관통하는 균열과 수평 불균형으로 인해 물리 및 구조적 안정성이 취약한 상태이다. 이에 따라 티타늄 보강재의 위치, 규격 및 정착 길이를 산정하여 구조적 보강을 실시하였다. 화학 및 생물학적 오염물은 석재에 손상을 주지 않는 한도 내에서 세정하고 산화된 철편을 티타늄제로 교체하였다. 또한 에틸 실리케이트계 강화제를 도포하여 암석의 강화와 원활한 수분 배출을 유도하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.705-708
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• 2008

본 연구에서는 화재시 터널 콘크리트의 안전성 확보를 목적으로, 내화공법 변화에 따른 내화특성을 분석한 것으로서, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. RABT온도가열곡선에 따른 내화특성으로, 플레인 콘크리트는 초기의 극심한 고온에 의해 심한 폭렬현상이 발생하였고, 내화공법변화에 따라서는, 유기섬유를 혼입하는 방식과 보드방식의 경우는 폭렬이 방지되는 것으로 나타났으며, 스프레이 방식의 경우는 보강재인 메탈라스가 뿜칠재와 같이 탈락되면서 열응력 등에 의해 구조체 콘크리트가 철근이 노출되는 등 100mm이상 깊이의 심한 폭렬이 발생하였다. RWS 온도가열곡선에 따른 내화특성으로, 유기섬유를 혼입한 경우는 콘크리트 표면이 약 5mm이내 깊이의 융해현상이 발생하였고, 스프레이 방식의 경우는 뿜칠재가 박리되어 구조체 콘크리트가 철근이 노출되는 등 100mm이상 깊이의 심한 폭렬이 발생하였으며, 보드방식의 경우도 보드가 고온에 융해되면서 구조체 콘크리트가 고온에 직접 노출되어 전면적으로 탈락현상이 발생하였는데, 이와같은 특고온 가열조건에서는 특별한 내화대책수립이 필요한 것으로 사료된다.

• 박물관보존과학
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• 제24권
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• pp.1-16
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• 2020

대구 달성 고분군 중 하나인 55호분에서 발견된 부장품 중 삼엽문이자태도의 재보존처리와 제작 기법에 관한 연구이다. 이자태도는 모도가 2점, 자도가 4점이 부착된 이합도이고 출토된 완형으로는 유일하다. 과거 2회의 보존처리가 실시된 기록이 있으며 이번에 균열부 보강제 교체를 위한 재보존처리와 함께 컴퓨터 단층촬영(CT), XRF분석, 실체현미경 관찰을 통해 유물의 재질, 성분, 제작 기법을 조사하였다. 주성분은 구리(Cu)이고 금색 부분에서는 금(Au)과 수은(Hg)이 함께 검출된 것으로 보아 구리에 수은 아말감 금도금을 한 금동으로 추정된다. 제작 기법을 조사한 결과 둥근 삼엽문의 환두부와 병부의 연결은 슴베 부분을 만들어 끼웠고 병판만 금속판으로 제작되어 있는 것을 보아 장식으로서의 기능이 높다고 판단할 수 있다. 상부 자도의 결합 방식은 모도와 같고, 하부 자도는 하나의 금속판을 재단하여 만들었다. 검초는 총 2개의 판을 재단하여 만들었고 상부 자도를 검초에 고정하기 위해 자도 도신부의 아래쪽에 지지대를 넣었으며 하부 자도는 검초 일부를 재단하여 안으로 꽂아 넣었다. 표현된 문양은, 환두부는 삼엽문, 병판은 횡주 연호문, 초구금구와 초미금구는 파상형 점열문, 어미형 초미금구는 점열문을 시문하여 제작되었다.