인공신경망(ANN) 지진응답 예측모델 구성을 위해 다양한 지진파 및 지반 조건 하에서 구조물의 최대변위 및 최대 전단력 데이터베이스 구축이 필요하다. 하지만 3차원 컴퓨터 해석을 활용한 데이터베이스 구축은 많은 시간 및 인력, 비용을 발생시킨다. 본 연구에서는 주어진 지반의 포아송비와 전단파 속도에 대하여 건물의 지진응답을 예측할 수 있는 ANN 모델 개발 프레임워크를 소개하였다. 데이터베이스 구축에는 지반-상부 구조물 효과를 고려할 수 있는 간단한 단자유도 모델을 이용하였고 개발된 ANN 모델의 정확도를 결정계수(R2)를 통하여 논의하였다. 또한 구축된 데이터베이스의 백분위 90~100에서 ANN 모델을 구성하고 결정계수를 통해 각 백분위에서 ANN 모델의 정확도에 대하여 논의하였다.
구조응답에 기여하는 중요성으로 인하여 추계론적 해석에서는 재료탄성계수의 불확실성에 의한 응답변화도에 대한 연구가 주로 진행되어 왔다. 그러나 추계론적 해석이 의미있는 값을 제공하기 위해서는 가능한 많은 인수에 대한 불확실성을 동시에 고려하여야 한다. 본 연구에서는 구조재료의 중요한 두 인수인 탄성계수와 포아송비에 나타나는 불확실성을 고려한 추계론적 해석을 위한 정식화를 평면문제에 대하여 제안하였다. 이를 위하여 이들 두 인수의 함수로 주어지는 구성행렬의 각 요소에 대한 다항식 전개를 채용하였으며, 두 인수의 불확실성에 따라 나타나는 자기 및 상호상관함수는 n-차 모멘트에 대한 일반식을 적용하여 구성하였다. 다항식 전개에 따라 부행렬의 무한합으로 변형된 구성행렬은 계산상의 편의를 위하여 요구되는 정확도 내에서 절삭하여 사용하였다. 제안된 방법의 검증을 위하여 단순 평면구조를 예제로 택하여 해석하었으며, 해석결과는 국부평균법을 채용한 고전적인 몬테카를 해석 결과와 비교하였다.
In this research, the application of ultrasonic pulse velocity (UPV) test as a nondestructive method for estimating some of the mechanical and dynamic properties of reactive powder concrete (RPC) containing steel and polyvinyl alcohol (PVA) fibers, as well as their combination was explored. In doing so, ten different mix designs were prepared in 19 experimental groups of specimens containing three different volume contents of steel fibers (i.e., 1, 2, and 3 %) and PVA fibers (i.e., 0.25, 0.5, and 0.75 %), as well as hybrid fibers (i.e., 0.25-0.75, 0.5-0.5, and 0.75-0.25 %). The specimens in these groups were prepared under the two curing regimes of normal and heat treatment. Moreover, the UPV test results were employed to estimate the compressive strength, dynamic modulus, shear modulus, and Poisson's ratio of the RPC concrete and to investigate the quality level of the used concrete. At the end, the effect of the specimen shape and in fact the measuring distance length on the UPV results was explored. The results of this research suggest that the steel fiber-containing RPC specimens demonstrate the highest level of ultrasonic pulse velocity as well as the highest values of the mechanical and dynamic properties. Moreover, heat treatment has a positive effect on the density, UPV, dynamic modulus, Poisson's ratio, and compressive strength of the RPC specimens, whereas it leads to a negligible increase or decrease in the shear modulus and static modulus of elasticity. Furthermore, the specimen shape affects the UPV of fiber-lacking specimens while negligibly affecting that of fiber-reinforced specimens.
본 연구에서는 풍력 발전 블레이드용 재료인 GFRP(Glass fiber-Reinforced Plastic) 복합재의 인장특성의 온도에 따른 의존성을 고찰하였다. 섬유 방향이 $0^{\circ}$와 $0/{\pm}45^{\circ}$로 적층된 두 종류의 복합재로 제작된 인장 시험편으로부터 인장 강도와 탄성계수 그리고 푸아송비에 대한 특성을 상온, $-30^{\circ}C$, $-50^{\circ}C$ 그리고 $60^{\circ}C$에서 측정하였다. 인장 시험으로부터 섬유방향이 축방향으로 적층된 복합재의 인장강도와 탄성 계수는 섬유 적층 방향의 의존성을 보였고 단축으로 적층된 복합재의 강도 및 탄성 계수가 상대적으로 우수함을 보았다. 그리고 시험온도의 의존성도 확인할 수 있었으며, 푸아송비는 온도의 영향이 크지 않음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 두꺼운 복합적층판에 대한 응력해석을 할 수 있는 통합-세부 변분 모델(globallocal Variational Model)을 이용하여, 이 방법으로 섬유각도와 적 층순서가 다른 여러 유한폭을 가진 복합적층판의 층간응력해석을 수행하여 층간수직 응력의 거동을 살펴 보았다. 그리고 0, 90, 45, -45도 층들로 이루어진 준등방성 (quasiisotropic) 복합적층판에 대한 응력해석 결과로 층간수직응력의 근사해에 의한 결과와 상호 비교하며 근사해의 한계성을 검토 설명하였다. 또한, 층간분리에 큰 영향을 주는 층간수직응력을 고려한 두꺼운 복합적층판에 대한 최적의 적층방법으로 포와송 비에 대하여 대칭인 부적층판을 반복하는 적층방법을 제시하였으며, 통합-세부 변분 모델을 이용한 해로 이 적층방법에 의한 적층판의 층간수직 응력의 거동을 살펴 보았다. 그리고 이 적층방법에 의한 적층판과 다른 적층순서를 가진 적층판의 층간 수직응력을 서로 비교하여, 이 적층방법에 의한 적층판의 층간수직응력의 감소를 조사 하여 그 유용성을 보였다.
This study confirmed the mechanical properties of an auxetic re-entrant pattern prepared using 3D printing technology and its composite fabric with neoprene for the production of functional auxetic patterns/textiles for safety shoes. Samples were prepared by the tilt angle of a re-entrant pattern of 0°, 30°, 45°, 60° and 90°, and then analyzed using Poisson's ratio, bending, compression, and tensile properties. A 3D printed auxetic re-entrant pattern (3DP-RE) and its composite fabric (3DP-RE/NP) showed a negative Poisson's ratio in all tilting angles that indicated auxetic properties. The results of the bending property shown that strength of 3DP-RE/NP was 1.5 times lower than NP, but the strain improved 2.0 times. It was confirmed that the deformation of 3DP-RE/NP is possible with a low load. Each sample type of compression behavior indicated similar regardless of the tilting angles; in addition, the compression toughness of 3DP-RE/NP increased 1.2 times compared with NP. In the case of tensile properties, 3DP-RE and 3DP-RE/NP were affected by the tilting angle, samples with 90° (the opposite of load direction) showed best tensile property and toughness. 3DP-RE/NP indicated improved bending, compression, and tensile properties.
The Titius-Bode's relation has been historically successful in predicting the location of Ceres in the solar system, while its physical basis remains hidden. In this study, we attempt to answer the question of whether the Titius-Bode's relation is universally valid for exoplanetary systems with plural exoplanets. For this purpose, we statistically study the distribution of the ratio of the orbiting periods of two planets in 32 exoplanetary systems hosted by a single star. We only consider the period ratios derived from exoplanets orbiting a single star since celestial objects under investigation are kept as simple as possible and free from uncertainties such as the mass of the host star. We find that the distribution of period ratios of two exoplanets appears inconsistent with that derived from the Titius-Bode's relation using the χ2 test. We also found that the distance distribution in exoplanetary systems unlikely follows the uniform distribution or the Poisson's distribution. It is noted, however, that more rigorous statistical tests should be carried out to reach a more certain conclusion.
Effective elastic constants of bone-like biocomposites are investigated numerically. The bone-like materials are composed of strong layers and weak layers, and hierarchically structured. The unit cell model is employed to obtain the effective elastic constants. The effective anisotropic elastic constants of bone-like composites are obtained by using the potential energy method and finite element analysis. The effects of the Poisson's ratio, elastic modulus, hierarchical level, volume fraction and aspect ratio of the strong layer composed of the composites on the effective elastic constants are discussed.
In this paper, the static behavior of bi-directional functionally graded (FG) non-uniform thickness circular plate resting on quadratically gradient elastic foundations (Winkler-Pasternak type) subjected to axisymmetric transverse and in-plane shear loads is carried out by using state-space and differential quadrature methods. The governing state equations are derived based on 3D theory of elasticity, and assuming the material properties of the plate except the Poisson's ratio varies continuously throughout the thickness and radius directions in accordance with the exponential and power law distributions. The stresses and displacements distribution are obtained by solving state equations. The effects of foundation stiffnesses, material heterogeneity indices, geometric parameters and loads ratio on the deformation and stress distributions of the FG circular plate are investigated in numerical examples. The results are reported for the first time and the new results can be used as a benchmark solution for future researches.
In this paper, two dimensional vertical and comer infinite elements which can include multiple wave components to model underlying half space are developed. These elements are natural and economical to model underlying stiff half space or rock. To verify the behavior of these infinite elements, vertical, horizontal, and rocking compliances of a rigid strip foundation on a viscoelastic soil profile are analyzed and compared with those of Tzong and Penzien who used the boundary solution method. Good agreements are noticed between the two methods. The influence of material properties like Poisson's ratio, material damping, and stiffness ratio of layers as well as the influence of geometrical properties such as layer thicknesses and depth of foundation embedment are studied. Example analysis is carried out for the shaking table which is located in KIMM(Korea Institute of Machinery and Materials), and the vertical and horizontal displacements of the analysis are compared with the measured, and show good results and demonstrate the efficiency of the proposed method.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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