• Steel and Composite Structures
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• 제46권5호
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• pp.709-718
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• 2023

The absence of an important portion of the web plate in steel beams with multiple circular perforations, cellular beams, causes the web plate to undergo distortions prior to and during lateral torsional buckling (LTB). The conventional LTB equations in the codes and literature underestimate the buckling moments of cellular beams due to web distortions. The present study is an attempt to develop analytical methods for estimating the elastic buckling moments of cellular beams. The proposed methods rely on the reductions in the torsional and warping rigidities of the beams due to web distortions and the reductions in the weak-axis bending and torsional rigidities due to the presence of web openings. To test the accuracy of the analytical estimates from proposed solutions, a total of 114 finite element analyses were conducted for six different standard IPEO sections and varying unbraced lengths within the elastic limits. These analyses clearly indicated that the LTB solutions in the AISC 360-16 and AS4100:2020 codes overestimate the buckling loads of cellular beams within elastic limits, particularly at shorter span lengths. The LDB solutions in the literature and the Eurocode 3 LTB solution, on the other hand, provided conservative buckling moment estimates along the entire range of elastic buckling.

• 대한치과교정학회지
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• 제40권1호
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• pp.40-49
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• 2010

본 연구의 목적은 martensitic (M-NiTi), austenitic (A-NiTi) 및 thermodynamic nickel-titanium wire (T-NiTi)의 물리적 특징과 상전이 정도를 평가하는 것이다. 재료는 $0.016\;{\times}\;0.022$ inch의 M-NiTi (Nitinol Classic, NC), A-NiTi (Optimalloy, OPTI)와 T-NiTi (Neo-Sentalloy, NEO)이었으며, differential scanning calorimetry (DSC), 3점굽힘실험, X-ray diffraction (XRD), 미세구조 분석을 시행하였으며, ANOVA test로 통계처리하였다. DSC분석 결과 OPTI와 NEO는 heating curve에서 2개의 peak, cooling curve에서 1개의 peak를 보였고, NC는 heating과 cooling curve에서 1개의 넓고 약한 peak를 보였다. Austenite finishing ($A_f$) 온도는 OPTI $19.7^{\circ}C$, NEO $24.6^{\circ}C$, NC $52.4^{\circ}C$였다. 3점굽힘실험 결과 NC, OPTI, NEO 모두 residual deflection을 보였으며, NC와 OPTI의 load range가 NEO보다 컸다. XRD와 미세구조 분석결과 OPTI와 NEO는 Martensite finishing ($M_f$)에서 martensite와 austenite가 섞여 있음이 관찰되었다. NEO와 OPTI는 NC보다 개선된 물리적 특징과 상전이 행태를 보였다. NiTi 호선의 물리적, 온도에 따른 행태는 예상되었던 상전이 정도에 의해 완벽하게 설명되지 않았으며, 그 이유는 복잡한 martensite variants의 존재와 열과 stress에 의해 유도된 독립적인 상전이에 기인한다고 생각된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.237-246
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• 2008

연속경간을 가지는 I형강 교량은 내부 지점근처에서 상대적으로 큰 부모멘트가 발생하게 되는데, 이에 경제적인 단면 활용을 위하여 내부 지점부위의 상부 및 하부플랜지에 플레이트를 보강한 변단면을 사용하고 있다. 본 연구에서는 기존 탄성 횡-비틀림 좌굴식에 관한 연구를 토대로 하여 비탄성 구간에 있는 계단식 I형보의 횡-비틀림 좌굴강도를 범용구조해석프로그램 ABAQUS(2006)를 이용하여 산정하고, 간편한 설계식을 제안하고 있다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R이 사용되었고, 국내외에서 많이 사용되는 I형강 단면(${W36{\times}160}$)을 대상으로 하였다. 양단 및 한쪽 끝단에 계단식 단면을 가지는 보에 대해서 고려하였으며, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 계단식 I형보를 나타내었다. 해석에 사용된 매개변수는 각각 27가지 및 36가지 조합이고, 하중조건으로 보의 순수굽힘이 발생하는 균일모멘트를 적용시켰으며, 비탄성 구간범위 내에 있는 비지지 길이에 대하여 구조해석을 수행하였다. 비탄성 횡-비틀림 거동을 보기 위하여 잔류응력 및 초기결함을 고려한 비선형해석을 실시하였는데, Pi(1995)등이 고려한 잔류응력의 형상과 국내 I형강 표준 치수 허용치에 근거하여 부재 길이의 0.1%를 초기제작오차로 고려하였다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 다양한 하중 조건을 가지는 양단 또는 일단 계단식 단면 변화보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도를 계산할 수 있는 설계식 개발에 적극 활용 될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권7호
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• pp.707-712
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• 2015

용접변형은 용접 시 구조물 내에서의 불균일한 온도분포특성으로 인하여 필연적으로 유발되는 현상이다. 또한 용접변형이 발생된 용접구조물의 일부를 제거하는 과정에서 구조물내의 용접잔류응력과 강성의 연속적인 변화에 따라 추가적인 변형이 발생하여 변형의 재분포가 이루어진다. 특히, 이러한 현상은 선박의 제조과정 중 대형블럭을 옮기기 위해 설치된 러그의 절단과정에서 살펴볼 수 있다. 용접구조물의 부분 제거 시 발생되는 변형의 재분포는 절단공구의 파손 등의 문제를 야기하기도 한다. 본 논문은 실험을 통하여 용접구조물의 부분 제거에 따른 용접변형의 재분포가 어떠한 양상으로 발생되는지 연구하기 위한 것이다. 실험을 위해 필릿용접을 실시하였고, 용접된 리브의 일부를 제거함에 따라 발생되는 종굽힘과 각변형을 측정하여 비교 및 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.581-594
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• 2014

HSB800과 HSB600 강재를 플랜지와 웨브에 적용하고 균일휨모멘트를 받는 하이브리드거더의 휨강도 평가를 위한 연구를 수행하였다. 비조밀 및 조밀플랜지와 세장, 비조밀 및 조밀 웨브를 갖는 이축 및 일축대칭 단면들을 대상으로 하였으며, 3차원 쉘요소 모델에 초기처짐과 잔류응력의 영향을 고려하여 '단면 휨강도' 및 '횡비틀림좌굴 강도'를 비선형해석으로부터 평가하였다. 수치해석 결과는 AASHTO LRFD 및 Eurocode 3 기준과 비교하였으며, 비조밀 및 조밀 웨브를 갖는 단면에 대해서는 AASHTO LRFD 부록 A6 기준의 적용성을 분석하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1996년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2004-2006
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• 1996

A thermally driven polysilicon micro actuator has been fabricated using surface micromachining techniques. It consists of P-doped polysilicon as a structural layer and TEOS (tetracthylorthosilicate) as a sacrificial layer. The polysilicon was annealed for the relaxation of residual stress which is the main cause to its deformation such as bending and buckling. And the newly developed HF VPE (vapor phase etching) process was also used as an effective release method for the elimination of sacrificial TEOS layer. The thickneas of polysilicon is $2{\mu}m$ and the lengths of active and passive polysilicon cantilevers are $500{\mu}m$ and $260{\mu}m$, respectively. The actuation is incurred by die thermal expansion due to the current flow in the active polysilicon cantilever, which motion is amplified by lever mechanism. The moving distance of polysilicon micro actuator was experimentally conformed as large as $21{\mu}m$ at the input voltage level of 10V and 50Hz square wave. The actuating characteristics are investigated by simulating the phenomena of heat transfer and thermal expansion in the polysilicon layer. The displacement of actuator is analyzed to be proportional to the square of input voltage. These micro actuator technology can be utilized for the fabrication of MEMS (microelectromechanical system) such as micro relay, which requires large displacement or contact force but relatively slow response.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권2호
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• pp.141-151
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• 2013

본 연구에서는 균일휨모멘트를 받는 HSB800 강재 플레이트거더의 횡비틀림좌굴(LTB) 강도를 비선형해석으로 평가하였다. 세장, 비조밀 및 조밀 복부판을 갖는 이축대칭단면들을 대상으로 하였으며, 초기처짐과 잔류응력의 영향을 고려하여 비탄성좌굴 영역의 LTB 강도를 평가하였다. 본 연구에서는 단일패널모델과 3-패널모델을 각각 고려하였으며, 이들 모델의 타당성을 평가하기 위해 SM490 강재 거더에 대해 해석을 수행하고 AASHTO, AISC, Eurocode 및 국내 도로교한계상태기준과 비교하였다. 이후 동일한 방법으로 HSB800 강재거더에 대해 LTB 강도 평가 해석을 수행하였으며, 비탄성 영역의 LTB 강도에 대한 현재 기준이 이축대칭 HSB800 강재 거더에서도 적용될 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.217-231
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• 2012

HSB 고강도 강재를 적용한 균일모멘트를 받는 세장 복부판을 갖는 강거더에 대하여 비탄성 횡비틂좌굴 거동을 상용 ABAQUS 프로그램을 이용하여 비선형 유한요소해석으로 분석하였다. 해석대상 강거더는 압축플랜지의 국부좌굴이 휨강도를 지배하지 않도록 플랜지는 조밀 또는 비조밀 요소에 해당하는 세장비를 갖도록 설계하였으며, 횡방향 비지지길이는 탄성 횡비틂좌굴 강도 이상의 휨강도를 갖도록 선정하였다. HSB600 및 HSB800 강재로 제작된 균질단면 강거더와 HSB800과 SM570-TMC 강재를 동시에 적용한 하이브리드 단면를 고려하였고, 일반강재와의 상대적인 비교를 위하여 SM490-TMC 균질단면 강거더에 대한 해석도 수행하였다. 비선형 유한요소해석 시에는 플랜지와 복부판을 쉘요소로, 강재는 탄소성-변형경화 재료로 모델링하였다. 초기변형과 단면의 잔류응력을 고려하였으며 이들이 비탄성 횡비틂좌굴 영역에서 휨거동에 미치는 영향을 분석하였다. 총 64개의 해석대상 강거더에 대하여 FE 해석과 설계식에 의한 휨저항강도를 비교한 결과, HSB 강재를 적용한 균질단면 및 하이브리드 단면 거더의 비탄성 횡비틂좌굴에 의한 휨강도는 현 AASHTO LRFD 압축플랜지 휨강도 탄성 설계규정을 적용하여 산정할 수 있는 것으로 분석되었다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.51-51
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• 2010

Recently just as in the automobile industry, shipbuilders also try to reduce material consumption and weight in order to keep operating costs as low as possible and improve the speed of production. Naturally industry is ever searching for welding techniques offering higher power, higher productivity and a better quality. Therefore it is important to have a details research based on the various welding process applied to steel and other materials, and to have the ability both to counsel interested companies and to evaluate the feasibility of implementation of this process. Submerged-arc welding (SAW) process is usually used about 20% of shipbuilding. Similar to gas metal arc welding(GMAW), SAW involves formation of an arc between a continuously-fed bare wire electrode and the work-piece. The process uses a flux to generate protective gases and slag, and to add alloying elements to the weld pool and a shielding gas is not required. Prior to welding, a thin layer of flux powder is placed on the work-piece surface. The arc moves along the joint line and as it does so, excess flux is recycled via a hopper. Remaining fused slag layers can be easily removed after welding. As the arc is completely covered by the flux layer, heat loss is extremely low. This produces a thermal efficiency as high as 60% (compared with 25% for manual metal arc). SAW process offers many advantages compared to conventional CO2 welding process. The main advantages of SAW are higher welding speed, facility of workers, less deformation and better than bead shape & strength of welded joint because there is no visible arc light, welding is spatter-free, fully-mechanized or automatic process, high travel speed, and depth of penetration and chemical composition of the deposited weld metal. However it is difficult to application of thin plate according to high heat input. So this paper has been focused on application of the field according to SAW process for thin plate in ship-structures. For this purpose, It has been decided to optimized welding condition by experiments, relationship between welding parameters and bead shapes, mechanical test such as tensile and bending. Also finite element(FE) based numerical comparison of thermal history and welding residual stress in A-grade 3.2 thickness steel of SAW been made in this study. From the result of this study, It makes substantial saving of time and manufacturing cost and raises the quality of product.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권3A호
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• pp.201-209
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• 2010

일반적으로 PSC 거더 교량은 철근 콘크리트 부재와 달리 전단면을 사용하여 외부하중을 저항한다. 또한 설계와 시공의 용이성, 구조적 안전성, 경제성, 유지관리의 편리성 등의 장점 때문에 30 m 이하의 중/소 경간 교량에 많이 적용되고 있다. 그러나, 최근 전세계적으로 환경, 미관 등에 관심이 높아짐에 따라, 교량의 경간은 점점 길어지는 추세이다. 이러한 추세는 케이블 교량뿐만 아니라 PSC 교량에서도 나타난다. 본 연구는 시대적 흐름에 맞춰 PSC 거더를 50 m 이상의 장경간에 적용하기 위한 연구의 일환으로 상부에 H형 강재가 도입된 중공 박스 합성거더를 개발하였다. 개발된 거더는 타설 전 상부에 H형 강재에 미리 비부착 압축 프리스트레스를 주어 거더의 성능저하 시 프리스트레스력을 제거하여 성능을 회복시키는 방법이다. 개발된 거더는 실제 교량에 사용하기위한 필수적인 정적실험을 3점 재하로 4단계로 구분하여 수행하였다. 1차 하중은 균열발생시점까지로 하였으며, 하중 제거 후 미리 상부강재에 도입된 프리스트레스력을 제거하여 거더의 성능회복력을 확인하였다. 그 후, 거더가 파괴될 때까지 하중을 재하하였다. 실험 결과, 18.7 mm의 잔류변형이 발생하였으나, 상부 강재의 PS 제거에 의해 7.7 mm로 회복되었다. 즉, 상부 H형 강재에 도입된 비부착 압축프리스트레스의 제거에 의한 거더 하연의 추가 압축응력으로 하중 증가에 따른 잔류변형을 약 60%가량 회복시키는 성능향상을 보였다. 상부에 H형 강재를 시공함으로써 추후 보수보강을 용이하게 할 수 있고, 비용도 절감할 수 있다.