This paper investigated the strength and stiffness of composite truss unit structures. The model used is a core-filled model combining the Kagome model and the cube truss model. The material properties used for the analysis are 304 stainless steel with elastic modulus of 193 GPa and yield stress of 215 MPa. The theoretical equation is derived from the relative elasticity relation of Gibson - Ashby ratio, the analysis was performed using Deform 3D, a commercial tool. In conclusion, the relative elasticity for this unit model correlates with 1.25 times the relative density and constant coefficient, elasticity is inversely proportional to pore size. The relative compressive strength has a correlation with relative density of 1.25 times. Proof of this is a real experiment, the derived theoretical relationship should further consider mechanical behavior such as bending and buckling. In the future, it is hoped that the research on the elasticity and the stress according to the structure of the three-dimensional space will be continued.
Sandwich composites of carbon fiber reinforced plastic(CFRP) and polymer foam will be used to automobile and aerospace industry according to increasing importance of light weight. In this study, mechanical and heat resistance properties of sandwich composites were compared with type of polymer foam (polyethylene terephthalate(PET), polyvinylchloride(PVC), epoxy and polyurethane). All types of polymer foams were degraded to 30, 60, 120, 180 minutes in $180^{\circ}C$. After heat degradation, the polymer foams were observed using optical microscope and compressive test was performed using universal testing machine(UTM). Epoxy foam had the highest compressive property to 2.6 MPa and after thermal degradation, the mechanical property and structure of foam were less changed than others. Epoxy foam had better mechanical properties than other polymer foams under high temperature. Because the epoxy foam was post cured under high temperature. As the results, Epoxy foam was optimal materials to apply to structures that thermal energy was loaded constantly.
Recently, as the importance of the interior noise in a ship cabin has risen, ship builders have becomeconcerned about the use of noise reduction panels to reduce cabin noise. The results of previous researches have been based on analytical and experimental methods using simple sandwich panels. However, panel structures are becoming more complex to improve the transmission loss. Thus, researches that analyze the transmission loss of a panel are reaching the limit of study. This paper reports on research that was performed to determine the sound transmission characteristics of multi-complex panels applicable to high value-added vessels. It presents comparisons between analytical methods and experimental results by using a mini-reverberant chamber with components of sound attenuation panels, including the core and surface materials. The sound transmission loss of multi-complex panels are also analyzed in terms of the influences of the inside perforate plates and air gap thickness on the attenuation. Finally, the multi-complex panel with the highest noise attenuation is proposed based on the analysis results and experimental results in mini-reverberant chamber, which wereverified using a real-size reverberant chamber.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.34
no.1
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pp.55-60
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2010
The honeycomb composite joint structure designed for application to a tilting KTX railroad car body is subjected to bending loads of a cantilever type. Honeycomb sandwich composite panel-joint attached in the real tilting car body was fabricated and sectioned as several beam-joint specimens for the bending test. The fracture behaviors of these specimens under static loads were different from those under cyclic loads. Static bending loads caused shear deformation and fracture in the honeycomb core region, while fatigue cyclic bend loading caused delamination along the interface between the composite skin and the honeycomb core, and/or caused a fracture in the welded part jointed with the steel under-frame. These fracture behaviors could occur in other industrial honeycomb composite joints with similar sub-structures, and be used for improving design parameters of a honeycomb composite joint structure.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.38
no.9
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pp.862-868
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2010
Development of a small scale aircraft has been carried out for the BASA(Bilateral Aviation Safety Agreement) program in Korea. This aircraft adopted all the composite structures for environmental friendly by low fuel consumption due to its lightness behavior. However the composite structure has s disadvantage which is very weak against impact due to foreign object damages. Therefore the aim of this study is focusing on the damage evaluation and repair techniques of the aircraft composite structure. The damages of composite laminates including the carbon/epoxy UD laminate and the carbon/epoxy fabric face sheets-honeycomb core sandwich laminate were simulated by a drop weight type impact test equipment and the damaged specimen were repaired using the external patch repair method after removing damaged area. The compressive strength test and analysis results after repairing the impact damaged specimens were compared with the compressive strength test and analysis results of undamaged specimens and impact damaged specimens. Finally, the strength recovery capability by repairing were investigated.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.29
no.4
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pp.331-337
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2009
Space launch vehicles require highly reliable, lightweight structures. It is thus important to monitor the structural health of these components with nondestructive inspections. In this paper, we studied an example of a nondestructive inspection that was partially applied to the manufacture and inspection of a launch vehicle. Ultrasonic tests, X-rays, tapping, and acoustic emissions comprised the inspection method. A payload fairing, high pressure tank, fastener part, and bonding part were used as hardware to be inspected. We proposed a quantitative standard for debonding inspection of the payload fairing and acoustic emission data for the proof test of the high pressure tank. We analyzed the fracture mode of the sandwich fastener part according to frequency changes. We also proposed a standard specimen for ultrasonic inspection of bonds of different materials. The present analyses and results provide data for evaluation of the launch operation sequence to ensure launch vehicles afford high reliability.
Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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2013.02a
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pp.319-319
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2013
Even though the fabrication methods of metal oxide based thin film capacitor have been well established such as RF sputtering, Sol-gel, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), ion beam assisted deposition (IBAD) and pulsed laser deposition (PLD), an applicable capacitor of printed circuit board (PCB) has not realized yet by these methods. Barium Strontium Titanate (BST) and other high-k ceramic oxides are important materials used in integrated passive devices, multi-chip modules (MCM), high-density interconnect, and chip-scale packaging. Thin film multi-layer technology is strongly demanded for having high capacitance (120 nF/$mm^2$). In this study, we suggest novel multi-layer thin film capacitor design and fabrication technology utilized by plasma assisted deposition and photolithography processes. Ba0.6Sr0.4TiO3 (BST) was used for the dielectric material since it has high dielectric constant and low dielectric loss. 5-layered BST and Pt thin films with multi-layer sandwich structures were formed on Pt/Ti/$SiO_2$/Si substrate by RF-magnetron sputtering and DC-sputtering. Pt electrodes and BST layers were patterned to reveal internal electrodes by photolithography. SiO2 passivation layer was deposited by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PE-CVD). The passivation layer plays an important role to prevent short connection between the electrodes. It was patterned to create holes for the connection between internal electrodes and external electrodes by reactive-ion etching (RIE). External contact pads were formed by Pt electrodes. The microstructure and dielectric characteristics of the capacitors were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and impedance analyzer, respectively. In conclusion, the 0402 sized thin film multi-layer capacitors have been demonstrated, which have capacitance of 10 nF. They are expected to be used for decoupling purpose and have been fabricated with high yield.
This paper presents a combined numerical, experimental, and theoretical study on the behavior of the concrete-filled double circular steel tubular (CFDT) stub columns under axial compressive loading. Four groups of stub column specimens were tested in this study to find out the effects of the concrete strength, steel ratio and diameter ratio on the mechanical behavior of CFDT stub columns. Nonlinear finite element (FE) models were also established to study the stresses of different components in the CFDT stub columns. The change of axial and transverse stresses in the internal and external steel tubes, as well as the change of axial stress in the concrete sandwich and concrete core, respectively, was thoroughly investigated for different CFDT stub columns with the same steel ratio. The influence of inner-to-outer diameter ratio and steel ratio on the ultimate bearing capacity of CFDT stub columns was identified, and a reasonable section configuration with proper inner-to-outer diameter ratio and steel ratio was proposed. Furthermore, a practical formula for predicting the ultimate bearing capacity was proposed based on the ultimate equilibrium principle. The predicted results showed satisfactory agreement with both experimental and numerical results, indicating that the proposed formula is applicable for design purposes.
In this paper, a novel hybrid composite shield to protect space structures from hypervelocity impact of micrometeoroid and space debris is proposed. The finite element model of the proposed shield was constructed and finite element analysis was conducted to approximate the energy absorption rate. Before the final model analysis, analysis of each component including the aluminum plate, PMMA plate, and intermediate layer of fabric was performed, verifying the finite element model of each component. The material properties used in the analyses were predicted material property values for high strain rates. The analysis results showed that, other than the fabric, the energy absorption rate of each component was in agreement. Afterwards, the finite element model of the hybrid composite shield was constructed, where it was analyzed for the restrained and unrestrained fabric boundary condition cases. Through the finite element analysis, the fiber pullout mechanism was realized for the hybrid shield with free boundary inserted fabric, and it was observed that this mechanism led to energy absorption increase.
Similar to the other known structures of Bacillus thuringiensis Cry $\delta$-endotoxins, the crystal structure of the 65-kDa activated Cry4Ba toxin comprises three domains which are, from the N- to C-terminus, a bundle of $\alpha$-helices, a three-$\beta$-sheet domain, and a $\beta$-sandwich. To investigate the properties of the C-terminal domain III in isolation from the rest of the toxin, the cloned Cry4Ba-domain III was over-expressed as a 21-kDa soluble protein in Escherichia coli, which cross-reacted with anti-Cry4Ba domain III monoclonal antibody. A highly-purified domain III was obtained in a monomeric form by ion-exchange and size-exclusion FPLC. Circular dichroism spectroscopy indicated that the isolated domain III fragment distinctly exists as a $\beta$-sheet structure, corresponding to the domain III structure embodied in the Cry4Ba crystal structure. In vitro binding analysis via immuno-histochemical assay revealed that the Cry4Ba-domain III protein was able to bind to the apical microvilli of the susceptible Stegomyia aegypti larval midguts, albeit at lower-binding activity when compared with the full-length active toxin. These results demonstrate for the first time that the C-terminal domain III of the Cry4Ba mosquito-larvicidal protein, which can be isolated as a native folded monomer, conceivably participates in toxin-receptor recognition.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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