• 제목/요약/키워드: Shear response

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금속 재료의 잠닉손상 평가를 위한 비선형 전자기음향공진 기법에 관한 연구 (Study on the Nonlinear Electromagnetic Acoustic Resonance Method for the Evaluation of Hidden Damage in a Metallic Material)

  • 조승완;조승현;박춘수;서대철;장경영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.277-282
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    • 2014
  • 최근 전통적 초음파기법이 탐상할 수 없는 잠닉손상을 평가할 수 있는 잠재적 기술로서 비선형 초음파기법들에 대한 많은 관심이 있다. 비선형 초음파기법중 하나인 공진주파수 변화를 이용하는 기법은 재료의 탄성영역에서의 이력에 근거한 기술이다. 공진주파수의 변화량이 아주 작기 때문에 정교한 공진주파수 측정장치가 필요하다. 본 연구에서는 비선형 전자기음향공진기법을 적용하였다. 비선형 전자기음향공진기법은 비접촉 EMAT 센서를 사용하기 때문에 재료의 주파수 응답에 영향을 최소화할 수 있다. 3점 굽힘 피로시험을 한 알루미늄판 시편에 횡파 EMAT으로 실험을 실시하였다. 전압을 여러 레벨로 인가하며 공진을 발생시켜 잠닉손상측정에 중요한 요인중 하나인 이력 비선형 파라미터 ${\alpha}$를 공진주파수 변화로부터 산출하였다. 비손상시편과 손상시편에서의 측정된 이력 비선형 인자의 값이 서로 차이가 남을 확인하였다.

닥나무 열매의 알갱이와 분말첨가가 장조림의 맛과 연화에 미치는 영향 (Effect of Fruit or Powder from the Fruit of Paper Mulberry (Broussonetia kazinoki Siebold) on Tenderness and Palatability of Jangchorim)

  • 윤숙자;김나영;장명숙
    • 한국식품조리과학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.330-336
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    • 1995
  • 닥나무 열매가 쇠고기의 연화와 맛에 미치는 영향을 알아보기 위하여 닥나무 열매를 알갱이와 분말 형태로 첨가량을 달리하여 쇠고기에 첨가하였을 때의 효과를 실험한 결과는 다음과 같다. 1. 전단력은 닥나무 열매 알갱이와 분말의 첨가량이 증가함에 따라 감소하여 쇠고기의 연화도가 증가하는 것을 알 수 있었다. 처리형태에 따라서는 알갱이의 형태로 0∼20%까지 첨가함에 따라 6.2∼7.9%, 분말의 형태일 때가 10.2∼18.4%의 연화율을 나타내었다. 2. 장조림육의 조리손실은 닥나무 열매를 첨가하는 양이 증가할수록 다소 감소하였다. 3. 색도는 닥나무 열매를 첨가하여 조리함에 따라 장조림육 표면의 적색도가 대체로 증가하는 경향으로 나타났다. 4. 아미노산은 닥나무 열매의 알갱이와 분말 첨가시 모두 단백질이 연화되어 국물속으로 용출되어 나오는 유리아미노산함량이 점차로 증가하였으며 알갱이 첨가군은 20% 첨가시 16.8%, 분말은 20% 첨가시 24.1%의 유리아미노산 함량 증가를 나타내었다. 국물속으로 용출된 아미노산중 필수아미노산은 leucine, methionine, tryptophan, isoleucine 등이 순서적으로 다소 차이가 있었으나 높은 함량으로 용출되었으며, 비필수아미노산은 모두 glutamic acid와 aspartic acid의 순으로 가장 많이 용출되었다. 5. 닥나무 열매의 알갱이와 분말의 첨가량이 증가함에 따라 대부분의 무기질들이 증가하는 경향으로 나타났는데 Na, K, P, Ca, Mg의 순으로 높은 함량분포를 보였으며 Mn과 Cu가 비교적 낮았다. 6. 장조림육의 관능검사 결과에서는 닥나무 열매 알갱이와 분말 첨가시 모두 전반적으로 높은 기호도를 나타내었다. 알갱이 형태로 첨가하였을 때에는 15% 첨가군, 분말형태일 때는 10%첨가군이 종합적인 기호도에서 가장 높은 점수를 얻었다. 이상의 결과에서 볼 때 닥나무 열매의 형태에 관계없이 첨가량이 많을수록 연화도는 증가하였으나, 기호도의 경우는 알갱이 15%,분말 10%를 장조림에 첨가하였을 때 가장 높은 것으로 나타났다.

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디지털 이미지 분석을 통한 지속 하중과 온도의 복합 환경이 CFRP 쉬트와 콘크리트의 부착강도 및 크리프 거동에 미치는 영향 분석 (Combined Effects of Sustained Load and Temperature on Pull-off Strength and Creep Response between CFRP Sheet and Concrete Using Digital Image Processing)

  • 정유석;이재하;김우석
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.535-544
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    • 2016
  • 본 연구에서는 디지털 이미지를 사용하여 DIC(Digital Image Correlation) 기법 및 부착파괴면 분석을 통해 부착파괴에너지와 부착강도의 정량적 분석뿐만 아니라 계면의 부착 면 파괴 양상의 정성적 접근을 통해 지속 하중과 온도의 복합 하중에 대한 FRP 부착 실험체의 거동을 분석하였다. 이를 위해 CFRP 쉬트를 부착한 일면전단실험체를 제작하여 사용하였다. 일면전단실험체의 지속 하중 기간의 거동은 에폭시 크리프의 영향을 상당히 받으며 지속 하중 기간 동안에 에폭시의 점탄성 특징으로 인해 응력완화가 발생하였다. 응력완화는 지속 하중 이후 실시한 계면전단실험에서 사용한 DIC 기법을 통해 관찰 하였으며 지속하중 기간 동안의 응력완화로 인해 지속하중 실험체의 최대부착파괴하중 및 계면파괴에너지가 대조실험체보다 증가하였다. 모든 실험체의 부착 파괴 면을 디지털 이미지화하여 파괴 면의 양상을 정성적/정량적으로 분석 하였다. 디지털 이미지 분석 결과 지속 하중 기간 동안 파괴 형태가 콘크리트면내파괴에서 계면부착파괴 형태로 전이가 발생하였으며 이러한 전이로 인해 지속하중 기간이 증가할수록 지속하중의 최대부착파괴하중에 대한 긍정적인 효과 감소하였다.

사용후핵연료 수송용기 충격완충체에 적용되는 발사목과 우레탄 폼의 기계적 특성 및 저속충격특성 평가 연구 (Evaluation of Mechanical Properties and Low-Velocity Impact Characteristics of Balsa-Wood and Urethane-Foam Applied to Impact Limiter of Nuclear Spent Fuel Shipping Cask)

  • 구준성;신광복;최우석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권11호
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    • pp.1345-1352
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    • 2012
  • 본 논문의 목적은 사용후핵연료 수송용기 충격완충체의 완충재질로 고려되고 있는 발사목과 우레탄 폼 심재, 그리고 샌드위치 패널에 대한 저속충격거동 및 기계적 특성을 평가하는 것이다. 우레탄 폼은 등방성 재질로써 인장, 압축, 그리고 전단의 기본물성시험을 수행하였으며, 발사목은 서로 다른 직교방향에서 다른 물성을 갖는 이방성 재료이므로 아홉가지 방향에 대한 기계적 특성 평가를 하였다. 충격시험용 심재와 샌드위치 패널 시험편은 충격시험기를 사용하여 세가지 충격에너지 레벨(1J, 3J, 그리고 5J)에 대한 저속충격시험을 수행하였다. 시험 결과, 우레탄 폼과 성장방향을 제외한 발사목은 충격에너지 흡수율, 접촉하중, 그리고 손상영역에서 유사한 거동을 보였으며, 우레탄 폼 심재는 난연성과 비용절약이 우선시 되는 설계에서 완충재질로서 추천될 수 있고, 발사목 심재는 사용후핵연료 수송용기의 경량화를 위한 완충재질로써 우선 고려될 수 있다.

Behaviour of steel-fibre-reinforced concrete beams under high-rate loading

  • Behinaein, Pegah;Cotsovos, Demetrios M.;Abbas, Ali A.
    • Computers and Concrete
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    • 제22권3호
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    • pp.337-353
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    • 2018
  • The present study focuses on examining the structural behaviour of steel-fibre-reinforced concrete (SFRC) beams under high rates of loading largely associated with impact problems. Fibres are added to the concrete mix to enhance ductility and energy absorption, which is important for impact-resistant design. A simple, yet practical non-linear finite-element analysis (NLFEA) model was used in the present study. Experimental static and impact tests were also carried out on beams spanning 1.3 meter with weights dropped from heights of 1.5 m and 2.5 m, respectively. The numerical model realistically describes the fully-brittle tensile behaviour of plain concrete as well as the contribution of steel fibres to the post-cracking response (the latter was allowed for by conveniently adjusting the constitutive relations for plain concrete, mainly in uniaxial tension). Suitable material relations (describing compression, tension and shear) were selected for SFRC and incorporated into ABAQUS software Brittle Cracking concrete model. A more complex model (i.e., the Damaged Plasticity concrete model in ABAQUS) was also considered and it was found that the seemingly simple (but fundamental) Brittle Cracking model yielded reliable results. Published data obtained from drop-weight experimental tests on RC and SFRC beams indicates that there is an increase in the maximum load recorded (compared to the corresponding static one) and a reduction in the portion of the beam span reacting to the impact load. However, there is considerable scatter and the specimens were often tested to complete destruction and thus yielding post-failure characteristics of little design value and making it difficult to pinpoint the actual load-carrying capacity and identify the associated true ultimate limit state (ULS). To address this, dynamic NLFEA was employed and the impact load applied was reduced gradually and applied in pulses to pinpoint the actual failure point. Different case studies were considered covering impact loading responses at both the material and structural levels as well as comparisons between RC and SFRC specimens. Steel fibres were found to increase the load-carrying capacity and deformability by offering better control over the cracking process concrete undergoes and allowing the impact energy to be absorbed more effectively compared to conventional RC members. This is useful for impact-resistant design of SFRC beams.

등가프레임모델을 이용한 공동주택의 감쇠시스템 설계 (Damping System Design for Apartment Buildings Using Equivalent Frame Model)

  • 김종호;이명규;천영수;이동철
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권3호
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    • pp.351-360
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    • 2014
  • 이 연구의 목적은 감쇠시스템 설계 시 ASCE7-10의 등가선형해석과 응답스펙트럼해석의 설계절차 및 비선형해석에 간략화된 등가프레임모델을 제안하여, 선형 및 비선형 해석 시 소모되는 시간을 줄이고 해석 조건 및 변수조건을 다양화함으로 감쇠시스템 적용 시 효과를 합리적으로 검토하는데 있다. 이 연구에서는 최근에 이슈화 되고 있는 공동주택의 감쇠시스템 도입과 관련하여 ASCE7-10의 성능기반 내진설계를 근간으로 내진성능평가 및 감쇠시스템 설계를 비선형응답이력 해석을 통하여 수행하였다. 특히 공동주택 대상건물을 건축구조기준의 75% 지진력 수준으로 최적화 설계 시 내진성능평가를 수행하여 안전성을 검토하는 한편, 기준에 제시된 지진력 수준으로 내진설계 시 골조물량을 비교 하여 경제성을 검토하였다. 또한, 대상건물에 외부제어 이력형 감쇠장치를 적용 시 제안한 프레임 등가모델을 이용하여 ASCE7-10 감쇠시스템 설계를 수행하였으며 Full Scale Model에서 그 제어효과를 검증하였다.

말뚝-지반-구조물의 동섬 상호작용 연구 (A Study on Dynamic Pile-Soil-Structure Interactions)

  • 이인모;이관호;김용진
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제7권1호
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    • pp.41-52
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    • 1991
  • 본 연구에서는 말뚝 기초로 지지된 상부 구조물의 동적 해석을 하였다. 구조물 해석에는 반무한체 방법을 이용하였으며, 이 방법의 입력자료가 되는 임퍼 던스 함수를 구하는 방법과 각 방법으로 구한 상부구조물의 거동을 상호 비교해 보았다. 먼저 단말뚝에 대한 임피던스 함수를 Equivalent Cantilever 방법, Novak이 제안한 방법, Gazetas가 제안한 방법, Kuhlemeyer가 제안한 방법으로 구하였으며, 군 효과는 Novak에 의 해 제안된 방법, 군 효과 비(Group Efficiency Ratio, GER), Poulos가 제안한 정적영향계수를 이용한 방법, Kaynia 8E Kausel이 제안한 동적영향계수를 이용한 방법 등을 이용하였으며, 구조물의 상부 변위, 저 면에서의 전단력과 휨모우먼트에 대한 상호 비교를 하였다. 본 연구에서 얻은 결론은 다음과 같다. 1. 각 방법으로 구한 강성과 감쇠 값은 그 차이가 상당히 크게 나타났으며, Novak이 제안한 방법이 가장 작고, Kuhlemeyer가 제안한 방법이 가장 크게 나타났다. 또한,각 방법에 의한 군효과를 비교, 분석해 본 결과 강성효과는 비교적 유사한 결과를 보이나, 감쇠의 경우 군효과의 차이가 큼을 알 수 있었다. 2.말뚝의 설치로 인해 상부변위는 200A이상 감소하였으며,반면에 말뚝 설치로 인한 강성 증가 효과로 인해 저면에서의 전단력과 휭모우먼트는 크게는 2배 이상 커짐을 알 수 있으며, 공명 현상을 일으키는 frequency가 약 2배 이상 증가함을 알 수 있다. 3. 말뚝 시스템의 강성과 감쇠의 산정시 주파수 종속값과 독립간을 사용한 차이로 인한 상부변 위,저 면에서의 전단력,횝모우먼트의 변화는 비교적 적은 것으로 나타났다. 4. 지진가속도가 커짐에 따라 말뚝의 설치에 의한 상부변위 감소 효과가 더욱 커짐을 알 수 있다.

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탄소섬유메쉬와 콘크리트의 부착거동 (Bond Behavior between Parent Concrete and Carbon Fiber Mesh)

  • 윤현도;성수용;오재혁;서수연;김태용
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.769-777
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    • 2003
  • 최근 철근콘크리트(RC) 구조물의 보강기법으로 큰 인장강도와 탄성계수를 갖는 탄소섬유계열 보강재를 사용한 보강공법 개발과 이와 관련된 많은 실험 및 이론적 연구가 진행되고 있다. CFS 및 강판 보강재에 의한 보강시 야기되는 문제점을 해결하기 위하여 대체 재료로 국내에 도입된 탄소섬유메쉬(CFM)를 실 구조물의 보강공사에 적용하기 위하여 우선적으로 CFM을 이용한 보강기법 및 보강된 부재의 구조성능 규명에 대한 연구가 요구되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유메쉬와 콘크리트의 부착특성 규명을 위한 실험적 연구를 수행하였다. 일반적으로 탄소섬유 부착 보강공법은 보강재와 기존 부재와의 부착성능에 의해 보강효과가 지배받게 된다. 즉 부착강도가 충분한 보강효과를 기대할 수 없을 경우의 부착파괴의 가장 큰 원인으로는 계면에서의 전단강도에 기인한다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CFM을 콘크리트에 부착하는데 있어서 정착철물(Clip)의 설치 유무, 정착철물의 정착위치, 정착철물의 설치 열 수, 부착 모르타르의 바름 유무, 부착 모르타르의 바름 두께 등의 실험 변수를 설정하고 인장전단 실험을 수행하였다. 실험결과 적절한 정착철물의 부착위치 및 정착철물 및 부착 모르타르의 부착특성을 규명할 수 있었다. 또한 본 연구에서는 범용 비선형 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 CFM의 부착특성을 규명하기 위한 유한요소 모델 및 해석기법을 개발하였고 이를 실험결과와 비교하여 이에 대한 검증을 하였다.

임플랜트 표면처리가 생체활성에 미치는 영향 (EFFECT OF DIFFERENT SURFACE TREATMENTS TO INCREASE BIOCOMPATIBILITY OF DENTAL IMPLANT)

  • 이호진;송광엽;윤태호
    • 대한치과보철학회지
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    • 제44권5호
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    • pp.594-605
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    • 2006
  • Statement of problem: Modification of titanium implant surface has potential to ensure clinically favorable performance that several surface modification technologies have been introduced. Among the methods. anodizing method and sol-gel hydroxyapatite coating method have gained much interest due to its roughness and chemical composition of the coating layer, but more of its biocompatibility result is required. Purpose : The purpose of this study was to compare bone-implant interface shear strength of four different surface treated implants as time elapsed. Resonance frequency analysis(RFA) and removal torque measurement methods were employed to measure implant stability at one week and six week after implantation. Material and method: A total of 80 screw-shaped implant [20 machined, 20 resorbable media blasted(RBM), 20 anodized, and 20 anodized+hydroxyapatite sol-gel coated] were prepared, and one of each group was implanted in the tibia of a New Zealand white rabbit that total 20 of them were used. In order to test the implant stability and implant-tissue interface contact changing in the bone bed, each 10 rabbit were sacrificed 1 week and 6 week later while resonance frequency and removal torque were measured. One-way analysis of variance and the Tukey test were used for statistical analysis. Results : The results were as follows. 1. There was no statistically significant difference of implant stability quotients(ISQ) value in RFA between individual groups after 1 week of implantation and 6 weeks(p>0.05). But, there was statistically significant increase of ISQ value in 6 weeks group compared to 1 week group(p<0.05). 2. There was no statistically significant difference in removal torque analysis between individual groups after 1 week of implantation and 6 weeks(p>0.05). but there was statistically significant increase in all 4 groups after 6 weeks compared to 1 week later(p<0.05). 3. There was no statistically significant difference in removal torque analysis between anodized group and HA coating after anodic oxidation 6 weeks later(p>0.05), but significant difference was appeared in both groups compared to RBM group and smooth-machined group(p<0.05). Conclusions : It can be suggested that changes in surface characteristics affect bone reactions. Anodized and anodized+hydroxyapatite sol-gel coating showed significantly improved bone tissue response to implants, but further study on the effect of hydroxyapatite dissolution is needed.

반강접 접합부 배치에 따른 비가새 5층 철골골조구조물의 비탄성 정적해석 (Pushover Analysis of an Unbraced 5-Story Steel Framed Structure for Arrangement of Semi-Rigid Connection)

  • 강석봉;김신애
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.325-334
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    • 2010
  • 본 연구에서는 반강접 접합부 배치에 따른 구조물 거동특성을 파악하기 위하여 KBC2005 건축구조설계기준으로 비가새 5층 철골 구조물을 설계하여 모든 접합부를 완전 강접합부과 반강접 접합부로 이상화한 경우 그리고 반강접 접합부를 수직배치 및 수평배치한 경우에 대하여 푸쉬오버 구조해석을 실시하였다. 철골 보 및 기둥의 모멘트-곡률관계는 화이버모델을 이용하여 확인하였으며 반강접 접합부의 모멘트-회전각 관계는 3-매개변수 파워모델을 이용하여 나타내었다. KBC2005 등가정적횡하중을 받는 2차원 구조물에 대한 푸쉬오버 구조해석을 실시하여 지붕충변위, 밑면전단력, 접합부 요구연성도, 소성힌지 발생순서 그리고 초과강도계수, 연성계수, 반응수정계수와 같은 설계계수 등을 확인하였다. 반강접 접합부를 부분적으로 사용하면 모든 접합부에 반강접 접합부를 사용한 골조 보다 큰 강도 및 강성도를 확보 할 수 있었고 모든 접합부에 강접 접합부를 사용한 골조 보다 큰 연성능력을 확보할 수 있었다. 초과강도계수는 기준과 비슷하였지만 반응수정계수는 기준 보다 훨씬 큰 값을 보였다. TSD 접합부는 예제 구조물에서 경제성과 안전성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.