• 한국항해항만학회지
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• 제45권4호
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• pp.212-223
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• 2021

본 논문에서는 해양구조물의 배관에 작용하는 환경조건과 구조물의 움직임에 따른 구조안전성 평가를 수행하였다. 배관에 작용하는 조건은 N₂ generator의 설계 조건을 분석하여 최고온도와 최저온도 조건을 적용하였다. 구조물의 움직임은 DNV 규칙에 따라 계산하여 적용하였다. 각각의 조건을 조합하고 열 하중, 운동 하중 그리고 배관지지대의 유무에 따라 총 26가지 하중 조합을 구성하였고 상용프로그램인 MSC Patran/Nastran을 이용하여 해석을 진행하였다. 열해석은 Steady-state 방법인 Sol 153, 열-구조 연성 해석은 Linear-static 방법인 Sol 101을 각각 적용하여 수행하였다. 해석 결과, Set 1과 Set 2에서는 배관 내의 온도가 낮을수록, Set 3에서는 온도가 높을수록, Set 4에서는 배관 내외부의 온도 차가 클수록 응력이 증가하는 경향이 있었다. 하지만, 온도 하중만 있는 조건과 운동 하중만 있는 조건에서의 응력의 합이 두 하중의 복합 하중 조건에서의 응력과 같은 값을 나타내지는 않았다. 즉, 운동 하중에 의한 영향은 운동의 방향, 배관의 배치나 지지대의 위치 등에 따라 달라진다는 것을 알 수 있다. 따라서, 설계 시점에서 배관에 작용하는 운동 하중의 크기와 방향, 배관의 배치 그리고 배관 지지대의 위치 등을 종합적으로 고려할 필요가 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권6호
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• pp.83-91
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• 2005

본 논문은 초음속 환경에서 운용되는 원통형 비행체가 비행중 경험하는 공력하중 및 공력가열 현상을 지상에서 유사하게 모사하기 위한 내열구조시험 기법 및 시험결과에 대하여 기술하였다. 시험 중 시험 구조물의 자세를 공중에서 제어하거나 시험 중지 중 시험 구조물을 지지할 목적으로 스프링을 이용하는 특별한 자세제어장치가 설계되었다. 시험 구조물에 공력하중과 열하중을 부가하기 위하여 유압식 외력하중부가 장비와 전기식 열부가 장비를 사용하였다. 특히, 복사방식의 수백 개 석영램프가 열부가장비에 응용되었으며, 이들을 이용하여 여러 가지의 열특성 시험조건이 해석조건과 유사하게 지상에서 성공적으로 구현되었다. 연구결과 본 내열구조강도시험기법은 외력 및 극심한 열하중에 노출된 원통형 구조물의 구조적 건전성을 실험적 방법에 의거 지상에서 검증하거나 설계 개선에 필요한 공학자료를 획득하는데 적합한 방법임이 입증되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.35-41
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• 2011

This work investigates the potential of in-cylinder thermal stratification and fuel stratification for extending the operating ranges in HCCI engines, and the coupling between thermal stratification and fuel stratification. Computational results areemployed. The computations were conducted using both a custom multi-zone version and the standard single-zone version of the Senkin application of the CHEMKINII kinetics rate code, and kinetic mechanism for di-methyl ether (DME). This study shows that the potential of thermal stratification and fuels stratification for extending the high-load operating limit by a staged combustion event with reduced pressure-rise rates is very large. It was also found that those stratification offers good potential to extend low-load limit by a same mechanism in high-load. However, a combination of thermal stratification and fuel stratification is not more effective than above stratification techniques for extending the operating ranges showing similar results of fuel stratification. Sufficient condition for combustion (enough temperature for) turns misfire in low-load limit to operate engines, which also leads to knock in high-load limit abruptly due to the too high temperature with high. DME shows a potential for maximizing effect of stratification to lower pressure-rise rate due to the characteristics of low-temperature heat release.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권4호
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• pp.313-319
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• 2017

광섬유 센서는 전자기 간섭에 독립적이고 원거리 계측이 가능하여 다양한 분야에 적용되고 있다. 특히, 광섬유 브래그 격자(FBG) 센서는 다중화, 절대측정이 가능하여 구조 건전성 모니터링(SHM)을 위해 널리 사용되고 있다. 일반적으로, FBG 센서는 에폭시와 같은 접착제를 이용하여 구조물에 직접 부착 및 모듈 제작을 통해 적용한다. 하지만, 에폭시로 부착된 FBG 센서 기반의 장시간 모니터링 과정에서 신호 변화가 발생하여 보정이 요구된다. 이는 계절적 요인으로써 장시간 온도 변화 환경에 노출되어 센서의 접착구조 변형에 의한 결과이며, 센서 접착제의 열경화 과정에 대한 규명이 필요하다. 본 연구에서는, 패키징 방식 4가지 경우의 FBG 센서 시편을 제작하고, 반복 열하중 시험을 수행하였다. 시험 결과, 상온경화 과정에서 미소한 잔류 압축 변형률이 발생하였고, 반복 열하중 초기단계에서 수백 ${\mu}{\varepsilon}$의 압축 변형률이 인가되어 유지되었다. 이를 통해 FBG를 이용한 장시간 SHM을 위해서는 FBG 센서의 신호에 대한 안정화 과정이 필요함을 확인하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제14권3호
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• pp.283-293
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• 2013

This paper deals with the applicability of a new extended layerwise optimization method for thermal buckling load optimization of laminated composite plates. The design objective is the maximization of the critical thermal buckling of the laminated plates. The fibre orientations in the layers are considered as design variables. The first order shear deformation theory (FSDT) is used for the finite element solution of the laminates. Finally, the numerical analysis is carried out to show the applicability of extended layerwise optimization algorithm of laminated plates for different parameters such as plate aspect ratios and boundary conditions.

• 한국철도학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.167-173
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• 2002

The influence of thermal stress at tread breaking in Korean High Speed Train wheel was investigated using the coupled thermal-mechanical analysis technique. The mechanical load or wheel-rail contract load and braking load were considered during FEM analysis. During the stop braking, the effect of mechanical stress on the combined stress is relatively larger than that of thermal stress in the rim of wheel. However, the effect of thermal stress is relatively larger than that of mechanical stress in the plate of wheel. When 300% of the block force was applied, the maximum von Mises stress of 61.0 MPa was found at the outside plate around 400 mm far away from the wheel center.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제25권6호
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• pp.753-765
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• 2007

The response histories and distribution of dynamic interlaminar stresses in composite laminated plates under free vibration and thermal load is studied based on a thermoelastodynamic differential equations. The stacking sequence of the laminated plates may be arbitrary. The temperature change is considered as a linear function of coordinates in planes of each layer. The dynamic mode of displacements is considered as triangle series. The in-plane stresses are calculated by using geometric equations and generalized Hooke's law. The interlaminar stresses are evaluated by integrating the 3-D equations of equilibrium, and utilizing given boundary conditions and continuity conditions of stresses between layers. The response histories and distribution of interlaminar stress under thermal load are presented for various vibration modes and stacking sequence. The theoretical analyses and results are of certain significance in practical engineering application.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권4호
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• pp.503-511
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• 2023

Stability of laminated plate under thermal load varied linearly along thickness, is developed using a higher order displacement field which depend on a parameter "m", whose value is optimized to get results closest to three-dimension elasticity results. Hamilton, s principle is used to derive equations of motion for laminated plates. These equations are solved using Navier-type for simply supported boundary conditions to obtain non uniform critical thermal buckling and fundamental frequency under a ratio of this load. Many design parameters of cross ply and angle ply laminates such as, number of layers, aspect ratios and E1/E2 ratios for thick and thin plates are investigated. It is observed that linear and uniform distribution of temperature reduces plate frequency.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제7권2호
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• pp.69-84
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• 2020

Based on differential quadrature method (DQM) and nonlocal strain gradient theory (NSGT), forced vibrations of a porous functionally graded (FG) scale-dependent beam in thermal environments have been investigated in this study. The nanobeam is assumed to be in contact with a moving point load. NSGT contains nonlocal stress field impacts together with the microstructure-dependent strains gradient impacts. The nano-size beam is constructed by functionally graded materials (FGMs) containing even and un-even pore dispersions within the material texture. The gradual material characteristics based upon pore effects have been characterized using refined power-law functions. Dynamical deflections of the nano-size beam have been calculated using DQM and Laplace transform technique. The prominence of temperature rise, nonlocal factor, strain gradient factor, travelling load speed, pore factor/distribution and elastic substrate on forced vibrational behaviors of nano-size beams have been explored.

• Steel and Composite Structures
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• 제15권2호
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• pp.163-173
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• 2013

The thermal creep is one of the major factors causing the buckle of steel columns in the fire events. But, few related studies have been reported to evaluate the factors affecting the thermal creep of steel column experimentally or numerically. In this study a series of Fire-resistant steel columns with three different slenderness ratios under a sustained load are tested under a uniform temperature up to six hours in order to evaluate the creep upon three selected factors, temperature, applied load, and column slenderness. Based on experimental results, a proposed creep strain rate model is established as the function of a single parameter of the load ratio of temperature LR(T) to determine the buckling time of steel column due to creep. Furthermore it is found that the creep can be neglected when LR(T) is smaller than 0.77.