• Advances in materials Research
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• 제12권3호
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• pp.243-261
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• 2023

This study aims to analyze the mechanical buckling behavior of a single-walled carbon nanotube (SWCNT) integrated with a one-parameter elastic medium and modeled as a Kerr-type foundation under a longitudinal magnetic field. The structure is considered homogeneous and therefore modeled utilizing the nonlocal first shear deformation theory (NL-FSDT). This model targets thin and thick structures and considers the effect of the transverse shear deformation and small-scale effect. The Kerr model describes the elastic matrix, which takes into account the transverse shear strain and normal pressure. Using the nonlocal elastic theory and taking into account the Lorentz magnetic force acquired from Maxwell relations, the stability equation for buckling analysis of a simply supported SWCNT under a longitudinal magnetic field is obtained. Moreover, the mechanical buckling load behavior with respect to the impacts of the magnetic field and the elastic medium parameters considering the nonlocal parameter, the rotary inertia, and transverse shear deformation was examined and discussed. This study showed useful results that can be used for the design of nano-transistors that use the buckling properties of single-wall carbon nanotubes(CNTs) due to the creation of the magnetic field effect.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권5호
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• pp.519-530
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• 2013

본 연구에서는 스터드패널과 경량철골골조로 구성된 모듈러건물 유닛의 강성, 하중재하능력, 연성능력, 에너지소산능력 등 내진성능을 평가하기 위하여 주기실험을 수행하였다. 모듈러건물 유닛의 횡력저항요소로서 스트랩브레이스 및 시트강판으로 보강된 스터드패널을 사용하였다. 실험 결과, 스트랩브레이스 및 시트강판 보강 스터드패널을 사용한 모듈러건물유닛은 우수한 연성거동을 보였다. 최대변위비는 5.37% 이상을 보였고, 변위연성도는 5.76 이상인 것으로 나타났다. 그러나 주기거동 동안 핀칭이 크게 발생하여 주기당 에너지소산량은 좋지 않은 것으로 나타났다. 모듈러건물유닛의 소성메커니즘을 바탕으로 내진설계를 위한 강도, 항복변위, 탄성강성 등 설계식을 제안하였고 실험 결과와 비교를 통하여 제안된 설계식을 검증하였다. 제안된 방법은 모듈러건물유닛의 하중재하능력, 강성 등 내진성능을 합리적으로 예측하였다. 그러나 스트랩브레이스 보강 스터드패널의 탄성강성은 크게 과대평가되었으므로, 안전한 내진설계를 위해서는 구조해석 시 탄성강성을 50%로 줄이는 것이 필요하다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권5호
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• pp.435-445
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• 2007

선체는 기본적으로 얇은 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 이들 중 상당수는 유공을 가진 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용), 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용), 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이들 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 최종강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도 재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법(ANSYS)을 사용하여 종방향 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비, 웹 치수, 웹 두께 그리고 보강재 단면을 변화시켜가며, 최종강도 시리즈 해석을 수행하고, 최종강도 예측 설계식을 제안하였으며, 식의 정도성을 검증하기 위하여 유한요소해석 결과와 비교하여 정도를 확인하였다. 제안된 설계식은 초기구조설계 시 유공보강판의 최종강도 계산에 유용하게 사용되리라 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권2호
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• pp.127-134
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• 2020

고초음속 항공기는 초음속 비행 중 공력 가열에 의하여 높은 온도 환경에 노출되기 때문에 동체 및 날개 구조물은 더블 패널 형태의 열 차폐 구조로 설계하여 기체 내부로 높은 온도의 열이 전달되는 것을 막는다. 얇은 두께의 더블 패널 외피는 초음속 항공기의 고출력 엔진 소음과 제트 유동에 의한 음향 하중에 노출되어 음향 피로 손상이 발생할 수 있다. 따라서 열음향 복합 하중을 받는 초음속 항공기 외피 구조의 거동 확인과 피로수명 예측이 필요하다. 본 논문에서는 열음향 복합 하중을 모사할 수 있는 열음향 시험 장치를 설계/제작하여 열음향 하중이 적용되는 티타늄 시편의 열음향 시험을 수행하였다. 열음향 복합 하중에 의한 구조물의 동적 거동을 확인하였으며, 시편 단위 열음향 시험 결과와 유한요소해석 결과를 비교하여 해석 모델을 검증하였다.

• Applied Microscopy
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• 제40권4호
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• pp.237-244
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• 2010

주머니 형태의 흡입식 포충낭을 형성하는 통발속(Utricularia) 식물은 포충낭에 발달하는 감각모 및 다양한 분비모로 능동적인 식충의 기능을 수행한다. 본 연구에서는 물속에 서식하는 수생형 통발(U. japonica)과 땅속에 서식하는 지생형 땅귀개(U. livida)2종 포충낭의 형태적 분화 특성을 광학 및 전자현미경을 이용하여 연구하였다. 이들 2종의 포충낭 내부 및 외부 표피조직에 발달하는 먹이 감지구조 및 감각모와 분비모의 분화양상은 서식환경에 따라 매우 상이하였다. 수생형 통발의 포충낭 입구에는 분지된 안테나 및 부속지들이 위치하고, 덧문에는 감각모 4개가 분포하였다. 포충낭의 외부 표피조직에는 반구형의 작은 단세포 분비모들이 산재하나 내부로 향한 입구 부위에는 무병 및 capitate형 분비모들이 점액물질을 분비하여 덧문을 여닫으며 먹이 포획을 하였다. 포충낭 내부 전체 표피표면에는 4분지모들이 밀생하나, 2분지모들은 덧문 하단의 일부 조직에만 수직으로 발달하였다. 반면, 지생형 땅귀개의 포충낭 입구에는 내부를 향하면서 좁아지는 누두상의 먹이 접촉 및 감지구조를 형성하였다. 이들의 배축면에는 다세포성 비분비모들이 규칙적으로 배열하나 향축면에는 여러형태의 분비모가 밀생하여 입구를 피복하며 덧문은 외부로 노출되지 않았다. 덧문에는 2개의 감각모가 발달하며 포충낭 내부에는 H-자 형태의 4분지모가 소수 발달하였고, 2분지모는 덧문 하단 표면에 수평으로 배열하였다. 먹이 유입 시 이들 분비모에서는 다량의 분비물질이 분비되어 포충낭 내부 전체표면을 피복하였다. 이상의 결과는 수생 및 지생 통발 2종 포충낭의 형태 분화 및 구조적 특성이 이후 흡입식 포충낭에서의 식충기작 및 세포수준에서의 미세구조 연구에서 유용한 중요 자료가 될 것으로 생각된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.842-848
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• 2013

Developments of Solid-State Gyroscopy during last decades are impressive and were based on thin-walled shell resonators like HRG or CRG made from fused quartz or leuko-sapphire. However, a number of design choices for inertial-grade gyroscopes, which can be used for high-g applications and for mass- or middle-scale production, is still very limited. So, considerations of fundamental physical effects in solids that can be used for development of a miniature, completely solid-state, and lower-cost sensor look urgent. There is a variety of different types of bulk acoustic (elastic) waves (BAW) in anisotropic solids. Shear waves with different variants of their polarization have to be studied especially carefully, because shear sounds in glasses and crystals are sensitive to a turn of the solid as a whole, and, so, they can be used for development of gyroscopic sensors. For an isotropic medium (for a glass or a fine polycrystalline body), classic Lame's theorem (so-called, a general solution of Elasticity Theory or Green-Lame's representation) has been modified for enough general case: an elastic medium rotated about an arbitrary set of axes. Travelling, standing, and mixed shear waves propagating in an infinite isotopic medium (or between a pair of parallel reflecting surfaces) have been considered too. An analogy with classic Foucault's pendulum has been underlined for the effect of a turn of a polarizational plane (i.e., an integration effect for an input angular rate) due to a medium's turn about the axis of the wave propagation. These cases demonstrate a whole-angle regime of gyroscopic operation. Single-crystals are anisotropic media, and, therefore, to reflect influence of the crystal's rotation, classic Christoffel-Green's tensors have been modified. Cases of acoustic axes corresponding to equal velocities for a pair of the pure-transverse (shear) waves have of an evident applied interest. For such a special direction in a crystal, different polarizations of waves are possible, and the gyroscopic effect of "polarizational precession" can be observed like for a glass. Naturally, formation of a wave pattern in a massive elastic body is much more complex due to reflections from its boundaries. Some of these complexities can be eliminated. However, a non-homogeneity has a fundamental nature for any amorphous medium due to its thermodynamically-unstable micro-structure, having fluctuations of the rapidly-frozen liquid. For single-crystalline structures, blockness (walls of dislocations) plays a similar role. Physical nature and kinematic particularities of several typical "drifts" in polarizational BAW gyros (P-BAW) have been considered briefly too. They include irregular precessions ("polarizational beats") due to: non-homogeneity of mass density and elastic moduli, dissymmetry of intrinsic losses, and an angular mismatch between propagation and acoustic axes.