• Steel and Composite Structures
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• 제48권4호
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• pp.429-441
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• 2023

This research presents an advanced finite element formulation for analyzing the vibratory behaviour of tapered composite shaft rotors, taking into account the impact of the draft angle on the stiffness of the composite shaft laminate. The vibration response of the shaft rotating around its axis is studied using both the finite element hierarchical method and the classical finite element formulation, based on the theory of transverse shear deformation, rotary inertia, gyroscopic effect, and coupling effect due to the stratification of the composite layers of the shaft. The study also includes the development of a program to calculate the Eigen frequencies and critical speeds of the system, and the obtained results are compared with those available in the literature. This research provides valuable insights into the vibratory behaviour of tapered composite shaft rotors and can be useful for designing and optimizing such structures in various industrial applications.

• Geomechanics and Engineering
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• 재33권6호
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• pp.529-542
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• 2023

Wave propagation with high transverse deflection could affect the stability of the ball in its trajectory. For low stiffness balls similar to soccer and volleyball balls, the waves are more noticeable in comparison to other balls like ping-pong ball. On the other hand, the soccer balls are under heavy impact loads from shoots and contacting different objects in the field. The maximum recorded speed of a soccer ball after kicking is the 211 km/hr and the average maximum speed is around 112 km/hr. Therefore, in such speeds the aerodynamic forces become important which are directly related to geometrical shape of the ball. In this regard, the wave propagation in soccer ball is examined in the current study using large deformation shear deformable formulations. Classical relations of stress-strain components are taken into consideration along with minimum total energy principle. The final derived relations were solved by using harmonic differential quadrature method. The results are generally presented ion term of phase velocity as function of different influencing parameters of the materials, geometry and mass of the ball.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제20권6호
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• pp.994-1001
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• 2007

Changes in shear force value, transverse sections, myofibrils and intramuscular connective tissue of bovine skeletal muscle exposed to the combination of high-pressure up to 400 MPa and heat (30 and $60^{\circ}C$) were studied. The shear force value decreased by pressure-heat treatment up to 200 MPa at 30 and $60^{\circ}C$, and then slightly increased over 200 MPa at $30^{\circ}C$. Shear force values of treated muscles were lower than those of untreated ones. Gaps between muscle fibers in the untreated muscle were a little clear, and then they became very clear in the treated muscles up to 200 MPa at 30 and $60^{\circ}C$. However, the gaps reduced significantly over 200 MPa at $30^{\circ}C$. The remarkable rupture of I-band and loss of M-line materials progressed in the myofibrils with increasing pressure applied. However, degradation and loss of the Z-line in myofibrils observed in the muscle treated at $60^{\circ}C$ was not apparent in the muscle treated at $30^{\circ}C$. The length of the sarcomere initially contracted by pressure-heat treatment of 100 MPa at $30^{\circ}C$ seemed to have recovered with increase of the pressure up to 400 MPa. In the muscle treated at $60^{\circ}C$, the length of sarcomere gradually decreased with increase of the pressure up to 400 MPa. In the treated muscles, changes in the honeycomb-like structure of endomysium were observed and accelerated with increase of the pressure. A wavy appearance clearly observed at the inside surface of endomysium in the untreated muscles gradually decreased in the treated muscles with increase of the pressure. Tearing of the membrane was observed in the muscles treated over 150 MPa at $30^{\circ}C$, as observed in the sample pressurized at 100 MPa at $60^{\circ}C$. The roughening, disruption and fraying of the membrane were observed over 200 MPa at $60^{\circ}C$. From the results obtained, the combination of high-pressure and heat treatments seems to be effective to tenderize tough meat. The shear force value may have some relationship with deformation of intramuscular connective tissue and myofibrils.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.559-573
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• 2007

강바닥판 교량은 비교적 얇은 강판을 서로 용접에 의해 연결한 구조물로서 많은 양의 용접을 피할 수 없다. 강바닥판의 횡리브 복부판에서는 전단력과 비틀림 모멘트가 작용하는 동시에 종리브의 비틀림으로 인한 면내 면외 변형이 작용하기 때문에 종리브-횡리브 복부판-데크플레이트 교차부 및 횡리브복부판 컷아웃(슬릿)부에서 응력집중 현상이 두드러지게 발생하게 된다. 본 연구에서는 강바닥판 구조형식의 피로성능 향상 효과가 큰 교차부에 스캘럽을 두지 않는 동시에 종리브 내부에 횡리브 복부판면과 일치되게 다이아프램을 설치하면 컷아웃부 및 교차부에서의 응력집중 감소효과가 크며, 특히 다이아프램의 설치가 컷아웃부에서의 응력집중 감소효과에 큰 영향을 미치고 있는 연구결과를 바탕으로 다이아프램 상하부면 곡률반경을 대상으로 매개변수해석을 수행한 결과 피로성능에 영향이 큰 응력집중 감소효과가 큰 최적 다이아프램형상을 도출하였다. 또한 최적 다이아프램 형상을 바탕으로 피로성능 향상에 유리한 다이아프램 최적 설치위치를 도출하였다.

• 전산구조공학
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• 제5권1호
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• pp.119-132
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• 1992

반복하중을 받는 짧은 I보(Beam)의 횡-비틀림 좌굴(Lateral-Torsional Buckling)에 대한 광범위한 Parametric Study를 수행하여 보의 좌굴현상을 좀 더 깊이 고찰하고자 한다. 유한한 비틀림변형의 뒤틀림(Warping)이외에 미소한 절단변형의 뒤틀림도 고려한 기하학적(완전) 비선형의 일차원 보를 해석적 모델로 사용하고, 또한 금속의 주기적소성(Cyclic Plasticity)거동을 보다 잘 나타내기 위해 다축 주기적소성모델을 Consistent Return Mapping Algorithm과 결합시켜 적용한다. 기준치 근방에서 아래와 같은 여러가지 Parameter Study를 수행하므로써 반복하중을 받는 짧은 I보의 횡-비틀림 좌굴의 일반적 응답을 고찰한다 : 재료의 강복강도, 강복플래토(Yield Plateau), 변형율경화, 이동경화(Kinematic Hardening), 잔류응력, 작용하중의 절단중심에 대한 편심률, 작용하중의 보 단면에 대한 높이, 작용하중의 보 길이방향의 위치, 보 단면의 치수, 작용하중으로부터 멀리 떨어진 지지단의 고정도.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권9호
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• pp.542-549
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• 2009

Zr-based amorphous alloy matrix composites reinforced with tantalum continuous fibers were fabricated by the liquid pressing process, and their anisotropic mechanical properties were investigated by tensile and compressive tests of $0^{\circ}$(longitudinal)-, $45^{\circ}$-, and $90^{\circ}$(transverse)-orientation specimens. About 60 vol.% of tantalum fibers were homogeneously distributed inside the amorphous matrix, which contained a small amount of polygonal crystalline particles. The ductility of the tantalum-continuous-fiber-reinforced composite under tensile or compressive loading was dramatically improved over that of the monolithic amorphous alloy, while maintaining high strength. When the fiber direction was not matched with the loading direction, the reduction of the strength and ductility was not serious because of excellent fiber/matrix interfacial strength. Observation of the anisotropic deformation and fracture behavior showed the formation of multiple shear bands, the obstruction of crack propagation by fibers, and the deformation of fibers themselves, thereby resulting in tensile elongation of 3%~4% and compressive elongation of 15%~30%. These results suggest that the liquid pressing process was useful for the development of amorphous matrix composites with excellent ductility and anisotropic mechanical properties.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.79-87
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• 1991

본 논문에서는 단조증가하중을 받는 철근콘크리트 쉘구조의 탄성, 비탄성, 극한영역등 모든 응력상태에 대한 재료적(材料的), 기하학적(幾何學的) 비선형(非線形) 해석(解析)을 위해서 유한요소법에 의한 수치해법(數値解法)을 개발하였다. 유한요소로서는 면회전단변형을 고려하여 Degeneration 방법에 의해 유도된 8절점 Serendipity 등매개변수 요소를 사용하였으며, 두께방향에 대한 철근과 콘크리트의 재료성질을 고려하기 위하여 층상화기법(層狀化技法)을 도입하였다. 기하학적(幾何學的) 비선형성(非線形性)은 Von Karman의 가정에 기본을 둔 total Lagrangian formulation에 의해 고려하였으며, 재료적(材料的) 비선형성(非線形性)에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 중에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용했으며, 철근에 대해서는 1축 응력상태로 가정하여 등가의 분산분포된 철근량으로 모델화하였다. 차후 논문( )의 수치예제를 통하여 본 논문의 해석방법이 기하학적(幾何學的), 재료적(材料的) 비선형성(非線形性)을 고려한 임의형상의 철근콘크리트 쉘구조의 해석에 적합한 방법임을 입증하고자 한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권5호통권39호
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• pp.1-14
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• 2004

본 연구는 우리나라에서 저층 주거용 건물로 널리 사용되고 있는 2층 규모의 비보강조적조 의 1/3 축소 모델에 대한 진동대 실험을 수행한 것이다. 본 연구의 주목적은 내진설계가 이루어지지 않은 조적조 건물의 내진거동을 살펴보고, 실험적 자료를 확보하는데 있다. 실험대상구조물은 횡방향으로는 대칭이지만 종방향으로는 약간 비대칭이고, 비교적 강한 다이어프램을 나타내는 콘크리트 슬래브로 되어있다. 실험체에 대한 모의 지진하중은 가속도를 점차 증가시켜가면서 종방향으로 가력하였다. 실험에서 얻은 구조물의 동적 응답자료는 진동대의 입력지진과 연관지어서 분석하였다. 더욱이 성능기초설계를 위한 성능수준을 제시하였다. 실험결과 1층에서의 전단파괴가 지배적이고 상부층은 강체거동을 보여주었다. 또한 균열 발생후에도 상당한 강도와 변형능력을 보유하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.88-97
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• 2012

본 연구에서는 비내진 교각의 내진성능과 휨-전단 거동을 파악하고자 형상비 4.5인 정사각형의 중실 및 중공단면 철근콘크리트 교각실험체를 제작하여 일정한 축력하에서 변위비 등급을 증가시켜 가면서 횡하중을 가력하는 실험을 수행하였다. 본 연구는 철근콘크리트 교각의 한정연성 내진설계를 위한 실험적 기초자료의 제공과 함께 성능단계별 교각성능 및 손상평가를 위한 정량적 수치와 경향을 제공하기 위한 것이며, 파괴거동, 극한변위, 극한드리프트비율, 변위연성도, 응답수정계수, 등가점성감쇠비, 잔류변형지수, 유효강성, 철근 변형률 등의 주요 내진성능 인자들에 대한 분석결과와 비선형 해석 결과를 나타내었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.539-548
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• 2007

이 논문은 Pasternak지반으로 지지된 변화폭 원호형 띠기초의 휨-비틀림 자유진동에 관한 연구이다. 띠기초의 단면은 단면깊이는 일정하고, 단면폭은 1차식으로 변화하는 변화폭을 갖는 직사각형 단면으로 채택하였다. 띠기초의 지반은 Winkler지반에 전단층을 갖는 Pasternak지반으로 모형화하였다. 이러한 원호형 띠기초의 자유진동을 지배하는 상미분방정식과 경계조건을 유도하였다. 자유진동의 관성항으로는 휨관성, 회전관성 및 비틀림관성을 고려하였다. 상미분방정식을 수치해석하여 4개의 최저차 고유진동수를 산출하였다. 수치해석의 결과로 띠기초의 변수들이 고유진동수에 미치는 영향을 고찰하였다. 이 논문의 결과는 띠기초의 동적 설계에 매우 유용한 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.