• 한국자동차공학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.69-79
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• 1996

Dynamic stress intensity factors are derives when the crack is propagating with constant velocity under longitudinal shear stress in orthotropic disk plate. General stress fields of crack tip propagating with constant velocity and least square method are used to obtain the dynamic stress intensity factor. The dynamic stress intensity factors of GLV/GTV=1(=isotropic material or transversely isotropic material) which is obtained in out study nearly coincides with Chiang's results when mode Ⅲ stress is applied to boundary of isotropic disk. The D.S.I.F. of mode Ⅲ stress is greater when α(=angle of crack propagation direction with fiber direction) is 90° than that when α is 0°. In case of a/D(a:crack length, D:disk diameter)<0. 58, the faster crack propagation velocity, the less D.S.I.F. but when crack propagation velocity arrive on ghear stress wave velocity, the D.S.I.F. but when crack propagation velocity arrive on shear stress wave velocity, the D.S.I.F. unexpectedly increases and decreases to zero.

• 한국안전학회지
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• 제20권2호
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• pp.26-31
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• 2005

The strong continuous fiber reinforced metal matrix composites (MMCs) are recently used in aerospace and transportation applications as an advanced material due to its high strength and light weight. Unidirectional fiber-metal matrix composites have superior mechanical properties along the longitudinal direction. However, the applicability of continuous fiber reinforced MMCs is somewhat limited due to their relatively poor transverse properties. Therefore, the transverse properties of MMCs are significantly influenced by the properties of the fiber/matrix interface. In order to be able to utilize these MMCs effectively and with safety, it must be determined their elastic plastic behaviors at the interface. In this study, the interfacial stress states of transversely loaded unidirectional fiber reinforced metal matrix composites investigated by using elastic-plastic finite element analysis. Different fiber volume fractions $(5-60\%)$ were studied numerically. The interlace was treated as three thin layer (with different properties) with a finite thickness between the fiber and the matrix. The fiber is modeled as transversely isotropic linear-elastic, and the matrix as isotropic elastic-plastic material. Using proposed model, the effects of the interface region and fiber arrangement in MMCs on the distributions of stress and strain are evaluated. The stress distributions of a thin multi layer interface have much less changes compared with conventional perfect interface. The analyses were based on a two-dimensional generalized plane strain model of a cross-section of an unidirectional composite by the ANSYS finite element analysis code.

• 터널과지하공간
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• 제14권4호
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• pp.261-268
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• 2004

The main objectives of this study are to investigate the anisotropic characteristics of rocks and to evaluate the relationships between physical properties. A series of experiments were performed in three mutually perpendicular directions for three rock types, which are granite, granitic gneiss and limestone. The relationships of measured physical properties were evaluated. The results of ultrasonic wave velocity measurement show that granite of three rock types gives the largest directional difference, and that the wave velocity in a plane parallel to a transversely isotropic one is dominantly faster than that in a subvertical or vertical plane. It implies that ultrasonic wave velocity for rock could be used as a useful tool for estimating the degree of anisotropy. The ratio of uniaxial compressive strength to Brazilian tensile strength ranges approximately from 13 to 16 for granite. from 8 to 9 for granite gneiss, and from 9 to 18 for limestone. The directional differences for granite and granitic gneiss are very small, and on the other hand, is relatively large for limestone. It is suggested that strength of rock makes quite difference depending on the rock types and loading directions, especially for the anisotropic rocks such as transversely isotropic or orthotropic rocks. The ratio of uniaxial compressive strength to point load strength index ranges from 18 to 20 for granite, from 17 to 19 for granitic gneiss, and from 21 to 24 for limestone. These results show that point load strength index makes also a difference depending on rock types and directions. Therefore. it should be noted that the ratio of uniaxial compressive strength to point load strength index could be applied to all rock types. Uniaxial compressive strength shows relatively good relationship with point load strength index, Schmidt hammer rebound value, and tensile strength. In particulat, point load strength index is shown to be the best comparative relationship. It is indicated that point load test is the most useful tool to estimate an uniaxial compressive strength indirectly.

• 한국재료학회지
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• 제8권9호
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• pp.843-848
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• 1998

결량화 되고 고강도의재료를 요하는 자동차, 항공기, 선박, 각종 구조물 등 여러 분야에서 복합재료의 사용은 증가되어 왔고, 그에 따라 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 Impulse Excitation Method을 통해 Transversely Isotropic한 재료의 공진 주파수를 측정함으로써 복합재료의 탄성계수를 구하였다. Timoshenko Beam Equation식에 나타나는 회전관성효과와 전단변형을 고려하였을 때와 고려하지 않았을 때 재료의 탄성계수에 변화가 어떻게 나타나는 가를 관찰하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권4호
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• pp.443-457
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• 2018

In this article, a comparative study has been made to investigate the scattering behaviour of three layered structure model on torsional surface wave. For such model intermediate layer is taken as fiber reinforced composite, resting over a dry sandy Gibson substratum and underlying by different anelastic media. We consider two distinct mediums for topmost layer. In the first case, topmost layer has been taken as fluid saturated homogeneous porous layer, while in the second case the fluid saturated porous layer has been replaced by a transversely isotropic layer. Simple form expression for the secular equation of torsional surface wave has been worked out in both the cases by executing specific boundary conditions, which comprises Whittaker's function and its derivative, for imminent result that have been elaborated asymptotically. Some special cases have been constituted which are in excellent compliance with recorded literatures. For the sake of comparative study, numerical estimation and graphical illustration have been accomplished to identify the effects of the width ratio of the layers, Biot's gravity parameter, sandy parameter, porosity parameter and other heterogeneity parameters corresponding to the layers and half spaces, horizontal compressive and tensile initial stress on the phase velocity of torsional surface wave.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권3호
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• pp.241-249
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• 2006

한국의 지질 환경은 암석 분포가 매우 다양하고 복잡한 구조 활동의 영향을 받아 지하매질의 이방성 특성이 국부적으로 심하게 변화한다. 기존의 이방성 주시 모델링의 경우 지질 모델을 2차원으로 단순화시킴으로써 이러한 복잡한 지질 환경을 제대로 고려할 수 없었다. 또한 약 이방성 가정을 사용하여 실제로 나타날 수 있는 지하 매질의 심각한 이방성 영향을 주시 모델링에서 고려할 수 없었다. 이에 이 연구에서는 보다 실제적이고 복잡한 3차원 횡등방성 매질(transversely isotropic media)에서 q-P파의 초동 주시 양상을 모사할 수 있는 주시 모델링 알고리듬을 개발하였다. 이 알고리듬에서는 2차원 비선형 주시 내삽(2D nonlinear traveltime interpolation) 기법과 주시의 3차원 격자 채움법(mapping)을 이용한 직접 전파법(direct calculation)을 통해 급격한 물성의 변화에도 주시 계산이 가능하도록 하였다. 또한, 최소 주시 계산과정에서 수치 미분을 통한 최대 경사법(steepest descent method)을 사용하여 약 이방성 가정을 극복하였다. 개발된 알고리듬은 해석해와 비교하여 그 타당성을 검증하였고 3차원 2층구조에 대한 주시 계산을 수행하여 물성이 급격히 변화하는 모델에 대해서도 안정적으로 주시 계산이 이루어짐을 확인하였다. 이 연구에서 개발한 3차원 주시 모델링 알고리듬은 향후 구조보정이나 토모그래피 알고리듬 개발에 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권4호
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• pp.307-314
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• 2010

석유와 가스 등 지하자원 탐사를 위한 탄성파 탐사자료의 처리 및 해석에 있어서 이방성에 대한 연구는 매우 중요하다. 중합 및 구조보정 등 자료처리과정에 필요한 탄성파 속도를 등방성이라고 가정하였으나 실제 지하지질의 속도구조는 이방성을 가지는 경우를 흔히 볼 수 있는데, 특히 셰일층 또는 파쇄 및 절리 등 균열이 발달된 탄산염 저류층에서 이방성 특성을 찾아볼 수 있다. 본 연구에서는 합성수지인 베이클라이트로 만든 VTI매질을 대상으로 탄성파 축소모형실험을 이용하여 탄성파 이방성에 대한 연구를 수행하였다. 탄성파 모형실험에서 등방성 재료는 입사각의 변화에도 불구하고 속도가 항상 일정하지만, 이방성 매질의 경우 측정 방향 및 입사각에 따라 탄성파 P파 및 S파의 속도가 변화하였다. 측정된 탄성파 속도는 군속도로 추정되며 군속도로부터 구한 탄성계수를 이용하여 이방성계수인 ${\varepsilon}$, ${\delta}$, ${\gamma}$를 성공적으로 파악할 수 있었다. 이방성매질에서는 이론적으로 계산된 위상속도와 측정된 탄성파속도는 비교적 잘 일치하였으며, 또한 qP, qS, SH파의 위상속도를 slowness surface에서 나타내면 측정 매질에 대한 이방성 특성이 잘 표현되었다. S파의 경우 매질과 송수신기의 측정 방향에 따라 서로 다른 두 개의 횡파가 분극특성을 나타내며 전파됨을 확인할 수 있었다.

• 터널과지하공간
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• 제26권3호
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• pp.235-252
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• 2016

본 연구에서는 다각형 입자 기반 개별요소모델을 이용하여 실험실 스케일에서 등방성, 횡등방성 암석의 거동과 점진적 파괴 과정을 모델링할 수 있는 시뮬레이션 기법을 구축하였다. 가압에 따른 미세균열의 개시와 성장 과정을 모니터링할 수 있는 기법을 제안하였으며, 이를 통해 전단균열과 인장균열의 개시와 성장이 암석의 점진적 파괴 과정에 미치는 영향을 살펴보았다. 다각형 입자기반 개별요소모델의 거동 및 미세균열의 발생 양상은 실험실에서 관찰되는 암석의 일반적인 특징과 상당 부분 일치하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 상기 모델이 암석의 역학적 거동을 합리적인 수준에서 재현할 수 있음을 확인하였다. 다각형 입자기반 개별요소모델에 대한 기초연구로서 접촉면의 미시변수와 시료의 거시물성 간의 상관관계를 살펴보았으며, 미시변수를 조정함으로써 다양한 암석의 강도와 변형 특성을 재현하였다. 한편, 상기 모델을 횡등방성 암석을 모사하기 위한 방법론을 제시하였으며, 이를 국내 횡등방성 암석인 아산편마암에 적용하여 근소한 오차 범위 내에서 실내시험 결과를 재현하였다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.52-59
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• 2012

뼈는 미네랄과 콜라겐으로 이루어진 복합 재료이고 횡방성 대칭의 역학적인 성질을 갖는다. 뼈의 유효 탄성 상수를 찾기 위해서는 복합재료역학에서 경계조건을 사용하여 그 값을 예측하고 있다. 그 방법들 중 하나인 보이트-로이스 경계조건은 근사값을 이용해서 유효 탄성 계수를 추정하는 방법이다. 기존의 방법은 고유값의 경계조건에 관한 경계조건을 보이지만, 이번 연구에서 우리는 수학적으로 이 경계조건이 각각의 탄성계수에 관해서 성립함을 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제1권3호
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• pp.141-145
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• 1977

In this paper, approximate solutions of the von Karman equations for the free flexural vibration of a transversely isotropic thin rectangular plate with two simply supported edges and two clamped edges are obtained. Applying one term Ritz-Galerkin procedure, the spatial dependent part of the equation is separated and time dependent function is found to be the Duffing's equation. Then the relation between nonlinear period and amplitude of the vibration is obtained by using averaging method which is a method of the perturbation procedure. It can be seen that averaging method is easy and agrees well with prior results.