• Structural Engineering and Mechanics
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• 제73권5호
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• pp.555-563
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• 2020

The objective of present paper is assessment of dynamic buckling behavior of an embedded sandwich microplates in thermal environment in which the layers are reinforced through functionally graded carbon nanotubes (FG-CNTs). Therefore, mixture rule is taken into consideration for obtaining effective material characteristics. In order to model this structure much more realistic, Kelvin-Voigt model is presumed and the sandwich structure is rested on visco-Pasternak medium. Exponential shear deformation theory (ESDT) in addition to Eringen's nonlocal theory are utilized to obtain motion equations. Further, differential cubature method (DCM) as well as Bolotin's procedure are used to solve governing equations and achieve dynamic instability region (DIR) related to sandwich structure. Different parameters focusing on volume percent of CNTs, dispersion kinds of CNTs, thermal environment, small scale effect and structural damping and their influences upon the dynamic behavior of sandwich structure are investigated. So as to indicate the accuracy of applied theories as well as methods, the results are collated with another paper. According to results, presence of CNTs and their dispersion kind can alter system's dynamic response as well.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제10권6호
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• pp.517-532
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• 2000

A direct output feedback control scheme was recently proposed by the authors for single-story building structures resting on flexible soil body. In this paper, the control scheme is extended to mitigate the seismic responses of multi-story buildings. Soil-structure interaction is taken into account in two parts: input at the soil-structure interface/foundation and control algorithm. The former reflects the effect on ground motions and is monitored in real time with accelerometers at foundation. The latter includes the effect on the dynamic characteristics of structures, which is formulated by modifying the classical linear quadratic regulator based on the fundamental mode shape of the soil-structure system. Numerical result on the study of a $\frac{1}{4}$-scale three-story structure, supported by a viscoelastic half-space of soil mass, have demonstrated that the proposed algorithm is robust and very effective in suppressing the earthquake-induced vibration in building structures even supported on a flexible soil mass. Parametric studies are performed to understand how soil damping and flexibility affect the effectiveness of active tendon control. The selection of weighting matrix and effect of soil property uncertainty are investigated in detail for practical applications.

• 한국지반공학회논문집
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• 제22권9호
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• pp.37-43
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• 2006

지반구조물의 동적해석은 모델의 영역이 커짐에 따라 에너지가 감소하는 현상을 표현할 수 있는 방법을 필요로 한다. 이러한 현상은 흔히 방사 감쇠(radiation damping) 또는 기하학적 감쇠(geometric attenuation)로 알려져 있으며, 탄성에너지가 점성 또는 이력현상에 의해 감소되는 재료 감쇠현상과는 구별된다. 따라서 수치해석으로 지반구조물의 동적거동을 해석할 경우 모델의 영역 구축은 특별한 고려를 필요로 한다. 인공적인 경계조건은 유한요소내의 지반상태를 무한상태로 변형시킬 수 있어야 하며, 경계에 도달하는 응력 파동을 모델내로 반사시키지 않고 흡수 할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 간단한 점 탄성 반무한 불연속 요소를 이용하여 지반구조물의 동적해석을 수행할 경우 에너지를 투과하는 경계조건을 수립하는 방법을 보여준다. 반무한 요소의 실행은 OpenSees라는 유한요소 해석프로그램을 이용하여 수행되었으며, 예를 통하여 불연속 요소가 경계에 도달하는 응력 파동을 충분히 흡수하여 유한요소 모델을 반무한 상태로 전환 시킬 수 있다는 것을 보여준다. 본 논문에서 제시된 방법은 간단하게 실용적으로 사용할 수 있는 반무한 경계조건이지만, 입사각이 매우 예리할 경우는 에너지의 흡수정도가 충분치 않은 것으로 알려져 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권5호
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• pp.559-563
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• 2013

This study aims to quantify the effects of medication (Med) and deep brain stimulation (DBS) on resting rigidity in patients with Parkinson's disease. We tested 10 limbs of five patients under each of four treatment conditions: 1) baseline, 2) DBS, 3) Med, 4) DBS + Med. Rigidity at the wrist joint was assessed using the Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS). The examiner randomly imposed flexion and extension movement on patient's wrist joint. Resistance to passive movement was quantified by viscoelastic properties. Not only rigidity score but also damping constant showed improvements in rigidity by DBS and Med treatments (p<0.05). This indicates that the viscosity can represent the change in rigidity due to DBS as well as Med, which was manifested by UPDRS score.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제2권3호
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• pp.321-332
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• 2009

Recent development in composites containing phase-transforming particles, such as vanadium dioxide or barium titanate, reveals the overall stiffness and viscoelastic damping of the composites may be unbounded (Lakes et al. 2001, Jaglinski et al. 2007). Negative stiffness is induced from phase transformation predicted by the Landau phase transformation theory. Although this unbounded phenomenon is theoretically supported with the composite homogenization theory, detailed stress analyses of the composites are still lacking. In this work, we analyze the stress distribution of the Hashin-Shtrikman (HS) composite and its two-dimensional variant, namely a circular inclusion in a square plate, under the assumption that the Young's modulus of the inclusion is negative. Assumption of negative stiffness is a priori in the present analysis. For stress analysis, a closed form solution for the HS model and finite element solutions for the 2D composite are presented. A static loading condition is adopted to estimate the effective modulus of the composites by the ratio of stress to average strain on the loading edges. It is found that the interfacial stresses between the circular inclusion and matrix increase dramatically when the negative stiffness is so tuned that overall stiffness is unbounded. Furthermore, it is found that stress distributions in the inclusion are not uniform, contrary to Eshelby's theorem, which states, for two-phase, infinite composites, the inclusion's stress distribution is uniform when the shape of the inclusion has higher symmetry than an ellipse. The stability of the composites is discussed from the viewpoint of deterioration of perfect interface conditions due to excessive interfacial stresses.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.83-91
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• 2009

비좌굴가새는 우수한 내진성능을 보이는 시스템이다. 그러나 비좌굴가새는 약진이나 바람과 같은 하중에 대하여 에너지를 소산시키지 못한다. 기존의 비좌굴가새의 풍저항 성능을 개선한 하이브리드 비좌굴가새(H-BRB)는 비좌굴가새와 점탄성댐퍼로 구성된 복합댐퍼시스템의 일종이다. 본 논문에서는 탄성영역에서 H-BRB의 구조성능을 확인하기 위하여 심재가 다른 두 개의 실험체에 대한 실험이 수행되었다. H-BRB 시스템에 대한 탄성영역에서의 거동메케니즘 검증을 위하여 주저항요소와 2차 저항요소의 축변형량과 에너지소산 능력을 비교하였다. 실험결과 댐퍼부에서 이면전단을 사용한 H-BRB는 우수한 구조성능을 보이며, 고층건물의 사용성 수준을 향상시키기 위하여 적용될 수 있을 것이다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.1-10
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• 1998

동적 지반-구조물해석과정에는 수많은 불확실성 요소가 내재되어 있다. 이러한 요소는 입력운동의 정의, 지반-구조물시스템의 모델작성, 해석기법 등에 포함된다. 이 논문은 점탄성 층상지반상의 원자로건물의 지진응답에 대한 매개변수해석을 수행한 결과를 제시한 것이다. 많은 매개변수 중에 입력운동의 정의위치, 구조물의 묻힘정도, 상부토층의 두께와 지반의 강성을 선택하여 지진응답에 미치는 영향을 중점적으로 이 연구에서 다루었다. 해석방법은 진동수에 무관한 지반임피던스를 사용하는 부분구조법인 시간영역에서의 모드중첩법이다. 지반-구조물시스템의 모드감쇠값은 각 모드에 대해 변형에너지에 대한 소멸에너지의 비를 구하여 결정되었다. 이 연구결과로부터 부분구조법에 의한 지반-구조물상호작용해석법의 실용적 이용에 참고할 수 있는 지진응답에 미치는 각 파라메터의 민감도가 제시되었다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.155-161
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• 2024

질화붕소나노튜브와 탄소나노튜브는 가장 대표적인 1차원 나노구조체로, 기존의 금속 및 세라믹재료에 비해 매우 뛰어난 물성을 가지고 있음이 알려지면서 다기능성 경량복합재의 강화재로 가장 큰 주목을 받아왔다. 각각 저 차원 무기나노소재와 유기나노소재를 대표하는 이들 나노구조는 우열을 가리기 어려울 정도로 뛰어난 기계적강성과 강도 그리고 열전도 특성을 가지고 있다. 따라서 구조용 복합소재 및 방열 복합재 분야에서 이 두 나노튜브의 강화효과는 고분자기지와 혼합되면서 형성되는 재료 간 계면 물성이 어떠한가에 의해 크게 영향을 받게 된다. 본 논문에서는 질화붕소나노튜브와 탄소나노튜브가 복합재 내 기지와 형성하는 계면 물성에 대한 비교 연구 사례를 통해 두 나노튜브의 강화효과에 대해 고찰한다. 기계적특성을 좌우할 수 있는 계면에서의 하중전달 특성을 튜브의 인발거동과 분자모델링을 통한 상호작용 에너지를 통해 분석한 결과와 더불어, 나노튜브에 결함이 존재하는 경우 두 나노튜브가 보이게 되는 상반되는 계면특성변화에 대해 점탄성 거동을 예시로 하여 소개한다.