• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권7호
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• pp.58-65
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• 2019

폴리머 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 경화시간이 짧고, 압축, 인장, 휨, 부착강도, 마찰저항성, 마모감량 등이 우수해 건축 재료로써 폭넓은 활용이 기대되는데, 특히, 레진 바인더와 골재만의 결합으로 이루어진 폴리머 콘크리트는 진동 감쇠 성능이 우수하여, 다양한 보강재로의 활용과 관련한 연구가 진행되고 있다. 한편, 이러한 폴리머 콘크리트가 일반 콘크리트 및 일반 방진보강재를 완전히 대체하기 위해서는 물리적 특성, 동적 특성, 생산성 및 현장 적용성 등을 고려한 진동저감 성능에 대한 전반적인 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폴리머 콘크리트의 에폭시 혼입비율별 물리적, 동적 특성을 일반 콘크리트와 비교한 결과, 압축, 인장, 휨, 부착강도가 상당히 우수한 결과를 보였으며, 특히 인장강도는 4~6.5배 이상 큰 차이를 보였다. 폴리머 콘크리트의 기본적인 물리적 특성에 근거하여 폴리머 콘크리트의 일반적인 사용성에 대해 검토함과 동시에, 에폭시 혼입비율에 따른 동적 특성인 감쇠비를 해석 모델과 실험을 통해 도출하여 검토한 결과, 폴리머 콘크리트의 동적 강성은 일반 콘크리트의 동적 강성 보다 20% 높고, 손실률은 약 3배 정도 높은 것으로 나타났다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권1호
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• pp.113-139
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• 2016

The nonlinear seismic responses of steel buildings with perimeter moment resisting frames (PMRF) and interior gravity frames (IGF) are estimated, modeling the interior connections first as perfectly pinned (PPC), and then as partially restrained (PRC). Two 3D steel building models, twenty strong motions and three levels of the PRC rigidity, which are represented by the Richard Model and the Beam Line Theory, are considered. The RUAUMOKO Computer Program is used for the required time history nonlinear dynamic analysis. The responses can be significantly reduced when interior connections are considered as PRC, confirming what observed in experimental investigations. The reduction significantly varies with the strong motion, story, model, structural deformation, response parameter, and location of the structural element. The reduction is larger for global than for local response parameters; average reductions larger than 30% are observed for shears and displacements while they are about 20% for bending moments. The reduction is much larger for medium- than for low-rise buildings indicating a considerable influence of the structural complexity. It can be concluded that, the effect of the dissipated energy at PRC should not be neglected. Even for connections with relative small stiffness, which are usually idealized as PPC, the reduction can be significant. Thus, PRC can be used at IGF of steel buildings with PMRF to get more economical construction, to reduce the seismic response and to make steel building more seismic load tolerant. Much more research is needed to consider other aspects of the problem to reach more general conclusions.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제31권5호
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• pp.65-71
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• 2003

본 연구에서는 몇 가지 새로운 집성재 단면구성 방법을 제안하고, 국산 낙엽송과 합판으로 제조된 집성재의 휨시험을 통해 단면 구성에 따른 집성재의 휨성능을 평가 비교하였다. 수평적층(BH), 수직적층(BVN), 수직으로 합판보강된 수직적층(BVV)과 수평으로 합판보강된 수직적층(BVH)의 총 네가지 형태의 단면구성 방법에 대하여 실험을 실시하였다. 파괴모드를 관찰하고, 실험을 통해 얻어진 하중-변형 곡선으로부터 MOR 및 MOE를 계산하여 이를 바탕으로 각 단면구성 방법의 휨성능 개선효과를 비교하였다. MOR의 경우에는 결함의 분산으로 인해 수직적층에서 수평적층에 비해 23% 정도의 개선효과를 얻을 수 있었으나, MOE의 경우에는 거의 유사한 값을 나타내었다. 수평으로 합판보강된 경우에는 상대적으로 휨성능이 약한 합판이 사용됨에 따라 MOE가 15% 정도 감소하였으나, 수직으로 합판보강된 경우에는 합판이 사용되었음에도 불구하고 MOE의 감소 없이 MOR이 개선되는 효과를 나타내었는데 이는 전단보강의 효과로 생각되며 이러한 효과를 파괴모드의 관찰을 통해서도 확인하였다. 이상의 결과로부터 집성보의 단면 구성시 라미나의 적절한 배치 및 전단보강 등을 통하여 전체적인 휨성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

• 전산구조공학
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• 제9권3호
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• pp.199-207
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• 1996

원통관에 휨모멘트가 작용하면 변형후 단면은 타원형상을 갖게된다. 단면의 타원화에 의해 단면이 감소하게 되면 휨강성이 감소하게 되며, 따라서, 휨모멘트-곡률관계가 하중점감형으로 된다. 이 휨강성의 감소현상을 Brazier이론 또는 Brazier현상이라고 한다. 적층평판에 있어서도 각층의 재료상수가 뚜렷하게 다른 경우 원통관에서의 Brazier현상과 유사한 현상이 발생한다. 본 논문에서는 평판에서의 Brazier현상을 규명하기 위하여 3층 적층모델을 만들어 각층의 재료정수가 현저히 다른 경우 어떠한 현상이 일어나는 가를 실험적으로 규명하였고, 이론해석을 위하여 스프링모델을 사용하였다. 본 논문의 모델에서 알 수 있듯이 중간층의 재료상수가 상하층 요소의 재료상수 보다 뚜렷하게 작은 경우 중간층의 거동이 현저히 크게됨을 알 수 있었다. 즉, 본 논문에서 채택한 모델의 경우에 있어서도 원통관에서 일어나는 Brazier형상이 일어나고 있음이 실험적 그리고 해석적으로 규명되었다 .

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.137-144
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• 2020

본 논문에서는 시공단계에서 서포트가 필요 없는 UHPC 충전형 상현재를 활용한 트러스 데크플레이트 시스템을 제안하고자 한다. 제안된 시스템은 기존의 시스템과 동일한 절대 층고를 유지하면서 증대된 강성과 강도를 보유하며 효과적으로 처짐을 제어한다. 제안된 시스템 및 기존의 시스템의 구조 성능을 평가하기 위해 4.6m의 순 스팬을 갖는 5개의 실험체를 제작하였고 점진적으로 하중을 증가시키며 4점 휨 실험을 수행하였다. 실험을 토대로 실험체별 하중-처짐 그래프를 도출하였고 변수에 따른 비교 및 분석을 진행하였다. 그리고 실험을 기준으로 수행한 비선형 3차원 유한요소해석결과와의 비교를 진행하였다. 비교 및 분석 결과, 기존의 트러스 데크플레이트를 제외한 모든 실험체들이 시공단계 하중에서 건축구조설계기준 및 강구조설계기준에서 제한하는 처짐 기준을 만족하였으며, 실험과 유한요소해석의 결과가 서로 유사한 것을 확인하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제52권5호
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• pp.1019-1032
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• 2014

Rails are key elements in railway superstructure since these elements receive directly the train load transmitted by the wheels. Simultaneously, rails must provide effective stress transference to the rest of the track elements. This track element often deteriorates as a consequence of the vehicle passing or manufacturing imperfections that cause in rail several defects. Among these rail defects, transverse cracks highlights and are considered a severe pathology because they can suddenly trigger the rail failure. This study is focused on UIC-60 rails with transverse cracks. A 3-D FEM model is developed in ANSYS for the flawless rail in which conditions simulating the crack presence are implemented. To account for the inertia loss of the rail as a consequence of the cracking, a reduction of the bending stiffness of the rail is considered. The numerical models have been calibrated using the first four bending vibration modes in terms of frequencies. These vibration frequencies have been obtained using the Experimental Modal Analysis technique, studying the changes in the modal parameters of the rails induced by the crack and comparing the results obtained by the model with experimental results. Finally, the calibrated and validated models for the single rail have been implemented in a complete railway ballasted track FEM model in order to study the static influence of the cracks on the rail deflection caused by a load passing.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제89권3호
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• pp.225-238
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• 2024

In this paper, a quasi-3D hyperbolic shear deformation theory for the bending responses of a functionally graded (FG) porous micro-beam is based on a modified couple stress theory requiring only one material length scale parameter that can capture the size influence. The model proposed accounts for both shear and normal deformation effects through an illustrative variation of all displacements across the thickness and satisfies the zero traction boundary conditions on the top and bottom surfaces of the micro-beam. The effective material properties of the functionally graded micro-beam are assumed to vary in the thickness direction and are estimated using the homogenization method of power law distribution, which is modified to approximate the porous material properties with even and uneven distributions of porosity phases. The equilibrium equations are obtained using the virtual work principle and solved using Navier's technique. The validity of the derived formulation is established by comparing it with the ones available in the literature. Numerical examples are presented to investigate the influences of the power law index, material length scale parameter, beam thickness, and shear and normal deformation effects on the mechanical characteristics of the FG micro-beam. The results demonstrate that the inclusion of the size effects increases the microbeams stiffness, which consequently leads to a reduction in deflections. In contrast, the shear and normal deformation effects are just the opposite.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.137-146
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• 2007

구조물의 거동에 대한 파사드리거의 보강 효과를 검토하고 파사드리거의 최적위치를 추정할 수 있는 수치해석방법이 제시되었다. 구조물 상부의 수평변위를 최소화할 수 있는 파사드리거의 최적위치는 파사드리거의 구속효과에 의한 수평변위 감소량을 극대화함으로서 구할 수 있으며 가새골조와 파사드리거의 휨강성과 전단강성에 의해 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 3가지 형태의 하중, 즉 등분포하중과 삼각분포하중 그리고 구조물 상단에 작용하는 집중하중이 고려되었다. 파사드리거의 최적위치는 무차원 강성변수 ${\omega}$와 ${\beta}$의 함수로서 표현되었으며, 1개부터 4개의 파사드리거를 갖는 구조물을 대상으로 최적위치에 대한 도표를 작성하였다. 비록 본 연구에서 제시된 해석방법이 몇 가지의 가정을 기초로 유도되었으나 고층건물의 초기설계단계에서 파사드리거의 최적위치 결정을 위한 비교적 정확한 정보를 제공할 수 있다고 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권6호
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• pp.561-566
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• 2017

기존 STKM11A steel 소재로 설계된 자동차용 텐션링크를 인장강도 245 MPa인 알루미늄 합금(A356) 소재로 대체하기 위한 경량화 설계 과정이 인장, 굽힘 및 비틀링 강성의 변화 측면에서 연구하였다. 부품들의 안전성을 희생시키지 않고 자동차 부품 경량화를 이루기 위해 많은 연구자들이 보다 가볍고 강한 서스펜션 링크들에 관한 연구를 진행해 왔다. 기존 I-빔 형태의 단면을 지닌 링크는 특별한 방향에 대하여 약한 단점이 있을 수 있으므로 경량화 이후에도 모든 방향의 하중을 견딜 수 있는 최적의 링크부품 형상을 연구하였다. 다양한 형태의 링크들을 설계 및 분석하여 최적의 형상을 얻을 수 있었다. 최적화된 설계는 경량화 이전 steel 소재로 설계된 링크보다 40% 이상 경량화 시킬 수 있었으며 이를 통해 텐션링크 개발의 안전한 경량화 설계조건을 제시할 수 있었다.

• 수산해양기술연구
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• 제27권3호
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• pp.193-210
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• 1991

For the deckhouse or superstructure, attention is directed to the reduction of vibration from a human susceptibility point of view. The two basic requirements for obtaining a low vibration level in the accommodation are to ensure that excitation forces from propeller and/or main engine are small and to avoid resonance excitation of the hull and superstructure. In recent years increased attention has been directed towards the problems of vibration and noise in deckhouse, which have caused major problems with regard to the environmental quality in the living quarters for crews. Accordingly, in this paper, the characteristic of the vibration of deckhouse of fishing boat, of which the length/height ratio is also relatively high, are studied systematically with regard to the shape and modelling of deckhouse based on finite element method of 1-dimensional, 2-dimensional and 3-dimensional model. This study is divided into 4-part. 1st part is the global deckhouse vibration, 2nd part is the local deckhouse vibration, 3rd part consists of the estimation for stiffness of foundational support and 4th part is the application to TUNA LONG LINER of 416 ton class. For the global vibration analysis, the severity of the vibration depends on the longitudinal shear and bending stiffness of the deckhouse, on the vertical deckhouse support(fore, aft and sides). However, even if the design is technically sound, vibration problems may arise due to vertical or longitudinal hull girder or afterbody resonances. Author applied the method of this study to the analysis of, deep-sea fishing vessel of G.T. 416 ton class with relatively low height and long deckhouse, and investigated the vibrational characteristic of the fishing vessel with earlier structural feature. According to this investigation, the vibration, response of above vessel was confirmed of which main hull and deckhouse behave as one body. It is at the bottom of vibrational trouble which a accommodation part of the fishing vessel is raised, that is the local vibration for side wall, fore-aft wall and deck plate of deckhouse rather than thief fect of fore-aft vibration of deckhouse for above fishing vessel. and the resonance of main hull, deckhouse and driving system such as the main engine, propeller in exciting source is mainly brought up as the trouble.