• Smart Structures and Systems
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• 제5권6호
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• pp.681-697
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• 2009

Limited, noisy data in vibration testing is a hindrance to the development of structural damage detection. This paper presents a method for optimizing sensor placement and performing damage detection using finite element model updating. Sensitivity analysis of the modal flexibility matrix determines the optimal sensor locations for collecting information on structural damage. The optimal sensor locations require the instrumentation of only a limited number of degrees of freedom. Using noisy modal data from only these limited sensor locations, a method based on model updating and changes in the flexibility matrix successfully determines the location and severity of the imposed damage in numerical simulations. In addition, a steel cantilever beam experiment performed in the laboratory that considered the effects of model error and noise tested the validity of the method. The results show that the proposed approach effectively and robustly detects structural damage using limited, optimal sensor information.

• 대한조선학회논문집
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• 제57권1호
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• pp.15-22
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• 2020

Understanding the strength characteristics of model ice is an important issue for model testing in an ice model basin to estimate the ship performance in ice. In particular, the mechanical properties of the model ice including elastic modulus, flexural strength and compressive strength are key consideration factors. In order to understand the characteristics of the model ice during warm-up phase at KRISO's ice model basin, the strength properties are tested in this study. The infinite plate-bending method, in-situ cantilever beam test and ex-situ uniaxial compressive test are conducted to determine the strength properties of model ice. The strength characteristics of the model ice are then analyzed in terms of the warm-up phase and seasonality. These results could be valuable to quality control of the model ice characteristics in KRISO's ice model basin and to better understand the variations in strength properties during the ice model tests.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.23-34
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• 2013

본 연구에서는 지상공간이 부족한 대도시 밀집지역과 교통혼잡이 심각한 도심부의 교통문제를 해결하기 위해 안전성과 경제성이 확보되면서도 급속시공이 가능한 PSC 거더를 적용한 지하차도 급속시공 공법을 개발하였다. 그리고 이를 안정적으로 적용하기 위해 개발된 연결부 고정장치의 성능을 확인하기 위한 연구의 일환으로 캔틸레버 형식의 구조실험체를 통하여 성능 검증을 실시하였다. 본 실험은 고정연결장치의 방식과 가로보의 길이를 변수로 설정하였다. 실험결과, 개발된 고정연결장치는 형상과 연결방식에 상관없이 모두 안정적인 휨 거동을 나타내었다. 또한, 실험체는 파괴시까지 고정연결장치에 의해 연결된 PSC 거더와 상부 슬래브가 일체 거동을 하는 것으로 나타나 고정연결장치의 성능이 매우 우수한 것으로 확인되었다. 가로보의 길이에 따른 영향은 가로보의 길이가 길어짐에 따라 구조물의 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• Smart Structures and Systems
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• 제12권1호
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• pp.55-71
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• 2013

Structural health monitoring (SHM) is vital for detecting the onset of damage and for preventing catastrophic failure of civil infrastructure systems. In particular, piezoelectric transducers have the ability to excite and actively interrogate structures (e.g., using surface waves) while measuring their response for sensing and damage detection. In fact, piezoelectric transducers such as lead zirconate titanate (PZT) and poly(vinylidene fluoride) (PVDF) have been used for various laboratory/field tests and possess significant advantages as compared to visual inspection and vibration-based methods, to name a few. However, PZTs are inherently brittle, and PVDF films do not possess high piezoelectricity, thereby limiting each of these devices to certain specific applications. The objective of this study is to design, characterize, and validate piezoelectric nanocomposites consisting of zinc oxide (ZnO) nanoparticles assembled in a PVDF copolymer matrix for sensing and SHM applications. These films provide greater mechanical flexibility as compared to PZTs, yet possess enhanced piezoelectricity as compared to pristine PVDF copolymers. This study started with spin coating dispersed ZnO- and PVDF-TrFE-based solutions to fabricate the piezoelectric nanocomposites. The concentration of ZnO nanoparticles was varied from 0 to 20 wt.% (in 5 % increments) to determine their influence on bulk film piezoelectricity. Second, their electric polarization responses were obtained for quantifying thin film remnant polarization, which is directly correlated to piezoelectricity. Based on these results, the films were poled (at 50 $MV-m^{-1}$) to permanently align their electrical domains and to enhance their bulk film piezoelectricity. Then, a series of hammer impact tests were conducted, and the voltage generated by poled ZnO-based thin films was compared to commercially poled PVDF copolymer thin films. The hammer impact tests showed comparable results between the prototype and commercial samples, and increasing ZnO content provided enhanced piezoelectric performance. Lastly, the films were further validated for sensing using different energy levels of hammer impact, different distances between the impact locations and the film electrodes, and cantilever free vibration testing for dynamic strain sensing.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제22권12호
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• pp.1243-1249
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• 2012

이 논문에서 유한요소 모형은 2단계로 개선된다. 첫 단계에서는 감쇠를 무시하고, 최적화 방법을 사용하여 유한요소 모형의 질량행렬과 강성행렬을 개선한다. 최적화를 위한 목적함수는 모드시험 데이터와 유한요소해석으로부터 구한 고유진동수와 진동형으로 이루어져 있다. 두 번째 단계에서는 첫 단계에서 구한 질량행렬과 강성행렬을 고정시키고, 감쇠를 고려한다. 먼저 비례감쇠를 가정하고 감쇠행렬을 추정한 다음, 해석적인 주파수응답함수와 측정한 주파수응답함수의 차가 최소가 되도록 최적화 과정을 이용하여 감쇠행렬을 조정한다. 이와 같은 모형개선 방법을 시뮬레이션 계와 실제 외팔보에 적용하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제42권5호
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• pp.571-578
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• 2014

As a way of developing wooden joint development, a glass fiber reinforced wood plate was manufactured to replace a steel plate. Also, the fracture toughness was evaluated. Through application to a cantilever-type specimen made of a column and a beam, the moment resistance performance was evaluated. For the fracture toughness specimen of the wood plate, 12 types were manufactured by varying the combination of a main member (veneer and plywood) and reinforcement (glass fiber sheet and glass fiber cloth). The results of the fracture toughness test indicated that the 5% yield load of the specimen using plywood was 18% higher than that of the specimen using veneer, and that the specimen reinforced by inserting glass fiber sheets between testing materials (Type-3-PS) had the highest average 5% yield load 4841 N. Thus, a moment resistance strength test was performed by applying Type-3-PS to a column-beam joint. The results of the test indicated that compared to the specimen using a steel plate and a drift pin (Type-A), the maximum moment ratio of the specimen using a glass fiber reinforced wood plate (Type-3-PS) and a drift pin (Type-B) was 0.79; and that a rupture occurred in the wood plate due to high stiffness of the drift pin. The maximum moment ratio of the specimen using a glass fiber reinforced wood plate (Type-3-PS) and a glass fiber reinforced wooden laminated pin (Type-C) was 0.67, which showed low performance. However, unlike Type-A, a ductile fracture occurred on Type-C, and the load gradually decreased even after the maximum moment.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.35-42
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• 2013

흙 구조물의 안정성은 물과 직접적인 관련이 있고, 강우나 침투수에 대한 충분한 대책을 세우지 않는다면 구조물에 큰 피해를 입을 수 있다. 최근 이상기후로 인한 집중호우의 횟수가 잦아짐에 따라 흙 구조물의 안정성에 대한 관심이 커지고 있으며, 구조물의 배수에 대한 여러 가지 방법이 제시되고 있다. 본 연구에서는 연직 배수공법에 사용되는 PBD(Plastic Board Drain)를 보강토 옹벽의 수평 배수재로 이용했을 시 적용성 여부에 대해 평가 하였다. 특히 전면벽을 콘크리트 블록이 아닌 토낭으로 하여 시공성과 경제성을 높이고, 토낭과 연결재, PBD를 일체화 시켜 안정성을 확보하였다. PBD를 활용한 배면수의 투수능 시험결과 보강토체 사이에 자갈층을 포설한 것과 유사한 효과를 나타내었으며, 실제 현장에서의 수평배수재로 활용이 가능한 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제19권6호
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• pp.23-31
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• 2006

나노허니컴 구조물의 영률, 굽힘 탄성 계수. 공칭파괴강도를 구하였다. 양극산화 알루미늄은 잘 정렬된 나노허니컴 구조물의 일종으로서 공정이 간단하고, 높은 종횡비, 자가 정렬된 기공구조를 가지고 있고, 기공의 크기를 조절할 수 있다. 원자현미경으로 외팔보 굽힘 시험을 수행하였고 나노-UTM을 이용한 3점 굽힘 실험결과와 비교하였다. 또한 나노-UTM으로 인장시험을 수행하였다. 나노허니컴 구조물의 한쪽 면은 막혀 있어서, 일반적인 샌드위치 구조물의 면재에 비유될 수 있다. 하지만 이러한 막힌 면은 굽힘 강도 증가에 영향을 끼치지 못하고 균열선단으로 작용한다는 것을 알 수 있었다. 본 연구로 나노허니컴 구조물을 설계하는데 기초적인 물성을 제공하고자 한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.147-151
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• 2001

광섬유 센서는 구조물에 대한 비파괴적인 측정이 가능하고, 전자파에 의한 간섭이 발생하지 않으므로, 전자파 장애의 영향을 무시할 수 있는 장점이 있다. 또한 구조물 건조시 콘크리트 같은 대상체에 광섬유를 내장시킬 경우에는 검사시 대상체를 파괴시키지 않고서도 대상체의 손상여부와 역학적 거동을 측적 및 해석할 수 있는 비파괴 검사기술이다. 특히 광섬유 브래그 격자 센서는 그러한 대상체에 대한 비파괴 검사를 수행하는데 가장 적합한 센서이다. 광섬유 브래그 격자는 특정파장의 빛을 반사 또는 제거시키는 특성을 지니고 있으며, 스트레인 같은 물리량이 광섬유 브래그 격자에 가해지면, 반사되는 빛의 중심파장이 이동하여 이를 통해 물리량을 측정할 수 있다. 정 동적 스트레인을 측정할 수 있는 광섬유 브래그 격자 센서는 건축물이나 토목구조물 등의 안전 진단(health monitoring)을 위해 사용되고 있으며, 최근에는 도로나 교량과 같은 토목 구조물로의 응용에 있어서 필수적인 동적 스트레인의 측정에 대해 그 관심이 집중퇴고 있다. 본 연구에서는 패브리-페로(Fabry-Perot) 필터를 이용하여 다중점에서 동적 스트레인을 측정할 수 있는 센서 시스템을 제작하였으며, 제작된 센서 시스템을 모의 구조물(외팔보)에 적응하여 모의 구조물에 가해지는 정적, 동적 스트레인을 측정하였다. 측정 결과는 기존의 전기적 센서와 유사하였다.

• 대한치과보철학회지
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• 제43권5호
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• pp.650-661
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• 2005

Statement of problem: It could be hypothesised that attachments, which provide more retention against vortical and horizontal dislodgement, will be associated with more favorable parameters of oral function. Purpose: This study was to provide data of initial retentive force and retention loss of different bar attachment systems recommended for use with maxillary implant overdentures. Material and method: 4 implants were placed in the anterior region of edentulous maxilla, five different systems of bar attachment were fabricated as follows: cantilevered Hader bar using clips (Type 1), Hader bar using clips without cantilever (Type 2), Hader bar using clip and ERA attachment orange male (Type 3), Hader bar using clip and ERA attachment white male (Type 4), and Bar using magnets (Type 5). Each samples were placed in the universal testing machine for determination of retentive forces(at initial and after every 200 cycles up to 1,000 cycles). Results and Conclusion 1. Attachment type 1 showed the biggest initial retentive force followed by type 3, type 2, type 4, and lastly type 5(P<0.001). 2. After 1,000 cycles of repeated removals of attachments, significant loss of retentive forces was taken place except for attachment type 5. 3. After 1,000 cycles of repeated removals, the loss of retentive force between type 1 and type 2, which used Hader bar and clip attachments. was greater in type 1 that had wider clip formation. And between type 3 and type 4, which used ERA attachments, the loss of retentive force was greater in type 4 that had white male attached (P<0.001). 4. After 1.000 cycles of repeated removals, attachment type 3 showed the biggest retentive force followed by type 2, type 4, type 1 and lastly type. 5. There was no significant difference between attachment type 3 and 4, and type 4 and 1(P<0.001).