Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제40권9호
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pp.774-779
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2016
본 연구에서는 선박의 곡 외판 구조에 TMCP 강재의 사용 범위 확대 가능성을 연구하고자 노말라이징강 및 TMCP 강 DH32 재질 강재에 선상가열 후 기계적 물성 시험을 실시하여 DNV 선급 및 IACS 규정의 품질 요구 기준에 적합한지 연구하였다. TMCP강재 인장시험에서 요구기준 YS = 315 MPa 대비 385 Mpa로서 약 18% 높게 나타났고, TS = 440 ~ 570 MPa 기준 대비 525 MPa로 요구 기준에 적합하였다. 샤르피 V-노치 $-20^{\circ}C$ 충격시험에서도 요구 기준에 적합하였으며 경도시험에서 평균 T : 216, L : 275로서 규정인 Hv10 = 130 ~320 범위에 만족 하였다.
In the present paper an analytical model was developed to study the non-linear vibrations of Functionally Graded Carbon Nanotube (FG-CNT) reinforced doubly-curved shallow shells using the Multiple Scales Method (MSM). The nonlinear partial differential equations of motion are based on the FGM shallow shell hypothesis, the non-linear geometric Von-Karman relationships, and the Galerkin method to reduce the partial differential equations associated with simply supported boundary conditions. The novelty of the present model is the simultaneous prediction of the natural frequencies and their mode shapes versus different curvatures (cylindrical, spherical, conical, and plate) and the different types of FG-CNTs. In addition to combining the vibration analysis with optimization algorithms based on the genetic algorithm, a design optimization methode was developed to maximize the natural frequencies. By considering the expression of the non-dimensional frequency as an objective optimization function, a genetic algorithm program was developed by valuing the mechanical properties, the geometric properties and the FG-CNT configuration of shallow double curvature shells. The results obtained show that the curvature, the volume fraction and the types of NTC distribution have considerable effects on the variation of the Dimensionless Fundamental Linear Frequency (DFLF). The frequency response of the shallow shells of the FG-CNTRC showed two types of nonlinear hardening and softening which are strongly influenced by the change in the fundamental vibration mode. In GA optimization, the mechanical properties and geometric properties in the transverse direction, the volume fraction, and types of distribution of CNTs have a considerable effect on the fundamental frequencies of shallow double-curvature shells. Where the difference between optimized and not optimized DFLF can reach 13.26%.
It has been recognized for decades that the spherical bearing which is sliding on curved surface in the intrinsic behavior is optimized for the railway bridge requiring a large slope deflection. However, the spherical bearing is easily corrosived at the PSC girder bridge which is exposed to the outside so the normal function of bridge bearing is not fulfilled fully. It is common that the corrosion is happened at the operating plate of steel bridge bearing and generally it is necessary to replace the bridge bearing after 20~25 years. Accordingly, It costs multi billion dollars for maintenance each year and the necessity of improvement become a issue. Korea Rail Network Authority(KR) suggested to apply the Elastomeric bearing instead of Spherical bearing through the task of construction site of 2006. But the normal Elastomeric bearing is optimized for the Highway bridge so it needs the special consideration to satisfy each design condition required by railway bridge. As the result of examination of Elastomeric bearing at the railway bridge construction site, the stress is decreased by effective dispersion of earthquakes and the maintenance fee is also decreased.
Organic solar cells utilized natural polymers to convert solar energy to electricity. The demands for green energy production and less disposal of toxic materials make them one of the interesting candidates for replacing conventional solar cells. However, the different aspects of their properties including mechanical strength and stability are not well recognized. Therefore, in the present study, we aim to explore the chaotic responses of these organic solar cells. In doing so, a specific type of organic solar cell constructed from layers of material with different thicknesses is considered to obtain vibrational and chaotic responses under different boundaries and initial conditions. A square plate structure is examined with first-order shear deformation theory to acquire the displacement field in the laminated structure. The bounding between different layers is considered to be perfect with no sliding and separation. On the other hand, nonlocal elasticity theory is engaged in incorporating the structural effects of the organic material into calculations. Hamilton's principle is adopted to obtain governing equations with regard to boundary conditions and mechanical loadings. The extracted equations of motion were solved using the perturbation method and differential quadrature approach. The results demonstrated the significant effect of relative glass layer thickness on the chaotic behavior of the structure with higher relative thickness leading to less chaotic responses. Moreover, a comprehensive parameter study is presented to examine the effects of nonlocality and relative thicknesses on the natural frequency of square organic solar cell structure.
본 연구는 변형률 기반 설계를 위해 개발된 X80 라인파이프의 인장 변형성능을 검증하기 위해 금속의 비선형 거동을 해석할 수 있는 대표적 경험적인 모델인 GTN (Gurson-Tvergaard-Needleman) 모델을 이용한 비선형 유한요소 해석기법을 제시한다. GTN 모델은 재하과정중 금속 내부에서 발생하는 공극의 생성, 성장, 합체에 대한 모델링을 통해 재료의 손상거동을 묘사하는데, 본 연구에서는 GTN 모델에 대한 사용자 정의 재료모델을 작성하고 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에 연동시켜 강재의 비선형 손상거동을 해석하였다. 비선형 손상해석을 위한 모재와 용접용 재료의 재료상수는 원형봉과 전두께 시편에 대한 인장시험 결과를 수치모사하여 결정하였으며, 결정된 재료상수를 이용하여 SENT (Single Edge Notch Tension) 시험과 CWPT (Curved Wide Plate Test)를 수치모사하였다. 수치해석 결과로부터 인장 변형성능을 산정하고 이를 시험결과 및 기존의 경험공식과 비교한 결과 본 연구에서 개발한 수치기법이 X80 라인파이프 부재의 인장 변형성능을 신뢰도 높게 평가하는 것을 확인하였으며, 결과적으로 변형률 기반 설계에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
플레이트 거더교에서 I형은 매우 경제적인 단면으로 넓게 적용되고 있으며 지금까지 복합적층의 패널, 폐단면 리브로 보강된 곡판, 새로운 형태의 리브, 새로운 형식의 강박스거더 압축플랜지 개발 등의 좌굴거동에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 하지만 이는 I형 거더의 복부판에서 발생한 국부좌굴의 원인을 정확하게 분석하는데 한계가 있었다. 따라서 본 논문에서는 실제 적용된 I형 거더의 복부판이 도로교설계기준에서 제시하는 최소두께 기준의 만족여부와 보강전과 후에 대하여 유한요소해석 프로그램 LUSAS 17.0을 사용하여 모델링하고 고정하중과 활하중에 대한 선형탄성 좌굴 해석을 수행 후 좌굴발생의 원인을 분석하였다. 보강 전은 1mode의 고유치(λ1) 값이 0.7025로 임계좌굴하중이 작용하중보다 작아 좌굴이 발생하였지만 보강 후는 거더 지점부의 복부판에 수직 및 수평보강재를 추가함에 따라 여기에 Nodal line이 형성되고 좌굴에 대한 저항강도가 증가하여 1mode의 고유치(λ1) 값이 1.5272로 좌굴하중에 대한 안정성을 확보한 것으로 분석되었다. 또한 지점부의 좌굴 흔적을 개선하기 위해 복부판의 일부에 덧댐판을 추가한 보강방안에 대한 좌굴해석 결과 1mode의 좌굴이 복부판의 지점부가 아닌 중앙부에서 발생하였고 고유치(λ1)값이 3.5299로 보강 후보다 2배 이상 커서 향후 지점부의 복부판 보강방안으로는 효과적일 것으로 기대된다.
The purpose of this study is to classify the factors influenced on the damages of head works suffered from the storm flood occurred on July 22 1980 in both Musim and Bochong rivers and to find out an integral counter measures against the causes influenced on the disaster of head works in the engineering aspect of planning, design, construction and maintenance. In this survey, number of samples was taken 25 head Works, and the counter measures against the causes of their disasters summarized was as follows, 1. In the aspect of planning a. As the flood water level after the establishment of head works is more increased than the level before setting of head works owing to having more gentle slope of river bed between the head works than nature slope of river bed. Number of head works should be reduced for the appropriate annexation of them b. In the place where head works is established on the curved point of levee, the destruction of levee becomes severe by the strong deflective current. Therefore the setting of head works on the curved point should be kept off as long as possible and in case of unavoidable circumstances the construction method such as reinforced concrete wall or stone wall filed with concrete and anchored bank revetments should be considered. 2. In the aspect of design a. As scoring phenomena at up stream is serious around the weir Where the concentration of strong current is present in such a place, up stream apron having impermeability should be designed to resist and prevent scoring. b. As the length of apron and protected bed is too short to prevent scoring as down stream bed, the design length should be taken somewhat more than the calculated value, but in the case the calculated length becomes too long to be profitable, a device of water cushion should be considered. c. The structure of protected river bed should be improved to make stone mesh bags fixed to apron and to have vinyl mattress laid on river bed together with the improvement for increasing the stability of stone mesh bags and preventing the sucked sand from the river bed. d. As the shortage of cut-off length, especialy in case of the cutoffs conneting both shore sides of river makes the cause of destruction of embankment and weir body, the culculation of cut-off length should be taken enough length based on seepage length. 3. In the aspect of design and constructions a. The overturing destruction of weir by piping action was based on the jet water through cracks at the construction and expansion joints. therefore the expansion joint should be designed and constructed with the insertion of water proof plate and asphalt filling, and the construction joint, with concaved shape structure and steel reinforcement. b. As the wrong design and construction of the weep holes on apron will cause water piping and weir destruction, the design and construction of filter based on the rule of filter should be kept for weep holes. c. The wrong design and construction of bank revetment caused the severe destruction of levee and weir body resulting from scoring and impulse by strong current and formation of water route behind the revetment. Therefore bank revetment should be designod and constructed with stone wall filled with concrete and anchored, or reinforced concrete wall to prevent the formation of water flow route behind the wall and to resist against the scoring and impulse of strong stream. 4. In the aspect of maintenance When the damaged parts occurred at head works the authorities and farmers concerned should find and mend them as soon as possible with mutual cooperation, and on the other hand public citizen should be guided for good use of public property.
전치의 후방 견인시 교정력은 치아의 저항중심에서 벗어난 브라켓을 통해 적용되기 때문에 바람직하지 못한 경사이동이 발생하게 되고 이를 방지하기 위한 여러 가지 방법 중 호선에 curve나 전치부 호선에 치근 설측 토그를 부여하는 방법이 많이 사용된다. 이에 본 연구는 combination loop archwire와 hook을 이용한 활주역 학을 이용하여 전치를 후방 견인 시, compensating curve를 0도, 15도, 30도 부여하고, 이 때 나타나는 효과를 광탄성법으로 비교 연구하기 위하여 치아와 치조골 모형을 광탄성 모형으로 대체시키고 와이어와 브라켓을 주어진 조건으로 위치시 킨 후 편광판을 이용하여 초기 응력 상태를 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Combination loop archwire와 활주역학으로 전치를 후방 견인 시 compensating curve가 0도, 15도, 30도로 증가할수록 전치부 치근단 부위의 최대 무의차수가 감소하였다. 2. Combination loop archwire와 활주역 학으로 전치를 후방 견인 시 compensating curve가 0도, 15도, 30도로 증가할수록 견치와 소구치 부위의 최대 무의차수가 증가하였다. 3. Combination loop archwire로 전치를 견인할 때보다 동일한 힘을 사용하여 활주역 학으로 견인할 때 전치부 치근단 부위에서 다소 낮은 무의차수를 나타내었다. 이상의 결과에서 Combination loop archwire와 활주역학을 이용한 상악전치의 후방 견인시 견인방법에 큰 차이 없이 호선에 부여한 compensating curve는 전치의 설측 경사이동 양상을 어느 정도 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 힘의 적용위치가 저항중심에 더욱 가까운 hook을 이용한 활주 역학이 전치의 설측경사 방지에 더 효과적일 것으로 판단된다.가 높게 나타나는 현상을 부분적으로 설명하여 주는 것으로 사료된다.용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 보인다.ing할 경우, arch perimeter의 증가량은 Curve of Spee의 최대 길이의 1/2보다 적게 나타났다.$(_{60}PBS)$는 전단결합강도(SBS)의 $34\%$ 수준이었으며, 인장결합강도(TBS)에 대해서는 $61\%$ 수준이었으며, Non-etched Foil-Mesh base에서 최저 Peel 결합 강도$(_{60}PBS)$는 전단결합강도(SBS)의 $34\%$ 수준이었으며, 인장결합강도(TBS)에 대해서는 $55\%$ 수준이었다. 4. 단위 면적 당 결합강도에 있어서 전단결합강도(SBS)와 인장결합강도(TBS) 및 $75^{\circ}\;와\;90^{\circ}$ peel 결합강도는 Micro-Loc base와 Chessboard base에서 차이 가 없었으며 Non-etched Foil-Mesh base에서 가장 작았고(p<0.05), $0^{\circ},\;15^{\circ},\;30^{\circ},\;60^{\circ}$ peel응력을 적용한 결과 Chessboard base에서 가장 큰 Peel결합강도를, Non-etched Foil-Mesh base에서 가장 작은 결합강도를 보였다(p<0.05).았다. 6. 주사전자현미경으로 본 표면은 모든 제품에서 생산과정 중에 보이는 압흔과 pitting이 관찰되는데, 진성기업의 Stainless Steel은 가늘고 긴 압흔이 있으며 비교적 매끄러운 표면을 보이고, Unitek사의 경우 압흔과 함께 pitting 이 관찰되며, Ormco Stainless Steel의 경우 불규칙한 pitting이 다수 존재했다
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[게시일 2004년 10월 1일]
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