• Advances in nano research
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• 제12권1호
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• pp.81-99
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• 2022

The aim of current work is to evaluate thermo-electrical characteristics of graphene nanoplatelets Reinforced Composite (GNPRC) coupled with magneto-electro-elastic (MEE) face sheet. In this regard, a cylindrical smart nanocomposite made of GNPRC with an external MEE layer is considered. The bonding between the layers are assumed to be perfect. Because of the layer nature of the structure, the material characteristics of the whole structure is regarded as graded. Both mechanical and thermal boundary conditions are applied to this structure. The main objective of this work is to determine critical temperature and critical voltage as a function of thermal condition, support type, GNP weight fraction, and MEE thickness. The governing equation of the multilayer nanocomposites cylindrical shell is derived. The generalized differential quadrature method (GDQM) is employed to numerically solve the differential equations. This method is integrated with Deep Learning Network (DNN) with ADADELTA optimizer to determine the critical conditions of the current sandwich structure. This the first time that effects of several conditions including surrounding temperature, MEE layer thickness, and pattern of the layers of the GNPRC is investigated on two main parameters critical temperature and critical voltage of the nanostructure. Furthermore, Maxwell equation is derived for modeling of the MEE. The outcome reveals that MEE layer, temperature change, GNP weight function, and GNP distribution patterns GNP weight function have significant influence on the critical temperature and voltage of cylindrical shell made from GNP nanocomposites core with MEE face sheet on outer of the shell.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.25-31
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• 2023

복합재료 구조는 필요한 기계적 성능을 충족하기 위해 서로 다른 적층 각도로 적층하여 설계되었다. 외부 하중을 받는 복합재료 구조물에 대한 발생하는 응력은 위치에 따라 다르지만, 최대 응력을 바탕으로 적층 순서를 결정하는데, 이는 효율적이지 않으며 일반적으로 최적의 설계가 아니다. 최근 이러한 비효율성을 해결하기 위해 구간 조합 복합재료(PIC)가 제안되었다. PIC는 인접한 조각들 사이의 완벽한 결합을 가정하지만, 이것은 매우 이상적이고 달성하기 어렵다. 따라서 경계에서의 중첩은 서로 분리되지 않도록 하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 중첩 설계가 PIC 플레이트의 충격 파손 모드에 미치는 영향을 조사하였다. 속경화 탄소섬유 프리프레그를 이용하여 서로 다른 겹침부 형상 및 절개선 간격을 가지는 시험편을 제작하였으며, ASTM D 7136에 따라 충격시험을 수행하였다. 복합재료 적층판의 충격 파손 형태는 겹침부 설계에 따라 서로 다른 양상을 가졌으며, 이로 인해 충격흡수에너지 및 충격하중곡선의 경향에도 영향을 주었음을 알 수 있었다.

• Coupled systems mechanics
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• 제11권5호
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• pp.439-458
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• 2022

Over-coating is one of the most popular engineering practices to strengthen Reinforced Concrete (RC) structures, due to the relative quickness and ease of construction. It consists of an external coat bonded to the outer surface of the structural RC element, either by the use of chemical adhesives, mechanical anchor bolts or simply mortar injection. In contrast to these constructive advantages, the numerical estimation of the bearing capacity of the strengthened reinforced concrete element is still complicated, not only for the complexity of modelling a flexible membrane or plate attached to a quasi-rigid solid, but also for the difficulties that raise of simulating any potential delamination between both materials. For these reasons, the standard engineering calculations used in the practice remain very approximated and clumsy. In this work, we propose the formulation of a new 2D solid-layer finite element capable to link a solid body with a flexible thin layer, as it were the "skin" of the body, allowing the potential delamination between both materials. In numerical terms, this "skin" element is intended to work as a transitional region between a solid body (modelled with a classical formulation of a standard quadrilateral four-nodes element) and a flexible coat layer (modelled with cubic beam element), dealing with the incompatibility of Degrees-Of-Freedom between them (two DOF for the solid and three DOF for the beam). The aim of the solid-layer element is to simplify the mesh construction of the strengthened RC element being aware of two aspects: a) to prevent the inappropriate use of very small solid elements to simulate the coat; b) to improve the numerical estimation of the real bearing capacity of the strengthened element when the coat is attached or detached from the solid body.

• Coupled systems mechanics
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• 제12권6호
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• pp.481-501
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• 2023

Over-coating is one of the most popular engineering practices to strengthen Reinforced Concrete (RC) structures, due to the relative quickness and ease of construction. It consists of an external coat bonded to the outer surface of the structural RC element, either by the use of chemical adhesives, mechanical anchor bolts or simply mortar injection. In contrast to these constructive advantages, the numerical estimation of the bearing capacity of the strengthened reinforced concrete element is still complicated, not only for the complexity of modelling a flexible membrane or plate attached to a quasi-rigid solid, but also for the difficulties that raise of simulating any potential delamination between both materials. For these reasons, the standard engineering calculations used in the practice remain very approximated and clumsy. In this work, we propose the formulation of a new 2D solid-layer finite element capable to link a solid body with a flexible thin layer, as it were the "skin" of the body, allowing the potential delamination between both materials. In numerical terms, this "skin" element is intended to work as a transitional region between a solid body (modelled with a classical formulation of a standard quadrilateral four-nodes element) and a flexible coat layer (modelled with cubic beam element), dealing with the incompatibility of Degrees-OfFreedom between them (two DOF for the solid and three DOF for the beam). The aim of the solid-layer element is to simplify the mesh construction of the strengthened RC element being aware of two aspects: a) to prevent the inappropriate use of very small solid elements to simulate the coat; b) to improve the numerical estimation of the real bearing capacity of the strengthened element when the coat is attached or detached from the solid body.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제10권4호
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• pp.315-337
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• 2023

During the design phase, it is crucial to determine the interface stresses between the reinforcing plate and the concrete base in order to predict plate end separation failures. In this work, a simple theoretical study of interface shear stresses in beams reinforced with P-FGM and E-FGM plates subjected to an arbitrarily positioned point load, or two symmetrical point loads, was presented using the linear elastic theory. The presence of pores in the reinforcing plate distributed in several forms was also taken into account. For this purpose, we analyze the effects of porosity and its distribution shape on the interracial normal and shear stresses of an FGM beam reinforced with an FRP plate under different types of load. Comparisons of the proposed model with existing analytical solutions in the literature confirm the feasibility and accuracy of this new approach. The influence of different parameters on the interfacial behavior of reinforced concrete beams reinforced with functionally graded porous plates is further examined in this parametric study using the proposed model. From the results obtained in this study, we can say that interface stress is significantly affected by several factors, including the pores present in the reinforcing plate and their distribution shape. Additionally, we can conclude from this study that reinforcement systems with composite plates are very effective in improving the flexural response of reinforced RC beams.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.154-163
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• 2006

본 논문에서는 철근 콘크리트보의 인장면에 고강도이며 경량인 섬유시트를 외부 부착한 보강보의 휨 실험결과를 바탕으로 섬유시트로 보강된 RC 휨부재의 비선형 해석 기법을 제시한다. 섬유시트의 인장성능을 측정하기 위하여 총 120개의 섬유시트 인장시험편을 제작하여 시험하였으며, 섬유시트 보강 RC보의 여러 가지 보강특성 및 섬유시트의 적절한 파단변형률을 평가하기 위한 실험적 연구를 위해 75개의 비교적 큰 규모의 보를 시험하였다. 콘크리트의 비선형 압축 분포 및 인장성능을 고려한 비선형 단면 해석과정을 전개하였으며, 이러한 비선형 해석기법이 섬유시트 보강 RC보의 하중-변위 응답 및 휨거동 특성을 정확하게 예측함을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권2호
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• pp.79-84
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• 2016

유연전자소자가 외부힘에 의해 변형될 경우 반도체 다이가 기계적 응력 때문에 변형되거나 파괴되고 이러한 변형이나 파괴는 channel의 전자이동도를 변화시키거나 배선의 저항을 증가시켜 집적회로의 동작 오류를 발생시킨다. 따라서 반도체 집적회로는 굽힘 변형이 발생해도 기계적 응력이 발생하지 않는 중립축에 위치하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 굽힘변형을 하는 flip-chip 접합공정이 적용된 face-down flexible packaging system에서 중립축의 위치와 파괴 모드를 조사하였고 반도체 집적회로와 집중응력이 발생한 곳의 응력을 감소시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위해, 설계인자로 유연기판의 두께 및 소재, 반도체 다이의 두께를 고려하였고 설계인자가 중립축의 위치에 미치는 영향을 조사한 결과 유연기판의 두께가 중립축의 위치를 조절하는데 유용한 설계인자임을 알 수 있었다. 3차원 모델을 이용한 유한요소해석 결과 반도체 다이와 유연기판 사이의 Cu bump 접합부에서 항복응력보다 높은 응력이 인가될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 flexible face-down packaging system에서 반도체 다이와 Cu bump 의 응력을 감소시킬 수 있는 설계 방법을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.86-93
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• 2020

국내 사회기반 시설물의 경우 70년대 이후로 건설되어 향후 신규건설에 대한 수요보다 유지보수에 대한 수요가 크게 증가할 것으로 전망된다. 더욱이 경주지진과 포항지진 이후로 과거 시공된 시설물의 내진성능에 대한 평가 및 보수 보강 사업이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 보강공법 중 L형 GFRP 외부부착공법을 대상으로 하여 시험체를 설계하고, 에폭시와 화약식 타정 총으로 압력 핀을 시공하는 방법으로 외부부착된 L형 GFRP Plate의 보강효과를 확인하기 위하여 4점 휨 시험을 수행하였다. 실험결과를 바탕으로 L형 GFRP Plate의 보강효과를 확인하고, 국내의 "복합신소재시스템에 의한 철근콘크리트구조물의 보강설계 및 시공 지침서"에 따라 L형 GFRP 외부부착공법이 적용된 보의 거동에 대하여 평가하고 에폭시와 압력 핀을 조합하여 시공하는 부착방법의 효용성을 평가하였다. 실험 결과를 분석한 결과 지침에 따른 설계는 부재의 강도를 잘 예측하는 것으로 나타났으나, GFRP Plate 보강재의 손상을 동반하는 고정법의 사용으로 인하여 설계가정의 조건을 만족하는 파괴가 일어나지 않는 것으로 분석하였다.

• 한국언론정보학보
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• 제76권
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• pp.183-219
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• 2016

본 연구는 최근 우리 미술생산장 내 유사한 성격의 자립적 신생공간들이 급증한 것에 주목하여, 해당 공간 주체들의 생활 경험과 예술 실천에 대해 살펴보고자 한다. 연구를 위해 자립적 신생공간의 운영 및 참여 주체인 신진작가 15인을 심층 인터뷰하고 그들의 활동과 그 의미를 분석하였다. 특정한 장의 현상을 이해하기 위해서는 행위자의 하비투스와 장의 구조를 함께 살펴보아야 한다는 부르디외의 '문화생산장' 논의가 연구의 중요한 이론적 배경이 되었다. 연구 결과 비슷한 세대적 경험을 공유하는 이들의 삶의 태도에 공통점이 있으며 그것이 예술 실천으로도 연결됨을 알 수 있었다. 이들 신생공간의 주체들 대부분은 큰 성공을 기대하지 않고 동료의 인정과 연대로써 현재를 즐기며, 외부의 선택과 원조를 기다리기보다 삶과 예술을 병행하며 홀로 서는 편을 택한다. 한편 이러한 이들의 자기 충족적 하비투스는 조건 특정적이고 유동적인 예술 실천의 면모로 이어져 오늘날 열악한 미술생산장의 구조와 공모함으로써 장 내 진입과 '위치취하기'에 있어 유리하게 작용하리라는 가능성을 타진하였다. 이러한 자립적 신생공간 주체들의 특징이 비단 현재 미술생산장뿐 아니라 우리 사회 문화생산장 전반의 경향과 무관하지 않다는 점에서 연구의 사회적 의미를 찾을 수 있으리라 기대한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.467-474
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• 2007

본 논문에서는 부착 유무, 정착장치 유무, 긴장량, 경간 길이 등을 실험 변수로 하여 총 13개의 시험체를 제작하여 휨 성능 실험과 유한요소해석을 수행하였다. 1개의 표준시험체, 2개의 긴장력을 도입하지 않는 보강시험체, 4개의 긴장력을 도입한 비부착보강시험체, 4개의 긴장력을 도입한 부착시험체와 2개의 경간 길이가 다른 보강시험체를 제작하였다. 또한, 콘크리트의 비선형, 철근 및 탄소섬유와 콘크리트와의 계면 특성을 고려한 DIANA 프로그램을 이용하여 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 긴장력을 도입한 보강된 시험체는 박리 파괴가 아닌 FRP 파단에 의하여 최종파괴가 되었다. 특히, 긴장력을 도입한 부착시험체는 1차, 2차 박리가 발생 후, 정착장치의 고정으로 인하여 부착시스템에서 비부착시스템으로 전환되었다. 또한, 탄소섬유판으로 보강된 시험체의 해석 결과와 실험 결과를 비교 분석하였다. 긴장력을 도입한 탄소섬유판으로 보강된 모든 시험체는 연성지수가 3이상 나타나 어느 정도 이상의 연성을 확보하고 있는 것으로 알 수 있었다. 그리고 박리하중과 항복하중 및 극한하중에서 실험값과 해석값이 잘 일치하는 것으로 나타났다.