• 제목/요약/키워드: face sheets

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An integral quasi-3D computational model for the hygro-thermal wave propagation of imperfect FGM sandwich plates

  • Abdelouahed Tounsi;Saeed I. Tahir;Mohammed A. Al-Osta;Trinh Do-Van;Fouad Bourada;Abdelmoumen Anis Bousahla;Abdeldjebbar Tounsi
    • Computers and Concrete
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    • 제32권1호
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    • pp.61-74
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    • 2023
  • This article investigates the wave propagation analysis of the imperfect functionally graded (FG) sandwich plates based on a novel simple four-variable integral quasi-3D higher-order shear deformation theory (HSDT). The thickness stretching effect is considered in the transverse displacement component. The presented formulation ensures a parabolic variation of the transverse shear stresses with zero-stresses at the top and the bottom surfaces without requiring any shear correction factors. The studied sandwich plates can be used in several sectors as areas of aircraft, construction, naval/marine, aerospace and wind energy systems, the sandwich structure is composed from three layers (two FG face sheets and isotropic core). The material properties in the FG faces sheet are computed according to a modified power law function with considering the porosity which may appear during the manufacturing process in the form of micro-voids in the layer body. The Hamilton principle is utilized to determine the four governing differential equations for wave propagation in FG plates which is reduced in terms of computation time and cost compared to the other conventional quasi-3D models. An eigenvalue equation is formulated for the analytical solution using a generalized displacements' solution form for wave propagation. The effects of porosity, temperature, moisture concentration, core thickness, and the material exponent on the plates' dispersion relations are examined by considering the thickness stretching influence.

The influence of Winkler-Pasternak elastic foundations on the natural frequencies of imperfect functionally graded sandwich beams

  • Avcar, Mehmet;Hadji, Lazreg;Akan, Recep
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제31권1호
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    • pp.99-112
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    • 2022
  • The present study examines the natural frequencies (NFs) of perfect/imperfect functionally graded sandwich beams (P/IP-FGSBs), which are composed of a porous core constructed of functionally graded materials (FGMs) and a homogenous isotropic metal and ceramic face sheets resting on elastic foundations. To accomplish this, the material properties of the FGSBs are assumed to vary continuously along the thickness direction as a function of the volume fraction of constituents expressed by the modified rule of the mixture, which includes porosity volume fraction represented using four distinct types of porosity distribution models. Additionally, to characterize the reaction of the two-parameter elastic foundation to the Perfect/Imperfect (P/IP) FGSBs, the medium is assumed to be linear, homogeneous, and isotropic, and it is described using the Winkler-Pasternak model. Furthermore, the kinematic relationship of the P/IP-FGSBs resting on the Winkler-Pasternak elastic foundations (WPEFs) is described using trigonometric shear deformation theory (TrSDT), and the equations of motion are constructed using Hamilton's principle. A closed-form solution is developed for the free vibration analysis of P/IP-FGSBs resting on the WPEFs under four distinct boundary conditions (BCs). To validate the new formulation, extensive comparisons with existing data are made. A detailed investigation is carried out for the effects of the foundation coefficients, mode numbers (MNs), porosity volume fraction, power-law index, span to depth ratio, porosity distribution patterns (PDPs), skin core skin thickness ratios (SCSTR), and BCs on the values of the NFs of the P/IP-FGSBs.

Forced vibration of a sandwich Timoshenko beam made of GPLRC and porous core

  • Mohammad Safari;Mehdi Mohammadimehr;Hossein Ashrafi
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제88권1호
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    • pp.1-12
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    • 2023
  • In this study, forced vibration behavior of a piezo magneto electric sandwich Timoshenko beam is investigated. It is assumed a sandwich beam with porous core and graphene platelet reinforced composite (GPLRC) in facesheets subjected to magneto-electro-elastic and temperature-dependent material properties. The magneto electro platelets are under linear function along with the thickness that includes a cosine function and magnetic and electric constant potentials. The governing equations of motion are derived using modified strain gradient theory for microstructures. The effects of material length scale parameters, temperature change, different distributions of porous, various patterns of graphene platelets, and the core to face sheets thickness ratio on the natural frequency and excited frequency of a sandwich Timoshenko beam are scrutinized. Various size-dependent methods effects such as MSGT, MCST, and CT on the natural frequency is considered. Moreover, the final results affirm that the increase in porosity coefficient and volume fractions lead to an increase in the amount of natural frequency; while vice versa for the increment in the aspect ratio. From forced vibration analysis, it is understood that by increasing the values of volume fraction and the length thickness of GPL, the maximum deflection of a sandwich beam decreases. Also, it is concluded that increasing the temperature, the thickness of GPL, and the initial force leads to a decrease in the maximum deflection of GPL. It is also shown that resonance phenomenon occurs when the natural and excitation frequencies become equal to each other. Outcomes also reveal that the third natural frequency owns the minimum value of both deflection and frequency ratio and the first natural frequency has the maximum.

열성형공정의 3차원 유한요소해석 (3-Dimensional Finite Element Analysis of Thermoforming Processes)

  • G.J. Nam;D.S. Son;Lee, J.W.
    • 유변학
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    • 제11권1호
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    • pp.18-27
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    • 1999
  • 본 연구에서는 3차원 열성형 공정 알고리듬과 이에 membrane approximation을 도입한 근사적인 알고리듬을 개발하였고, 이 알고리듬을 이용하여 몇몇 열성형계에 대한 수치모사를 수행하여 그 결과를 비교 분석하였다. 3차원 알고리듬의 경우에는 구성한 유한요소 평형 방정식에 벌칙함수를 도입하여 비압축성 조건을 만족시켜 해를 얻었으며, membrane approximation을 도입한 알고리듬의 경우에는 두께 방향의 응력을 무시하여 구성한 방정식으로부터 해를 얻었다. 구성방정식은 2nd Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Cauchy-Green 변형 텐서를 사용하여 표현하였고 수지의 물질 모델식으로는 2항의 Mooney-Rivlin 모델을 사용하였으며, total Lagrangian coordinate를 도입하여 지배방정식을 유한요소화함으로써 알고리듬을 구성하였다. 대상계로 선정한 사각평판 수지의 자유 부풀림 거동과 금형이 있는 경우에서의 수지의 부풀림 거동을 3차원 알고리듬과 membrane approximation 알고리듬을 각각 이용하여 분석하였으며 3차원 알고리듬의 경우 clamping 부분의 경계조건을 달리하여 결과를 비교하였다. 금형이 있는 계에 대해서는 slip 경계조건과 no-slip 경계조건을 각각 부여하여 수치모사를 수행, 수지의 변형거동과 응력분포를 비교 분석하였으며, 두께를 달리 한 수지에 대해 두께 방향의 응력을 비교 분석함으로써 membrane approximation 알고리듬의 한계에 대하여 논하였다. 한편 수지 온도 변화에 따른 성형품의 두께 분포의 변화를 살펴보기 위하여 ABS 수지를 대상으로 하여 $137.8^{\circ}C$에서 $171.1^{\circ}C$사이의 온도에서 수행한 인장실험 데이터를 수치모사에 사용하였다. 그 결과 수지의 온도가 높을수록 두께의 표준편차가감소하여 균일한 두께 분포를 얻을 수 있음을 확인하였고 이는 수지의 흐름성이 증가함으로써 나타나는 현상으로 해석할 수 있다.

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CFRP 시트 및 강섬유로 보강된 RC 보의 충격저항 성능 평가 (Impact Resistance Evaluation of RC Beams Strengthened with Carbon FRP Sheet and Steel Fiber)

  • 조성훈;민경환;김윤지;윤영수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.719-725
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    • 2010
  • 최근 콘크리트 구조물에 충격하중, 폭발하중 등 극한의 외력이 작용하는 경우가 빈번하게 발생하고 있다. 이 연구에서는 강섬유보강 RC보와 carbon FRP 시트를 이용하여 보강한 RC보를 이용하여 충격실험을 진행하였다. 강섬유보강 RC보의 경우 0.75%부피비로 강섬유를 혼입하였으며 carbon FRP 시트의 경우 에폭시 레진을 이용하여 보강을 한후 보 부재를 완성하였다. FRP 시트 보강은 부재의 하단을 휨 보강하였으며 충격하중이 부재에 작용할 때 발생하는 shear-plug 균열을 제어하기 위하여 충격하중이 가해지는 국부에 CFRP 전단보강을 실시하였다. 실험진행은 drop-weight test 방식으로 직접 기기를 만들어 실행하였다. 각각의 부재에 단계별로 충격하중을 가하여 실험을 진행하였으며 균열과 균열폭을 측정하였다. 실험결과 강섬유보강 RC보가 일반 RC보에 비하여 균열폭 및 shear-plug 균열제어 그리고 스폴링파괴에 더 높은 성능을 나타내었다. FRP로 부재의 하단을 휨 보강한 부재의 경우 균열의 제어에 어느정도 효과를 나타내고 있으나 충격하중이 가해질 시 콘크리트와 FRP 시트의 부착면에서 박리파괴가 빠르게 진행되었다. FRP 시트로 부재의 하단과 측면을 CFRP로 휨, 전단보강한 부재의 경우 shear-plug 균열제어에 가장 높은 저항성능을 보이고 있음을 확인할 수 있었다. 하지만 충격하중이 보강이 이루어지지 않은 부분에 작용할 경우 오히려 보강이 되지 않은 RC보에 비하여 콘크리트 스폴링 파괴에 더 취약함을 알 수 있었다.

노인의 인지기능상태에 따른 식품과 영양소 섭취실태 (Food and nutrient intake status of Korean elderly by degree of cognitive function)

  • 김혜영;이정숙;윤종철;장문정
    • Journal of Nutrition and Health
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    • 제49권5호
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    • pp.313-322
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    • 2016
  • 본 연구는 용인시에 거주하는 노인들을 대상으로 간이인지기능검사 (MMSE-DS)와 영양건강위험도 조사 (NSI DETERMINE checklist) 및 식품섭취실태를 통하여 인지기능 저하와 영양 식생활 실태와의 관련성을 살펴보고자 하였다. 1) 전체 조사대상 노인 (n = 409)의 평균 나이는 73.3세였고, 남자가 32.3%, 여자가 67.7%이었다. 인지기능 저하로 판정된 사람은 105명으로 대상자의 25.7%가 인지기능 저하로 판정되었으며, 성별에 따른 인지기능 정도의 차이는 없었다. 2) 조사대상 노인들의 운동 빈도는 유의차는 없었으나, 인지기능저하군에서 정상군보다 '운동을 거의 하지 않는다'는 비율은 더 높고, '거의 매일 운동을 한다'는 비율은 낮은 편이었다. 1일 평균 운동 시간은 인지기능저하군이 정상군보다 하루에 1~2시간씩 운동을 하는 사람들은 더 적고, 30분~1시간씩 운동을 하는 사람들은 더 많아서 총 운동시간이 적은 것으로 나타났다. 3) NSI DETERMINE 검사를 이용한 영양건강 위험도는 저위험군 270명 (66%), 중위험군 90명 (22%), 고위험군 49명 (12%)이었으며, 인지기능저하군에서 정상군보다 영양건강의 중위험군과 고위험군의 비율이 유의적으로 높았다. 4) 조사대상자의 평균 에너지 섭취량은 1,528.6 kcal로 에너지 필요추정량 (EER)의 84.4%를 섭취하였고, 인지기능저하군에서 정상군보다 다불포화지방산을 유의하게 적게 섭취하였다. 또한, 인지기능저하군은 티아민, 리보플라빈, 철을 평균필요량 미만으로 섭취하는 사람의 비율이 정상군보다 유의적으로 많았다. 5) 식품섭취빈도조사에서 조사한 63개 식품 중 조사대상자의 인지기능에 따라 유의차를 보인 식품은 6가지로 쌀밥과 과자류의 섭취빈도는 인지기능저하군에서 정상군보다 유의하게 높았고, 고등어, 고추, 귤과 수박의 섭취빈도는 인지기능저하군에서 유의하게 낮았다. 본 연구를 통하여 인지기능이 저하된 노인의 경우 정상노인보다 운동 빈도와 운동 시간이 적고, 영양건강위험도는 높으며, 불포화지방산의 섭취가 적고, 티아민, 리보플라빈, 철 등이 정상군보다 더 부족할 가능성이 높음을 확인하였다. 또한, 인지기능저하군에서 쌀밥과 과자류의 섭취는 더 많으나, 고등어, 고추, 귤, 수박의 섭취 빈도는 더 적은 것으로 나타났다. 앞으로 인지기능 손상을 지연시켜 개인의 건강 장수와 사회적 의료비용 절감을 가져오기 위해서는 인지기능 관련 식품들이 어떤 기전으로 인지기능에 영향을 미치는 가에 대한 후속 연구가 필요하다고 하겠다.

고급레스토랑의 서비스경험이 행동충성도에 미치는 영향 : 인지만족과 정서애착의 인과적 역할 (The Effect of Service Experience on Behavioral Loyalty in Luxury Restaurant Service Setting : The Causal Role of Cognitive Satisfaction and Emotional Attachment)

  • 최철재
    • 벤처혁신연구
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    • 제4권3호
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    • pp.1-15
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    • 2021
  • 코로나19의 확산으로 인한 장기간의 사회적 거리두기로 대면접촉 레스토랑업체의 외식지형도는 포장, 정기구독 등으로 변화된 환경에 맞추어 생존전략을 실행하고 있다. 그러나 이러한 환경에도 고급레스토랑은 최상의 시설을 갖추고 고급서비스를 제공함으로써 기존 레스토랑과 차별화를 시도하여 높은 수익을 창출하고 있다. 따라서 본 연구에서는 고객의 고급레스토랑 서비스경험이 어떠한 경로를 경유하여 행동충성도를 영향을 주는가를 설명하고자 한다. 즉, 본 연구의 목적은 서비스경험이 인지만족과 정서애착에 미치는 영향을 확인하고, 또한 이들 구성개념과 관계몰입 및 행동충성도 간 관계를 확인하여 인지만족 및 정서애착의 인과적 역할을 설명하는데 있다. 이를 검증하기 위해 최근 고급레스토랑 이용경험이 있는 소비자 300명을 대상으로 대면인터뷰를 실시하여 자료를 수집하였다. 수집된 자료 중 부정확하거나 오류가 있는 응답지 25부를 제외하고 275부(91.6%)를 최종 분석에 사용하였다. 본 연구에선 SPSS 21.0 및 AMOS 20통계패키지를 사용하여 자료의 타당도와 신뢰도를 확인하고 연구가설을 검정하였다. 빈도분석으로 응답자의 인구통계특성을 확인 하였다. 구조방정식모형분석(SEM)으로 연구모형의 적합도를 확인하고 연구가설을 검정하였다. 연구가설 분석결과, 서비스경험은 인지만족에 긍정적인 영향을 미치었고, 인지만족은 정서애착과 관계몰입 및 행동충성도에 긍정적인 영향을 미치었다. 또한 정서애착은 관계몰입과 행동충성도에 긍정적인 영향을 미치었고, 관계몰입은 행동충성도에 긍정적인 영향을 미치었다. 그러나 서비스경험은 정서애착에는 영향을 미치지 않았다. 본 연구를 통해 호텔레스토랑과 같은 고급레스토랑에선 자사의 표적고객을 정확하게 선정하여 이들의 서비스욕구를 확인한 후 이에 적합한 서비스를 제시할 필요가 있다. 또한, 고객에게 우수한 서비스를 제공하여 인지적으로 만족을 유도할 뿐만 아니라 서비스에서 결정적인 진실의 순간(moments of true)을 확인하고 영향력(impact)을 파악하여 이에 적합한 대응방안을 제시함으로써 서비스에 만족한 고객이 정서적으로 애착심을 강화할 수 있도록 해야 할 것이다. 그리고 서비스경험으로 만족하여 정서적으로 애착심이 높은 고객에게 자사와 관계를 강화하고 지속적으로 유지하도록 해당 고객과 우호적인 관계를 형성하여 이들이 자사에 강한 소속감과 애착심을 갖도록 함으로써 표적고객의 관계몰입을 유도해야 할 것이다.