• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제20권6호
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• pp.686-693
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• 2016

The analytical expressions for a partially coherent flat-topped vortex hollow beam propagating in uniaxial crystals orthogonal to the optical axis are derived, and the intensity and coherent vortex properties of partially coherent flat-topped vortex hollow beam propagation in uniaxial crystals orthogonal to the optical axis are analyzed by numerical examples. The influence of beam order parameter N, topological charge M, the coherence length and the ratio of refractive indices $n_e/n_o$ of uniaxial crystals on the normalized intensity distribution and coherent vortex of a partially coherent flat-topped vortex hollow beam propagating in uniaxial crystals are discussed in detail.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권6호
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• pp.793-804
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• 2023

In this study, cyclic loading tests were conducted to assess the seismic performance of cast-in-place (CIP) concrete-filled hollow core precast concrete columns (HPCC) constructed using steel ducts and rubber tubes. The outer shells of HPCC, with a hollow ratio of 47%, were fabricated using steel ducts and rubber tubes, respectively. Two combinations of shear studs & long threaded bars or cross-deformed bars & V-ties were employed to ensure the structural integrity of the old concrete (outer shell) and new CIP concrete. Up to a drift ratio of 3.8%, the hysteresis loop, yielding stiffness, dissipated energy, and equivalent damping ratio of the HPCC specimens were largely comparable to those of the solid columns. Besides the similarities in cyclic load-displacement responses, the strain history of the longitudinal bars and the transverse confinement of the three specimens also exhibited similar patterns. The measured maximum moment exceeded the predicted moment according to ACI 318 by more than 1.03 times. However, the load reduction of the HPCC specimen after reaching peak strength was marginally greater than that of the solid specimen. The energy dissipation and equivalent damping ratios of the HPCC specimens were 20% and 25% lower than those of the solid specimen, respectively. Taking into account the overall results, the structural behavior of HPCC specimens fabricated using steel ducts and rubber tubes is deemed comparable to that of solid columns. Furthermore, it was confirmed that the two combinations for securing structural integrity functioned as expected, and that rubber air-tubes can be effectively used to create well-shaped hollow sections.

• Computers and Concrete
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• 제21권6호
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• pp.607-622
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• 2018

A non-linear finite element model (FEM) was constructed using a three-dimensional software (ATENA-3D) to investigate the effect of strengthening on the behavior of prestressed hollow-core (PHC) slabs with or without openings. The slabs were strengthened using near surface mounted (NSM)-carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strips. The constructed model was validated against experimental results that were previously reported by the authors. The validated FEM was then used to conduct an extensive parametric study to examine the influence of prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete and strengthening reinforcement ratio on the behavior of such slabs. The FEM results showed good agreement with the experimental results where it captured the cracking, yielding, and ultimate loads as well as the mid-span deflection with a reasonable accuracy. Also, an overall enhancement in the structural performance of these slabs was achieved with an increase in prestressing reinforcement ratio, compressive strength of concrete, external reinforcement ratio. The presence of openings with different dimensions along the flexural or shear spans reduced significantly the capacity of the PHC slabs. However, strengthening these slabs with 2 and 4 (64 and $128mm^2$ that represent reinforcement ratios of 0.046 and 0.092%) CFRP strips was successful in restoring the original strength of the slab and enhancing post-cracking stiffness and load carrying capacity.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.441-448
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• 2014

최근 일련의 연구로부터, 중공이 있는 프리캐스트 콘크리트(hollewed precast concrete, HPC) 기둥를 사용할 경우, 일반적인 PC기둥에 비하여 접합부 콘크리트를 충실하게 채울수 있으며 이에 따라, 접합부의 고정도는 일체식 철근콘크리트(RC)와 같이 향상될 수 있음이 확인되었다. 그러나 충전콘크리트로 중공부가 채워진 후, HPC부재와 충전콘크리트의 강도가 서로 다르고 이 두 부재 사이에는 접촉면이 있음에 따라 합성구조와 같은 거동을 보이게 되며 이는 합성된 기둥의 구조적 거동과 강도에 영향을 미치게 된다. 이 논문에서는 HPC 기둥에서 중공의 크기와 중공부분 콘크리트의 채움 유무에 따른 기둥의 압축강도 시험을 실시하였다. 중공의 비율은 35, 50 그리고 59%이며 실험체의 양단을 단순지지 형태로서 지지한 뒤 중심압축력을 기둥의 상단에 작용시켰다. 또한 압축에 대한 HPC 기둥의 파괴거동을 묘사하기 위하여 유한요소 해석을 실시하였다. 실험 결과, 중공내부가 충전콘크리트로 채워진 기둥에서, PC와 충전콘크리트의 강도차이와 상관없이 중공률은 기둥의 초기강성에 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 그러나 기둥의 압축강도는 중공률에 반비례하는 것으로 나타났다. 충전콘크리트가 채워지지 않은 HPC기둥의 구조성능은 중공의 직경에 밀접하게 관련이 있는 것으로 나타났으며, 특히, HPC의 두께가 지나치게 얇은 경우에는 국부적인 파괴가 전체 파괴를 지배하는 것으로 나타났다. 이러한 영향을 고려하여 HPC기둥의 압축내력을 산정할 수 있는 식을 제시하였다. 유한요소해석에서는, HPC와 충전콘크리트 사이의 접촉면을 고려할 경우, 해석 결과가 실험 결과와 좋은 대응을 보이는 것으로 나타났다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.461-470
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• 2009

기둥은 축하중과 지진하중에 저항하는 주부재로서 구조물에서 가장 중요한 부재중의 하나이다. 이러한 기둥은 화재 시 고온에 의해 그 성능이 저하되어 전체 구조물계에 심각한 균열을 초래할 수 있으며, 구조물의 붕괴로도 이어질 수 있다. 본 연구에서는 새로운 형식의 기둥인 내부구속 중공 콘크리트 충전강관 기둥 (ICH CFT column; Internally Confined Hollow Concrete Filled Tube column)의 내화 성능이 연구되어져 있지 않기 때문에 건축물에 적용을 하여 기준에 맞는 기둥을 만들기 위해서는 내화 성능 평가가 필요하다. 본 기둥은 콘크리트 충전 강관 기둥 (CFT column; Concrete Filled Tube column)과 같이 외부 강관에 의해 콘크리트가 구속되어 기둥의 성능을 발휘하므로, 외부 강관의 항복 여부가 전체 기둥의 강도를 결정하게 될 것이다. 그래서 본 연구에서는 화재에 의한 기둥의 온도 변화에 따른 ICH CFT 기둥의 강도를 콘크리트의 구속효과와 재료비선형성을 고려하여 해석을 수행하였고, 또한 기둥의 중공비, 외부강관의 두께, 콘크리트의 강도를 매개 변수로 선정하여 기둥의 내화 성능을 평가하였으며, 해석에는 범용 프로그램과 전용 프로그램을 병행하여 사용하였다.

• 멤브레인
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• 제24권2호
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• pp.158-166
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• 2014

본 연구에서는 PVDF 중공사막을 열유도상분리와 연신의 복합공정에 의해 제조하였으며, 연신비에 따른 분리막의 구조 및 물성을 분석하였다. 이 분리막 제조의 메카니즘은 액-액 상분리에 기초하며, 최종 중공사막은 bicontinuous한 구조와 연신에 의해 fibrill 구조를 가지게 되어, 구정(spherulite)구조를 갖는 고-액 상분리막과 bicontinuous한 구조만을 갖는 액-액상분리막과 차별화된다. 우선, TIPS공정을 통해, gamma-butyrolacton, dimethyl phthalate (DMP), diethyl phthalate (DEP), dibutyl phthalate (DBP) 등을 단일 혹은 이들을 조합한 혼합 diluent로 사용하여, 냉각조건, PVDF와 희석제의 함량을 조절하면서 중공사막 전구체를 제조하고, 후속공정인 연신에 의해 최종적으로 중공사막의 외부표면을 porous하게, 혹은 dense하게 만들 수 있었다. 연신된 중공사막을 에탄올에 추출, 건조한 후 SEM을 통하여 pore 구조의 변화를 관찰하였으며, 수투과량, 다공도, 기공 크기, 표면 거칠기, 인장강도 등의 변화를 분석하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권4호
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• pp.311-316
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• 2016

$Ni(OH)_2$ hollow spheres have been prepared by solvent displacement crystallization using a micro-injection device, and the effect of process parameters such as concentration and the relative ratio of the injection speed of the precursor solution, which is an aqueous solution of $NiSO_4{\cdot}6H_2O$, to isopropyl alcohol of displacement solvent have been investigated. The crystal phases after NaOH treatment are in the ${\beta}-phase$ for all process parameters. A higher concentration of $NiSO_4{\cdot}6H_2O$ aqueous solution is injected by a micro-injection device and bigger $Ni(OH)_2$ hollow spheres with a narrower particle size distribution are formed. The crystallinity and hardness of the as-obtained powder are so poor that hydrothermal treatment of the as-obtained $Ni(OH)_2$ at $120^{\circ}C$ for 24 h in distilled water is performed in order to greatly improve the crystallinity. It is thought that a relative ratio of the injection speed of $NiSO_4{\cdot}6H_2O$ to that of isopropyl alcohol of at least more than 1 is preferable to synthesize Ni(OH)2 hollow spheres. It is confirmed that this solution-based process is very effective in synthesizing ceramic hollow spheres by simple adjustment of the process parameters such as the concentration and the injection speed.

• Steel and Composite Structures
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• 제46권3호
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• pp.353-366
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• 2023

This paper presents a finite-element analysis (FEA) of aluminum alloy rectangular hollow sections (RHSs) and square hollow sections (SHSs) with circular through-openings under three-point and four-point bending. First, a finite-element model (FEM) was developed and validated against the corresponding test results available in the literature. Next, using the validated FE models, a parametric study comprising 180 FE models was conducted. The cross-section width-to-thickness ratio (b/t) ranged from 2 to 5, the hole size ratio (d/h) ranged from 0.2 to 0.8 and the quantity of holes (n) ranged from 2 to 6, respectively. Third, results obtained from laboratory test and FEA were compared with current design strengths calculated in accordance with the North American Specifications (NAS), the modified direct strength method (DSM) and the modified Continuous strength method (CSM). The comparison shows that the modified CSM are conservative by 15% on average for aluminum alloy RHSs and SHSs with circular through-openings subject to bending. Finally, a new design equation is proposed based on the modified CSM after being validated with results obtained from laboratory test and FEA. The proposed design equation can provide accurate predictions of flexural capacities for aluminum alloy RHSs and SHSs with circular through-openings.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권11호
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• pp.150-157
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• 2003

In this paper, the large deformation of hollow silicon rubber gasket is treated. The frictional contact occurs between groove and the outer part of hollow gasket, and the frictional self-contact exists in the inner parts of hollow gasket. The silicon rubber has the nonlinear elastic behavior and its material property is approximately incompressible. Hence, the stress analysis requires an existence of a strain energy function, which is usually defined in terms of invariants or stretch ratio such as generalized Mooney-Rivlin and Ogden model. Considering large compressive deformation and friction, Mooney-Rivlin 3rd model and Coulomb's friction model are assumed. The numerical analysis is obtained by the commercial finite element program MARC. But, due to large deformation, the elements degenerate in the inner parts of hollow gasket. This means that the analysis of subsequent increments is carried out with a very poor mesh. In order to continue the analysis with a sufficient accuracy, it is necessary to use new finite element modeling by remesh. Experiments are also performed to show the validity of present method. As a conclusion, numerical results by this research have good agreements with experiments.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.357-364
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• 2008

본 논문은 단면적이 일정한 직사각형 중공단면을 갖는 아치의 자유진동에 관한 연구이다. 아치의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 극좌표계에서 유도하였으며, 이 미분방정식에는 회전관성효과를 고려하였다. 본 연구에서는 원호아치에 비해 구조적 안정성이 우수한 포물선형 아치를 대상아치의 선형으로 결정하였으며, 고정-고정, 고정-회전, 회전-회전의 단부조건을 고려하였다. 미분방정식을 효율적으로 해석하여 정확한 고유진동수를 산정할 수 있는 수치해석 알고리즘을 개발하고, 문헌과 본 연구의 결과를 비교하여 본 연구에서 유도된 이론식 및 수치해석 과정의 타당성을 검증하였으며, 단면폭비, 두께비 및 형상비 등과 같은 제 변수 변화에 따른 무차원 고유진동수의 변화를 고찰하였다.