• 한국지반공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.5-18
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• 2016

본 연구에서는 모형실험을 통해 균질모래지반에 매설된 횡력을 받는 무리말뚝의 수평저항력을 산정하는데 가장 큰 영향을 주는 배면토의 저항형태를 파악하였다. 저항거동 형태는 회전절점, 쐐기 파괴각, 쐐기 날개각으로 파악하였다. 실험은 지반의 상대밀도, 말뚝의 폭, 말뚝의 간격과 배열을 달리하여 수행하였다. 그 결과 직렬말뚝에서의 지반거동 양상은 전열과 중간열이 같았고 후열의 경우 전열과 중간열 보다 작은 값을 나타내었다. 병렬말뚝의 경우 지반거동 양상이 단독말뚝과 같게 나타났다. 실험 결과를 바탕으로 회전절점, 쐐기 파괴각, 쐐기 날개각 산정 값 들을 식으로 제안하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.750-758
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• 2002

콘크리트가 하중에 의해 변형을 일으키고, 변형이 허용범위에 있어도 콘크리트 자체가 비균질한 재료이기 때문에 미세한 손상을 받는다. 미세한 손상이 누적되면, 균열로 나타나고 최종적으로 파괴된다. AE의 핵심특성은 육안관찰로 확인할 수 없는 미세한 손상을 검출하고 평가할 수 있으며, 이는 기존의 폭정방법으로부터 확연히 구분되는 강점이다. 본 연구에서는 AE기법을 이용하여 콘크리트의 손상도 해석 및 평가를 수행하였다. 손상도 해석결과에 의하면, 원주형 시험체의 경우, 고강도 콘크리트일수록 낮은 응력비에서 손상을 더욱 많이 받음을 확인할 수 있었고, 이것은 취성성질을 반영한 AE기법만의 평가결과이다. 또한, 철근콘크리트 휨시험체에서는 카이저효과 및 펠리시티효과가 분명히 존재함을 확인할 수 있었고, 철근과 콘크리트의 계면분리시점은 펠리시티비, AE 활동성 및 재하이력을 상호비교함으로써 평가 가능함을 확인하였다. 본 연구 결과로부터 펠리시티비(FR)를 이용하면, 철근콘크리트 구조물의 성능저하정도 평가가 가능할 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제10권5호
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• pp.1143-1179
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• 2016

Offshore wind turbines are considered as a fundamental part to develop substantial, alternative energy sources. In this highly flexible structures, monopiles are usually used as support foundations. Since the monopiles are large diameter (3.5 to 7 m) deep foundations, they result in extremely stiff short monopiles where the slenderness (length to diameter) may range between 5 and 10. Consequently, their elastic deformation patterns under lateral loading differ from those of small diameter monopiles usually employed for supporting structures in offshore oil and gas industry. For this reason, design recommendations (API and DNV) are not appropriate for designing foundations for offshore wind turbine structures as they have been established on the basis of full-scale load tests on long, slender and flexible piles. Furthermore, as these facilities are very sensitive to rotations and dynamic changes in the soil-pile system, the accurate prediction of monopile head displacement and rotation constitutes a design criterion of paramount importance. In this paper, the Fourier Series Aided Finite Element Method (FSAFEM) is employed for the determination of static impedance functions of monopiles for OWT subjected to horizontal force and/or to an overturning moment, where a non-homogeneous soil profile has been considered. On the basis of an extensive parametric study, and in order to address the problem of head stiffness of short monopiles, approximate analytical formulae are obtained for lateral stiffness $K_L$, rotational stiffness $K_R$ and cross coupling stiffness $K_{LR}$ for both rough and smooth interfaces. Theses expressions which depend only on the values of the monopile slenderness $L/D_p$ rather than the relative soil/monopile rigidity $E_p/E_s$ usually found in the offshore platforms designing codes (DNV code for example) have been incorporated in the expressions of the OWT natural frequency of four wind farm sites. Excellent agreement has been found between the computed and the measured natural frequencies.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.47-60
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• 2007

본 논문에서는 전단변형률과 회전관성을 고려한 준적합 쉘 요소를 이용한 점진기능재료 판과 쉘의 고유진동수와 좌굴하중을 연구하였다. S 형상 함수를 이용한 세라믹과 금속의체적요소의 변화에 따른 점진기능재료 판과 쉘의 고유치 문제를 연구하였다. 점진기능재료 쉘 요소의 면내 강성, 휨 강성 및 전단 강성의 수식은 등질 요소보다 복잡한 재료의 성질들로 결합되어 있다. 유한요소의 수치적 결과를 검정하기 위해 1차 전단변형 이론에 의한 직사각형 판의 Wavier해를 제시하였다. 적층복합 구조 및 S 형상 점진기능재료 구조의 수치해석해는 Navier의 해로 검증하였으며, S 형상 점진기능재료 구조물의 다양한 예제를 제시하였다. 해석결과는 Navier의 이론해와 아주 잘 일치함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권2호
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• pp.81-85
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• 2017

섬유강화 고분자 복합재료는 섬유 형태의 강화제와 고분자 형태의 기지재료가 결합된 형태로 이는 무게 대비 고강도 및 고강성의 구조물 제작에 용이하다. 본 연구에서는 형상기억합금 와이어가 삽입된 섬유 강화 지능형 연성 복합재 구동기를 제작, 이의 재료 구성에 따른 거동 특성을 평가 하고자 한다. 구동기는 형상기억합금이 포함된 구동층과 일반 구조층으로 구성되어 한 층씩 적층되는 방식으로 제작되며 재료 구성에 따른 거동 특성을 살펴보기 위하여 일반 구조층으로 사용된 유리섬유 직물의 적층 수, 기지재료의 종류를 달리한 뒤 구동 특성을 살펴보았다. 또한, 구동 시에 요구되는 인가 전류의 양을 달리하여 최대 구동각과 최대 구동각에 도달하는 구동 시간을 측정하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권1호
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• pp.61-76
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• 2020

In this paper, the dynamic behaviour of an inclined functionally graded material (FGM) beam with different boundary conditions under a moving mass is investigated based on the first-order shear deformation theory (FSDT). The material properties vary continuously along the beam thickness based on the power-law distribution. The system of motion equations is derived by using Hamilton's principle. The finite element method (FEM) is adopted to develop a general solution procedure. The moving mass is considered on the top surface of the beam instead of supposing it on the mid-plane. In order to consider the Coriolis, centrifugal accelerations and the friction force, the contact force method is used. Moreover, the effects of boundary conditions, the moving mass velocity and various material distributions are studied. For verification of the present results, a comparative fundamental frequency analysis of an FGM beam is conducted and the dynamic transverse displacements of the homogeneous and FGM beams traversed by a moving mass are compared with those in the existing literature. There is a good accord in all compared cases. In this study for the first time in dynamic analysis of the inclined FGM beams, the Coriolis and centrifugal accelerations of the moving mass are taken into account, and it is observed that these accelerations can be ignored for the low-speeds of the moving mass. The new provided results for dynamics of the inclined FGM beams traversed by a moving mass can be significant for the scientific and engineering community in the area of FGM structures.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.95-103
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• 2007

본 논문에서는 포화된 다공성매체에서 파동의 전파속도와 감쇠를 구할 수 있는 해석적 이론해를 유도하여 제시하였다. 이론해의 유도를 위하여 압축성의 고체입자와 간극수를 고려하는 완전 연계 Field모델을 사용하였다. 완전 포화된 다공성 매체의 해석을 위한 공학적인 접근방법이 채택되었으며, 균질 영역에서 1차원 파동의 전파를 위한 이론해가 유도되었다. 본 논문에서 유도한 이론해는 고체입자의 압축성, 간극수의 압축성, 다공성입자의 변형, 공간의 감쇠(Spatial damping) 등을 고려할 수 있어 매우 다양하게 사용될 수 있다. 또한 다양한 지반체에서 두 가지 종류의 파속(Wavespeed)과 감쇠계수를 계산하는데 이용 가능하다. 본 논문에서 제시한 이론해를 전산코드화하여 파동의 전파속도와 감쇠에 대한 파라미터연구를 수행한 결과는 본 연구의 II부에 제시할 예정이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제64권3호
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• pp.361-379
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• 2017

In this article, the vibration behavior of double-bonded sandwich microplates with homogeneous core and nanocomposite facesheets reinforced by carbon nanotube and boron nitride nanotube under multi physical fields such as 2D magnetic and electric fields is investigated. Symmetric and un-symmetric distributions of nanotubes are considered for facesheets of sandwich microplates such as uniform distribution and various functionally graded distributions. The double-bonded sandwich microplates rest on visco-Pasternak foundation. Material properties of sandwich microplates are obtained by the extended rule of mixture. The sinusoidal shear deformation theory (SSDT) is employed to describe displacement fields of sandwich microplates. Also, the dimensionless natural frequency is obtained by classical plate theory (CPT) and compared with the obtained results by SSDT. It can be seen that the obtained dimensionless natural frequencies by CPT are higher than SSDT. In order to study the material length scale parameters, modified strain gradient theory at micro scale is utilized and then, the equations of motion are derived using Hamilton's principle. The effects of different parameters such as foundation parameters including Winkler, shear layer and damping coefficients, various distributions and volume fraction of nanotubes, core to facesheet thickness ratio, aspect and side ratios on the dimensionless natural frequencies are discussed in details. The results of present work can be used to optimum design and control of similar systems such as micro-electro-mechanical and nano-electro-mechanical devices.

• Composites Research
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• 제23권5호
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• pp.8-14
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• 2010

서로 다른 길이비를 갖는 세 종류의 유리 직물 복합재료(평직, 균형능직, 비균형능직)의 면내 전단 물성 평가를 위해 편향인장 시험을 실시하였다. 직물 복합재료의 전단각을 결정하기 위하여 인장 변형량과 직물의 크기에 기인한 이론식, 직접측정법 및 이미지 분석법등을 이용하여 서로의 장단점을 비교하여 보았으며, 편향 인장 시험의 기하구조를 이용하여 유도된 식을 통해 면내 전단력을 계산하였다. 또한 트렐리스 시험(trellis-frame test)에 의한 결과와의 비교를 통해 편향 인장 시험에 의한 전단 물성 측정법의 정확도를 평가하였다. 실험 결과, 이론식에 의한 전단각 계산법은 전단각이 30도 이내일 경우에 이미지를 통한 직접 측정의 결과와 유사하였으며, 면내 전단력은 평직이나 균형 능직과 같은 등방형 직물의 경우에만 측정 샘플의 길이비에 무관한 균일한 결과를 보였다. 또한 편향 인장 시험과 트렐리스 시험 모두 비등방성이 큰 직물에 대한 전단 평가를 수행하는 데 있어서 많은 편차를 나타내었다.

• Wind and Structures
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• 제29권6호
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• pp.457-469
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• 2019

In this paper, a numerical solution is presented for supersonic flutter analysis of cantilever non-symmetric functionally graded (FG) sandwich plates. The plate is considered to be composed of two different functionally graded face sheets and an isotropic homogeneous core made of ceramic. Based on the first order shear deformation theory (FSDT) and linear piston theory, the set of governing equations and boundary conditions are derived. Dimensionless form of the governing equations and boundary conditions are derived and solved numerically using generalized differential quadrature method (GDQM) and critical velocity and flutter frequencies are calculated. For various values of the yaw angle, effect of different parameters like aspect ratio, thickness of the plate, power law indices and thickness of the core on the flutter boundaries are investigated. Numerical examples show that wings and tail fins with larger length and shorter width are more stable in supersonic flights. It is concluded for FG sandwich plates made of Al-Al₂O₃ that increase in volume fraction of ceramic (Al₂O₃) increases aeroelastic stability of the plate. Presented study confirms that improvement of aeroelastic behavior and weight of wings and tail fins of aircrafts are not consistent items. It is shown that value of the critical yaw angle depends on aspect ratio of the plate and other parameters including thickness and variation of properties have no considerable effect on it. Results of this paper can be used in design and analysis of wing and tail fin of supersonic airplanes.