• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.203-212
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• 2006

합성형은 비합성형에 비해 역학적 측면에서 큰 장점을 지닌 것이 사실이지만 사각이 심한 사교들의 경우 합성형은 매우 큰 상판응력을 유발할 수 있기 때문에 종종 이들 사교들에 대한 비합성형 설계가 검토되어지곤 한다. 하지만 이러한 비합성형은 상판과 주형 경계면에서의 미끄러짐(slip)과 같은 구조적인 문제점을 지니고 있어 현장에 적용하기에는 다소 어려움이 있다. 본 연구에서는 사교들의 전반적인 거동에 영향을 미치는 상판과 주형간의 두 가지 상호작용(합성작용과 비합성작용) 효과를 분석하여 사각이 심한 사교들에 대한 합성형의 적용 타당성을 조사하였다. 주형간격, 사각, 상판 종횡비를 매개변수로 총 27개의 단순지지된 사교들에 대한 일련의 연구를 수행하였다. 이전 연구에서 제안된 바 있는 받침들간의 강성조정 개념을 이용하여 합성형 사교의 거동을 개선시킬 수 있는 가능성도 함께 검토하였다. 해석결과로부터 비합성 사교들보다 합성형 사교들에서 훨씬 바람직한 거동이 나타나며 받침들간의 강성조정 방법은 보다 합리적이며 경제적인 합성형 사교 및 하부구조의 설계를 가능하게 해준다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.437-449
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• 1998

합성형구조에서 콘크리트와 강재가 일체로 거동하기 위해서 전단연결재는 충분한 강성과 강도를 지니고 있어야 한다. 만약 콘크리트와 판형의 경계면에서 수직 또는, 수평방향으로 미끄러짐이 발생하지 않는다면 전단연결재는 무한강성으로 표현되어지고, 이상적으로 완전합성거동을 하게 된다. 그러나, 모든 전단연결재는 어느 정도의 범위내에서 유연성을 가지게 되며, 항상 불완전합성작용을 하게 된다. 본 논문에서는 3가지 방법에 의해서 불완전합성작용을 하는 합성형을 해석하는 실용적인 방법에 대하여 연구하였다. 미분방정식의 일반해로부터 유도된 강도매트릭스법과 경계부분의 스프링상수를 뼈대구조로 대체한 유한요소법, 가상일의 원리를 이용한 유한요소법의 3가지 방법에 의하여 합성형의 처짐특성을 고찰하였다. 또한, 불완전합성형에서 단면특성과 전단연결재의 스프링상수를 이용하여 합성형의 합성정도를 추정할수 있는 간이법을 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.803-811
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• 2002

일반적으로 강콘크리트 합성형교는 불완전합성에 대한 해석의 복잡함 때문에 강재와 콘크리트 계면에서의 상대변위가 발생하지 않는 완전합성형으로 설계된다. 그러나, 이러한 설계는 기존 강합성형 의 거동을 평가하는 경우 실제 구조물의 내하력과 내구성을 정확하게 도출하지 못하게 된다. 이러한 경우에는 불완전합성이론을 이용하여 구조물의 거동을 정확히 반영해야 한다. 본 연구에서는 집중하중을 받는 단순합성형교에 대하여 처짐 거동을 고려한 불완전합성곡률의 변화양상을 확인하기 위하여 유한요소해석 모델을 이용하여 전단연결재의 배치간격과 배치열수 그리고 콘크리트 탄성계수를 매개변수로 선택하여 해석을 수행하였다. 본 연구의 결과로서 합성형의 처짐이 증가할수록 불완전합성 정도가 증가함을 알 수 있었으며, 콘크리트 슬래브에서 균열이 발생으로 인한 강성 및 강도의 감소가 합성정도에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.45-52
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• 2012

최근에 콘크리트 구조물의 보강에 섬유복합재(FRP), 폴리우레아(PolyUrea), 그리고 이들을 함께 적층하여 사용하는 다중혼합 보강재료를 사용한 외부 보강공법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이와 같은 외부부착에 의한 보강공법들은 콘크리트와 보강재료 사이의 경계면 거동이 전체 보강된 구조물의 성능을 좌우하게 된다. 그러므로, 이 연구에서는 보강재료의 종류와 보강순서에 따른 콘크리트와 보강재료 사이의 부착전단 거동을 실험적으로 평가하였다. 부착전단 실험을 위하여 콘크리트 부재에 탄소섬유복합재(CFRP), 폴리우레아(PolyUrea, PU), 탄소섬유복합재 보강 후 폴리우레아(CPU), 폴리우레아 보강 후 탄소섬유복합재(PUC)의 보강재료로 부착하였으며, 콘크리트와 보강재료의 부착전단력 이외 발생할 수 있는 하중발생을 최소화하기 위하여 부착전단 시편고정장치를 개발하여 실험을 수행하였다. 이 실험 결과를 통해 탄소섬유복합재와 폴리우레아를 혼합한 복합재료가 높은 부착전단강도와 에너지 흡수성능이 뛰어남을 검증하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.77-83
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• 2015

PURPOSES : In this study, a fracture-based finite element (FE) model is proposed to evaluate the fracture behavior of fiber-reinforced asphalt (FRA) concrete under various interface conditions. METHODS : A fracture-based FE model was developed to simulate a double-edge notched tension (DENT) test. A cohesive zone model (CZM) and linear viscoelastic model were implemented to model the fracture behavior and viscous behavior of the FRA concrete, respectively. Three models were developed to characterize the behavior of interfacial bonding between the fiber reinforcement and surrounding materials. In the first model, the fracture property of the asphalt concrete was modified to study the effect of fiber reinforcement. In the second model, spring elements were used to simulated the fiber reinforcement. In the third method, bar and spring elements, based on a nonlinear bond-slip model, were used to simulate the fiber reinforcement and interfacial bonding conditions. The performance of the FRA in resisting crack development under various interfacial conditions was evaluated. RESULTS : The elastic modulus of the fibers was not sensitive to the behavior of the FRA in the DENT test before crack initiation. After crack development, the fracture resistance of the FRA was found to have enhanced considerably as the elastic modulus of the fibers increased from 450 MPa to 900 MPa. When the adhesion between the fibers and asphalt concrete was sufficiently high, the fiber reinforcement was effective. It means that the interfacial bonding conditions affect the fracture resistance of the FRA significantly. CONCLUSIONS : The bar/spring element models were more effective in representing the local behavior of the fibers and interfacial bonding than the fracture energy approach. The reinforcement effect is more significant after crack initiation, as the fibers can be pulled out sufficiently. Both the elastic modulus of the fiber reinforcement and the interfacial bonding were significant in controlling crack development in the FRA.

• Applied Microscopy
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• 제36권3호
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• pp.155-163
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• 2006

합성 사파이어 기판 시료-GaN반도체의 성장기판으로 사용된-의 내재하는 결함 형태를 전통적인 투과식 전자현미경 조사기법 (TEM), LACBED, HAADF-STEM 방법으로 관찰 분석하였다. 이 시료에서 주로 발견된 결함들은 두께 ${\sim}2nm$에서 32nm를 가진(0001)면 미소 쌍정(basal microtwins), 모체 결정과의 계면 주위의 변형 결함, (0001)면 전위결함(basal dislocations), 그리고 {$2\bar{1}\bar{1}3$} 피라미드 미끄럼면 중 한 면에서 일어나는 복잡한 형태의 전위 결함들이다 이들(0001)면 및 {$2\bar{1}\bar{1}3$}면에 전위 결함들은 미소 쌍정과 강하게 관련되어 일어나는 것으로 보인다. 또한 전위결함 밀도는 매우 균일하지 않으며 수 ${\mu}m$의 크기의 결함 밀집 영역에서는 그 밀도가 ${\sim}10^{10}/cm^2정도만큼 높지만 시료 전체에서의 평균은 대체적으로 ${\sim}10^5/cm^2보다 작다. 이 값은 보통 합성되는 결정에서 평균적으로 예상되는 수치이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권6호
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• pp.727-736
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• 2017

The application of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) in steel structures primarily includes two categories, i.e., the bond-critical application and the contact-critical application. Debonding failure and buckling failure are the main failure modes for these two applications. Conventional electrometric techniques may not provide precise results because of the limitations associated with single-point contact measurements. A nondestructive full-field measurement technique is a valuable alternative to conventional methods. In this study, the digital image correlation (DIC) technique was adopted to investigate the bond behavior and buckling behavior of CFRP-steel composite members. The CFRP-to-steel bonded joint and the CFRP-strengthened square hollow section (SHS) steel column were tested to verify the suitability of the DIC technique. The stereo-DIC technique was utilized to measure continuous deformation. The bond-slip relationship of the CFRP-to-steel interface was derived using the DIC data. Additionally, a multi-camera DIC system consisting of four stereo-DIC subsystems was proposed and applied to the compressive test of CFRP-strengthened SHS steel column. The precise buckling location and CFRP delamination of the CFRP-strengthened SHS steel column were identified. The experimental results confirm that the stereo-DIC technique can provide effective measurements for investigating the behaviors of CFRP-steel composite members.

• Steel and Composite Structures
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• 제23권4호
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• pp.409-420
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• 2017

This paper theoretically studies the cyclic behavior of hybrid connections between steel coupling beams and concrete shear walls with embedded steel columns. Finite element models of connections with long and short embedded steel columns are built in ABAQUS and validated against the test results in the companion paper. Parametric studies are carried out using the validated FE model to determine the key influencing factors on the load-bearing capacity of connections. A close-form solution of the load-bearing capacity of connections is proposed by considering the contributions from the compressive strength of concrete at the interface between the embedded beam and concrete, shear yielding of column web in the tensile region, and shear capacity of column web and concrete in joint zone. The results show that the bond slip between embedded steel members and concrete should be considered which can be simulated by defining contact boundary conditions. It is found that the loadbearing capacity of connections strongly depends on the section height, flange width and web thickness of the embedded column. The accuracy of the proposed calculation method is validated against test results and also verified against FE results (with differences within 10%). It is recommended that embedded steel columns should be placed along the entire height of shear walls to facilitate construction and enhance the ductility. The thickness and section height of embedded columns should be increased to enhance the load-bearing capacity of connections. The stirrups in the joint zone should be strengthened and embedded columns with very small section height should be avoided.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.20-27
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• 2021

이 연구에서는 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 내진거동을 합리적으로 평가하기 위하여 범용프로그램인 Abaqus를 이용한 비선형 유한요소해석 절차를 제시하였다. 조적벽체의 유한요소 모델은 콘크리트 손상 소성(concrete damaged plasticity, CDP)모델 및 벽돌-모르타르 계면 특성은 Yang et al.이 제시한 조적 프리즘의 압축 및 인장의 응력-변형률 모델과 전단마찰모델을 기반으로 메소-스케일법을 적용하였다. 유한요소 해석결과를 다양한 변수조건에서 실험결과와 비교한 결과, 강봉 트러스 시스템으로 보강된 조적벽체의 균열진전, 파괴 모드, 강체회전 내력 및 최대내력 그리고 횡하중-횡변위 관계에 대한 실험결과와 잘 일치하였다. 따라서 제시된 유한요소해석 절차는 조적벽체의 내진보강 설계에 합리적으로 이용될 수 있다고 판단된다.

• 한국추진공학회지
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• 제23권1호
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• pp.124-131
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• 2019

가스터빈엔진 고도시험설비 운용특성탐색 및 설비튜닝 연구와 유량/추력 측정방안 검증을 위한 엔진 시뮬레이션덕트 설계 연구를 수행하였다. 설비 운용특성 검증은 배압/추력 제어가 필요하므로 Spikecone type의 가변노즐을 적용하였으며, 유량검증용 ISO 쵸킹노즐의 추가장착이 가능토록 설계하였다. 시뮬레이션덕트 주유로 면적은 1D Sizing으로 결정하고, 노즐면적변화에 따른 시뮬레이션덕트 내부 유동특성은 1D/CFD 해석으로 조사하였으며, 해석결과로부터 설비운용특성 탐색 및 유량/추력 검증시험을 위한 공기공급부 시험조건을 도출하였다. Spike 노즐 구동부는 시험 전운용 구간에서 공력하중조건을 견디도록 모터, 리니어 볼스크류 등의 부품모델을 선정하였으며, 시험 시 10 mm/s의 이송속도가 가능하도록 설계하였다.