• Composites Research
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• 제19권4호
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• pp.15-22
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• 2006

구조물 설계에 복합재료-금속 접착제 결합 조인트의 개발 및 사용을 제한하는 가장 큰 요인은 접착 조인트의 하중지지 능력 예측을 위한 접착 계면의 강도 평가 방법의 부재이다. 본 연구에서는 복합재료-탄소강의 접착 강도를 계면 모서리에서의 응력강도계수와 파괴 인성 값으로 평가하였다. 구체적으로 동시 경화 성형법으로 제작된 복합재료-탄소강 양면 겹치기 접착조인트의 하중지지 능력을 파괴 역학적 분석 방법을 통하여 결정하였다. 이종재료 계면 모서리 첨단의 응력 특이성과 그 지수를 제시하고 최종적으로 응력강도계수와 실험을 통한 계면의 파괴인성 값을 획득하였다. 서로 다른 접합 길이를 갖는 조인트의 하중지지 능력 비교를 통하여 양면 겹치기 접착 조인트의 파괴 인성치와 혼합 모드에서의 균열 진전 기준을 $K_1-K_{11}$ 평면 내에 도시하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제42권5호
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• pp.617-631
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• 2022

To study the eccentric compressive performance of the basalt-fiber reinforced recycled aggregate concrete (BFRRAC)-filled circular steel tubular stub column, 8 specimens with different replacement ratios of recycled coarse aggregate (RCA), basalt fiber (BF) dosage, strength grade of recycled aggregate concrete (RAC) and eccentricity were tested under eccentric static loading. The failure mode of the specimens was observed, and the relationship curves during the entire loading process were obtained. Further, the load-lateral displacement curve was simulated and verified. The influence of the different parameters on the peak bearing capacity of the specimens was analyzed, and the finite element analysis model was established under eccentric compression. Further, the design-calculation method of the eccentric bearing capacity for the specimens was suggested. It was observed that the strength failure is the ultimate point during the eccentric compression of the BFRRAC-filled circular steel tubular stub column. The shape of the load-lateral deflection curves of all specimens was similar. After the peak load was reached, the lateral deflection in the column was rapidly increased. The peak bearing capacity decreased on enhancing the replacement ratio or eccentric distance, while the core RAC strength exhibited the opposite behavior. The ultimate bearing capacity of the BFRRAC-filled circular steel tubular stub column under eccentric compression calculated based on the limit analysis theory was in good agreement with the experimental values. Further, the finite element model of the eccentric compression of the BFRRAC-filled circular steel tubular stub column could effectively analyze the eccentric mechanical properties.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.135-146
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• 2008

본 논문에서는 가속도 및 임피던스 신호를 이용하여 프리스트레스트 콘크리트(PSC) 거더교에 적합한 하이브리드 손상 모니터링 체계를 제안하였다. PSC 거더교의 주된 손상유형으로 텐던의 긴장력 감소와 콘크리트 거더의 휨 강성 저하를 고려하였다. 제안된 하이브리드 체계는 손상경보, 손상분류 및 손상평가와 같이 크게 3단계로 구성하였다. 첫 번째 단계에서는 가속도 특성 변화를 모니터링하여 전역적인 손상의 발생을 경보한다. 두 번째 단계에서는 임피던스 특성 변화를 모니터링하여 손상유형이 긴장력 감소인지 휨 강성 저하인지를 분류한다. 세 번째 단계에서는 손상유형에 적합한 손상평가기법을 이용하여 손상의 위치와 크기를 평가한다. 손상유형이 휨 강성 저하인 경우에서는 모드형상기반 손상검색 기법을 적용하였고, 손상유형이 긴장력 감소인 경우에서는 고유진동수기반 긴장력 추정 기법을 적용하였다. 모형 PSC 거더 실험을 통해 제안된 하이브리드 손상모니터링 체계의 유용성을 평가하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제32권5호
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• pp.319-338
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• 2023

The study presents a new hybrid data-driven method by combining radial basis functions neural networks (RBF-NN) with the Jaya algorithm (JA) to provide effective structural health monitoring of arch dams. The novelty of this approach lies in that only one user-defined parameter is required and thus can increase its effectiveness and efficiency, as compared to other machine learning techniques that often require processing a large amount of training and testing model parameters and hyper-parameters, with high time-consuming. This approach seeks rapid damage detection in arch dams under dynamic conditions, to prevent potential disasters, by utilizing the RBF-NNN to seamlessly integrate the dynamic elastic modulus (DEM) and modal parameters (such as natural frequency and mode shape) as damage indicators. To determine the dynamic characteristics of the arch dam, the JA sequentially optimizes an objective function rooted in vibration-based data sets. Two case studies of hyperbolic concrete arch dams were carefully designed using finite element simulation to demonstrate the effectiveness of the RBF-NN model, in conjunction with the Jaya algorithm. The testing results demonstrated that the proposed methods could exhibit significant computational time-savings, while effectively detecting damage in arch dam structures with complex nonlinearities. Furthermore, despite training data contaminated with a high level of noise, the RBF-NN and JA fusion remained the robustness, with high accuracy.

• Steel and Composite Structures
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• 제48권1호
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• pp.27-41
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• 2023

Under the long-term effect of corrosive environment, many cold-formed steel (CFS) structures have serious corrosion problems. Corrosion leads to the change of surface morphology and the loss of section thickness, which results in the change of instability mode and failure mechanism of CFS structure. This paper mainly investigates the elastic local buckling behavior of corroded CFS columns. The surface morphology scanning test was carried out for eight CFS columns accelerated corrosion by the outdoor periodic spray test. The thin shell finite element (FE) eigen-buckling analysis was also carried out to reveal the influence of corrosion surface characteristics, corrosion depth, corrosion location and corrosion area on the elastic local buckling behaviour of the plates with four simply supported edges. The accuracy of the proposed formulas for calculating the elastic local buckling stress of the corroded plates and columns was assessed through extensive parameter studies. The results indicated that for the plates considering corrosion surface characteristics, the maximum deformation area of local buckling was located at the plates with the minimum average section area. For the plates with localized corrosion, the main buckling shape of the plates changed from one half-wave to two half-wave with the increase in corrosion area length. The elastic local buckling stress decreased gradually with the increase in corrosion area width and length. In addition, the elastic local buckling stress decreased slowly when corrosion area thickness was relatively large, and then tends to accelerate with the reduction in corrosion area thickness. The distance from the corrosion area to the transverse and longitudinal centerline of the plate had little effect on the elastic local buckling stress. Finally, the calculation formula of the elastic local buckling stress of the corroded plates and CFS columns was proposed.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권1호
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• pp.27-40
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• 2024

The prediction of VIV amplitude is essential for the design and fatigue life estimation of steel tubes in tubular transmission towers. Limited to costly and time-consuming traditional experimental and computational fluid dynamics (CFD) methods, a machine learning (ML)-based method is proposed to efficiently predict the VIV amplitude of steel tubes in transmission towers. Firstly, by introducing the first-order mode shape to the two-dimensional CFD method, a simplified response analysis method (SRAM) is presented to calculate the VIV amplitude of steel tubes in transmission towers, which enables to build a dataset for training ML models. Then, by taking mass ratio M^*, damping ratio ξ, and reduced velocity U^* as the input variables, a Kriging-based prediction method (KPM) is further proposed to estimate the VIV amplitude of steel tubes in transmission towers by combining the SRAM with the Kriging-based ML model. Finally, the feasibility and effectiveness of the proposed methods are demonstrated by using three full-scale steel tubes with C-shaped, Cross-shaped, and Flange-plate joints, respectively. The results show that the SRAM can reasonably calculate the VIV amplitude, in which the relative errors of VIV maximum amplitude in three examples are less than 6%. Meanwhile, the KPM can well predict the VIV amplitude of steel tubes in transmission towers within the studied range of M^*, ξ and U^*. Particularly, the KPM presents an excellent capability in estimating the VIV maximum amplitude by using the reduced damping parameter S_G.

• Tribology and Lubricants
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• 제40권1호
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• pp.8-16
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• 2024

This study conducts numerical modeling and eigen-analysis of a rod-fastened rotor, which is mainly used in aircraft gas turbine engines in which multiple disks are in contact through curvic coupling. Nayak's theory is adopted to calculate surface parameters measured from the tooth profile of the curvic coupling gear. Surface parameters are important design parameters for predicting the stiffness between contact surfaces. Based on the calculated surface parameters, elastoplastic contact analysis is performed according to the interference between two surfaces based on the Greenwood-Williamson model. The equivalent bending stiffness is predicted based on the shape and elastoplastic contact stiffness of the curvic coupling. An equation of motion of the rod-fastened rotor, including the bending stiffness of the curvic coupling, is developed. Methods for applying the bending stiffness of a curvic coupling to the equation of motion and for modeling the equation of motion of a rotor that includes both inner and outer rotors are introduced. Rotordynamic analysis is performed through one-dimensional finite element analysis, and each element is modeled based on Timoshenko beam theory. Changes in bending stiffness and the resultant critical speed change in accordance with the rod fastening force are predicted, and the corresponding mode shapes are analyzed.

• 한국작물학회지
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• 제4권1호
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• pp.115-124
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• 1968

1. 양마의 섬유중 단일반응성 엽형 경색 엽병색 삭과색에 관한 제형질에 대하여 개개의 질적형질의 유전 및 그들의 연소를 연구하였다. 량적형질의 유전은 통계유전학적방법을 이용하여 유전인자분석을 하였다. 또 이들 양적형질의 질적형질과의 연소 및 양적형질상호간의 연소를 조사하여 얻어진 지견을 응용하여 선발의 효과를 높이려고 하였다. 2. 본실험에는 양마의 품종 Dashkent, G38F-1의 1교잡을 사용하였다. Dshkent는 우리나라 재래품종으로 경색은 녹색이고 열핵엽형 녹색엽병색 개화일수는 10시간 단일처리하에서 106.9222일이고 호외 포장조건에서 105.8234일이었고 개체당 섬유중은 26.4922 gr였다. G38F-1은 Guatemala에서 도입하여 계통선발된 품종로서 적색경 수원엽형 적색엽병색 개화일수는 10시간단일처리하에서 62.3784일이고 호외포장조건에서 148.8921일였고 개체당 섬유중은 37.1591 gr.였다. 본교잡에 사용된 실험재료는 P, $P_2$, $F_2$, $F_2$, $BC_1$,($F_2$ ${\times}$ Dashkent), $BC_2$($F_2$ ${\times}$ G38F-1)의 각집단이며 1965년 수원작물시험장 포장에 재식하였다. 3. 엽형 엽병색 경색 삭과색 등 제형질의 유전은 수원엽형 녹색엽병 녹색경 녹색삭과등의 제인자가 단인자로서 그의 대립형질인 열각엽형 적색엽병 적색경 황색삭과에 대하여 각각 열성으로서 3:1의 Mendel성단순분리비를 나타내었다. 또 $F_1$과 열성형질과의 여교잡은 각각 1:1의 분리비가 인정되었다. 엽병색(G)과 엽형유전자(L)와의 조환가는 11.9565의 상인연소현상을 보였다. 삭과색(Y) 경색(R) 유전자간에는 어느것이나 연소현상이 보이지 않았다. 4. 단일반응성의 변이는 연소적이며 우성은 거의 인정되지 않았고 인자간의 상호작용도 인정되지 않았으며 상가적 유전을 보였다. 광의와 협의의 유전력은 각각 89.50%로서 실용적으로 대단히 높은 것으로 생각되었으며 단일반응성에 관여하는 유전자수는 2대의 인자로 추정하였고 다시 양친의 유전자형을 aabb AABB라고 측정하여 각인자의 작용가는 11.136일로 산출되었고 분해법에 의한 유전분석결과 유전자형의 관찰빈도분포와 이론빈도분포는 서로 잘 적합되었다. 단일반응성에 있어서 유전력이 대단히 높았으므로 비교적 초기세대에서 본 형질의 선발이 가능할 것 같았다. 5. 단일반응성과 엽형 및 엽병색 유전자와의 사이에 $F_2$, $BC_1$ 및 $BC_2$에서 각각 유의적인 상관관계를 볼 수 있었으므로 이들 형질간에 연소가 있는 것으로 인정되었다. 더욱 엽형과 엽병색과의 연소가 있는 것으로 인정되는 이상단일반응성 유전자와의 사이에 연소군이 인정된다. 6. 섬유중 유전자와 엽병색 및 엽형유전자와의 사이에 $F_2$$BC_1$ 및 $BC_2$에서 각각 유의적 상관관계를 볼 수 있었으므로 이를 형질간에 연소가 있는 것으로 인정되었다. 더욱 엽형과 엽병색과의 연소가 있는 것으로 인정되는 이상 섬유중 유전자와의 사이에 연소군이 인정된다. 7. 경장 경경 개화일수와 주당섬유중의 유전상관과 표현형상관에 있어서 전반적으로 표현형상관보다도 유전상관의 절대치가 크게되는 경향을 나타내었으며 식물체의 크기에 가장 밀접한 관계가 있는 경장 개화일수와 섬유중 형질상호간의 상관이 높은 치를 보였다. 8. 이상의 유전분석 결과 엽형 및 엽병색과 단일반응성경장 섬유중 형질간에는 연소 혹은 다면발현(pleiotropic effect)이 관여하는 것으로 이해하드라도 대과없는 것으로 생각되었고 양마에 있어서 고섬유중을 위한 선발은 엽병색 및 경장의 선발과 엽형 및 개화일수로서 선발을 함께 하면 그 효율이 높아질 것으로 믿어졌다.

• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제34권3호
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• pp.250-265
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• 2008

Distraction osteogenesis is a well-established clinical treatment for limb length discrepancy and skeletal deformities. Appropriate mechanical tension-stress is believed not to break the callus but rather to stimulate osteogenesis. In contrast to fracture healing, the mode of bone formation in distraction osteogenesis is primarily intramembranous ossification. Although the biomechanical, histological, and ultrastructural changes associated with distraction osteogenesis have been widely described, the basic biology of the process is still not well known. Moreover, the molecular mechanisms in distraction osteogenesis remain largely unclear. Recent studies have implicated the growth factor cascade is likely to play an important role in distraction. And current reserch suggested that mechanical tension-stress modulates cell shape and phenotype, and stimulates the expression of the mRNA for bone matrix proteins. The purpose of this study is to examine the pattern of expression of growth factors($TGF-{\beta}1$, IGF-I, bFGF) and extracellular matrix proteins(osteoclacin, osteonectin) related to osteogenesis by osteodistraction of the mandible in rabbits. 24 rabbits is used for this experiment. Experimental group are gradual distraction(0.7mm, twice/day), acute distraction(1.4mm, twice/day) and control group is only osteotomized. After 5 days latency, osteotomic site is distracted for each 7 days and 3.5 days. Consolidation period is 28 days. The animal is sacrificed at the 3th, 7th, 14th, 28th. The distracted bone is examined by immunohistochemical analysis and RT-PCR analysis. The results obtained from this study were as follow : No significant difference was found on clinical examination according to distraction rate, but gradual distraction was shown to improve regenerate bone formation on radiographic and histologic examination. Growth factors and extracelluar matrix proteins expression increased in distraction group than control group. From these results, it could be stated that graudal distraction is shown to improve and accelerate bone formation and mechanical stress like distraction has considerable effects on osteogenesis related factors. And rabbit is the most appropriate animal model for further reseach on the molecular mechanisms that mediate osteodistraction. It is believed that understanding the biomolecular mechanisms that mediate distraction osteogenesis may guide the development of targeted strategies designed to improve distraction osteogenesis and accelerate bone healing.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권3호
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• pp.275-290
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• 2012

본 연구에서는 극치강우의 시간분포 연구를 위하여 서울지점 우량관측소의 자기기록지를 1분단위로 독취한 MMR(minutely data using the magnetic recording)자료와 최근 들어 관측을 시작한 AWS (automatic weather system) 분단위기상관측 자료를 이용하여 연최대치 계열의 중앙값을 기준으로 한 POT(peaks over threshold) 계열 추출을 통하여 강우의 최적 시간분포 모형을 개발하였다. 기존 Huff 방법에서의 최대 단점인 지속기간별 시간분포 변화 특성을 고려하지 못하는 점과 강우사상별 강우총량에 대한 기준강우량의 일괄적용 등의 문제를 개선하였으며, 분단위 관측자료의 가중치 적용을 통한 순위결정으로 최빈분위를 선택하고 IQR (interquartile range) matrix의 적용을 통한 Quartile별 호우사상을 추출하는 방법을 제안하였다. 마지막으로 추출된 분단위 무차원 단위우량주상도에 핵밀도함수를 적용하여 자료의 크기와 분포 특성을 고려한 지속기간별 최적 시간분포형을 유도하였다.