• 제목/요약/키워드: new plate theory

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중앙개구부를 갖는 복합신소재 적층 구조의 비선형 동적 거동 (Nonlinear Dynamic Behaviors of Laminated Composite Structures Containing Central Cutouts)

  • 지효선;이상열
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.607-614
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    • 2011
  • 본 연구는 복합신소재로 구성된 중앙 개구부를 갖는 적층 판구조의 비선형 동적 거동을 다룬다. 1차 전단 변형 판이론에 기반하여, 비선형 동적 방정식의 해는 Newmark 방법과 Newton-Raphson 반복법을 혼용하여 적용하여 산정하였다. 본 연구에서 개발한 유한요소 해석프로그램을 사용하여 개구부의 크기와 적층 배열의 변화가 판의 기하학적 비선형 거동에 미치는 영향을 상세 분석하였다. 몇 가지 수치해석 결과는 기존 연구자로부터 얻어진 결과와 잘 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구의 새로운 결과는 경사 적층 구조의 중앙 개구부의 크기와 적층 배열과의 중요한 상호관계를 보여준다. 몇 가지 수치예제는 개구부를 갖는 적층 판구조를 설계하는데 필요한 가이드라인을 제시하였다.

Analysis of demountable steel and composite frames with semi-rigid bolted joints

  • Wang, Jia;Uy, Brian;Li, Dongxu
    • Steel and Composite Structures
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    • 제28권3호
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    • pp.363-380
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    • 2018
  • This paper presented an integral design procedure for demountable bolted composite frames with semi-rigid joints. Moment-rotation relationships of beam-to-column joints were predicted with analytical models aiming to provide accurate and reliable analytical solutions. Among this, initial stiffness of beam-to-column joints was derived on the basis of Timoshenko's plate theory, and moment capacity was derived in accordance with Eurocodes. The predictions were validated with relevant test results prior to further applications. Frame analysis was conducted by using Abaqus software with material and geometrical nonlinearity considered. Variable lateral loads incorporating wind actions and earthquake actions in accordance with Australian Standards were adopted to evaluate the flexural behaviour of the composite frames. Strength and serviceability limit state criteria were utilized to verify configurations of designed models. A wide range of frames with the varied number of storeys and bays were thereafter programmed to ascertain bending moment envelopes under various load combinations. The analytical results suggest that the proposed approach is capable of predicting the moment-rotation performance of the semi-rigid joints reasonably well. Outcomes of the frame analysis indicate that the load combination with dead loads and live loads only leads to maximum sagging and hogging moment magnitudes in beams. As for lateral loads, wind actions are more crucial to dominate the design of the demountable composite frames than earthquake actions. No hogging moment reversal is expected in the composite beams given that the frames are designed properly. The proposed analysis procedure is demonstrated to be a simple and efficient method, which can be applied into engineering practice.

공진수로 내장형 유공방파제의 반사특성에 관한 수치해석 연구 (Numerical Analysis of Reflection Characteristics of Perforated Breakwater with a Resonant Channel)

  • 김정석;서지혜;이중우;박우선
    • 한국항해항만학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.503-509
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    • 2014
  • 본 연구에서는 공진을 유도하는 수로를 이용한 새로운 개념의 유공방파제를 제안하려 한다. 공진수로에는 유공판을 설치하여 흐름분리현상에 의한 파랑에너지의 소산을 유도한다. 종래의 수실과 유공벽을 이용한 방파제에 비하여 공진수로 내장형 유공방파제는 두 가지의 장점을 들 수 있는데, 하나는 목표 차단파랑에 따라서 수로의 설계가 용이하며 보다 장주기 파랑에 대하여도 적용이 가능하다. 또 하나는 유공부가 쇄파력이 집중되는 수면부근보다 아래에 위치함으로써 구조적 안정성이 개선된다. 파랑에너지의 소산은 방파제 전면에서의 반사율로서 평가하였고, 수치해석은 선형 포텐셜 이론에 기초한 Galerkin의 유한요소모델을 이용하였다. 수로의 고유주기와 입사파의 주기가 일치하는 부근에서 적절한 에너지 손실을 확인할 수 있었으며 에너지 손실의 양은 수로의 형상, 위치 및 유공율의 영향을 받았다.

Stochastic hygrothermoelectromechanical loaded post buckling analysis of piezoelectric laminated cylindrical shell panel

  • Lal, Achchhe;Saidane, Nitesh;Singh, B.N.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제9권6호
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    • pp.505-534
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    • 2012
  • The present work deals with second order statistics of post buckling response of piezoelectric laminated composite cylindrical shell panel subjected to hygro-thermo-electro-mechanical loading with random system properties. System parameters such as the material properties, thermal expansion coefficients and lamina plate thickness are assumed to be independent of the temperature and electric field and modeled as random variables. The piezoelectric material is used in the forms of layers surface bonded on the layers of laminated composite shell panel. The mathematical formulation is based on higher order shear deformation shell theory (HSDT) with von-Karman nonlinear kinematics. A efficient $C^0$ nonlinear finite element method based on direct iterative procedure in conjunction with a first order perturbation approach (FOPT) is developed for the implementation of the proposed problems in random environment and is employed to evaluate the second order statistics (mean and variance) of the post buckling load of piezoelectric laminated cylindrical shell panel. Typical numerical results are presented to examine the effect of various environmental conditions, amplitude ratios, electrical voltages, panel side to thickness ratios, aspect ratios, boundary conditions, curvature to side ratios, lamination schemes and types of loadings with random system properties. It is observed that the piezoelectric effect has a significant influence on the stochastic post buckling response of composite shell panel under various loading conditions and some new results are presented to demonstrate the applications of present work. The results obtained using the present solution approach is validated with those results available in the literature and also with independent Monte Carlo Simulation (MCS).

Analytical calculation method for the axial equivalent elastic modulus of laminated FRP pipes based on three-dimensional stress state

  • Chen, Li;Pan, Darong;Zhao, Qilin;Chen, Li;Chen, Liang;Xu, Wei
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제77권1호
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    • pp.137-149
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    • 2021
  • In engineering design, the axial equivalent elastic modulus of laminated FRP pipe was mostly calculated by the average elastic modulus method or the classical laminated plate theory method, which are based on relatively simplified assumptions, and may be not accurate enough sometimes. A new analytical calculation method for the axial equivalent elastic modulus of laminated FRP pipe was established based on three-dimensional stress state. By comparing the results calculated by this method with those by the above two traditional analytical methods and the finite element method, it is found that this method for the axial equivalent elastic modulus fits well not only for thin-walled pipes with orthotropic layers, but also for thick-walled pipes with arbitrary layers. Besides, the influence of the layer stacking on the axial equivalent elastic modulus was studied with this method. It is found that a proper content of circumferential layer is beneficial for improving the axial equivalent elastic modulus of the laminated FRP pipe with oblique layers, and then can reduce its material quantity under the premise that its axial stiffness remains unchanged. Finally, the meso-mechanical mechanism of this effect was analyzed. The improving effect of circumferential layer on the axial equivalent elastic modulus of the laminated FRP pipe with oblique layers is mainly because that, the circumferential fibers can restrain the rigid body rotations of the oblique fibers, which tend to cause the significant deformations of the pipe wall units and the relatively low axial equivalent elastic modulus of the pipe.

션트회로에 연결된 압전세라믹을 이용한 복합재료 패널 플리터의 능동 및 수동 제어 (Active and Passive Suppression of Composite Panel Flutter Using Piezoceramics with Shunt Circuits)

  • 문성환;김승조
    • Composites Research
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    • 제13권5호
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    • pp.50-59
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    • 2000
  • 본 논문에서는 복합재료 패널 플러터를 억제할 수 있는 두 가지 방법에 대해서 연구하였다. 첫번째, 능동제어 방법에서는 선형 제어 이론을 바탕으로 제어기를 설계하였으며 제어입력이 작동기에 가해진다. 여기서 작동기로는 PZT를 사용하였다. 두 번째, 인덕터와 저항으로 구성되어진 션트회로를 사용하여 시스템의 감쇠를 증가시킴으로써 패널 플러터를 억제할 수 있는 새로운 방법인 수동감쇠기법에 대한 연구가 수행되었다. 이 수동감쇠기법은 능동적 제어보다 강건(robust)하며 커다란 전원 공급이 필요하지 않고 제어기나 감지 시스템과 같이 복잡한 주변 기기가 필요 없이도 실제 패널 플러터 억제에 쉽게 응용할 수 있는 장점을 가지고 있다. 최대의 작동력/감쇠 효과를 얻기 위해서 유전자 알고리듬을 사용하여 압전 세라믹의 형상과 위치를 결정하였다. 해밀턴 원리를 사용해서 지배 방정식을 유도하였으며, 기하학적 대변형을 고려하기 위해 von-Karman의 비선형 변형률-변위 관계식을 사용하였으며 공기력 이론으로는 준 정상 피스톤 1차 이론을 사용하였다. 4절점 4각형 평판 요소를 이용하여 이산화된 유한 요소 방정식을 유도하였다. 효율적인 플러터 억제를 위해 패널 플러터에 중요한 영향을 미치는 플러터 모드를 이용한 모드축약기법을 사용하였으며, 이를 통해 비선형 연계 모달 방정식이 얻어지게 된다. 능동적 제어 방법과 수동 감쇠 기법에 의해 수행되어진 플러터 억제 결과들을 Newmark 비선형 시분할 적분법을 통해 시간 영역에서 살펴 보았다.

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제초제(除草劑) 약해발생(藥害發生) 양상(樣相)과 경감대책(輕減對策) (Crop Injury (Growth Inhibition) Induced by Herbicides and Remedy to Reduce It)

  • 김길웅
    • 한국잡초학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.261-270
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    • 1992
  • Many herbicides that are applied at the soil before weed emergence inhibit plant growth soon after weed germination occurs. Plant growth has been known as an irreversible increase in size as a result of the processes of cell divison and cell enlargement. Herbicides can influence primary growth in which most new plant tissues emerges from meristmatic region by affecting either or both of these processes. Herbicides which have sites of action during interphase($G_1$, S, $G_2$) of cell cycle and cause a subsequent reduction in the observed frequency of mitotic figures can be classified as an inhibitor of mitotic entry. Those herbicides that affect the mitotic sequence(mitosis) by influencing the development of the spindle apparatus or by influencing new cell plate formation should be classified as causing disruption of the mitotic sequence. Sulfonylureas, imidazolinones, chloroacetamides and some others inhibit plant growth by inhibiting the entry of cell into mitosis. The carbamate herbicides asulam, carbetamide, chlorpropham and propham etc. reported to disrupt the mitotic sequence, especially affecting on spindle function, and the dinitroaniline herbicides trifluralin, nitralin, pendimethalin, dinitramine and oryzalin etc. reported to disrupt the mitotic sequence, particularly causing disappearence of microtubles from treated cells due to inhibition of polymerization process. An inhibition of cell enlargement can be made by membrane demage, metabolic changes within cells, or changes in processes necessary for cell yielding. Several herbicides such as diallate, triallate, alachlor, metolachlor and EPTC etc. reported to inhibit cell enlargement, while 2, 4-D has been known to disrupt cell enlargement. One potential danger inherent in the use of soil acting herbicides is that build-up of residues could occur from year to year. In practice, the sort of build-up that would be disastrous is unikely to occur for substances applied at the correct soil concentration. Crop injury caused by soil applied herbicides can be minimized by (1) following the guidance of safe use of herbicides, particularly correct dose at correct time in right crop, (2) by use of safeners which protect crops against injury without protecting any weed ; interactions between herbicides and safeners(antagonists) at target sites do occur probably from the following mechanisms (1) competition for binding site, (2) circumvention of the target site, and (3) compensation of target site, and another mechanism of safener action can be explained by enhancement of glutathione and glutathione related enzyme activity as shown in the protection of rice from pretilachlor injury by safener fenclorim, (3) development of herbicide resistant crops ; development of herbicide-resistant weed biotypes can be explained by either gene pool theory or selection theory which are two most accepted explanations, and on this basis it is likely to develop herbicide-resistant crops of commercial use. Carry-over problems do occur following repeated use of the same herbicide in an extended period of monocropping, and by errors in initial application which lead to accidental and irregular overdosing, and by climatic influence on rates of loss. These problems are usually related to the marked sensitivity of the particular crops to the specific herbicide residues, e.g. wheat/pronamide, barley/napropamid, sugarbeet/ chlorsulfuron, quinclorac/tomato. Relatively-short-residual product, succeeding culture of insensitive crop to specific herbicide, and greater reliance on postemergence herbicide treatments should be alternatives for farmer practices to prevent these problems.

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서해구 자원관리형 자망ㆍ통발 어구어법 기술개발에 관한 연구 - 수조에서의 통발에 대한 어군의 입롱행동 - (Study on the Improvement of Gill Nets and Trap Nets Fishing for the Resource Management at the Coastal Area of Yellow Sea - On the Entrapping Behavior of Fishes into Trap Nets in the Water Tank Experiment -)

  • 장호영;조봉곤;고광수;한민숙
    • 수산해양기술연구
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    • 제39권1호
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    • pp.56-62
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    • 2003
  • 서해 연근해에서 사용하고 있는 기타 통발의 주 어획대상이 되고 있는 꽃게 및 피뿔고둥과 혼획율이 비교적 높은 쥐노래미를 대상으로 수조실험을 통하여 통발의 사용 경과기간에 따른 입롱행동을 조사하기 위하여 실제 어업 현장에서 사용하고 있는 통발 중에서 사용 경과기간이 서로 다른 세 종류의 통발(새 통발, 6개월 사용한 통발 및 12개월 사용한 통발)을 선별하여 각각의 통발에 대한 입롱율을 조사하고, 통발의 망목선택성을 추정하기 위한 기초자료를 얻기 위하여 꽃게나 피뿔고둥에 비해 활동성이 높은 쥐노래미에 대하여 세 종류의 망목(망목 35mm, 50mm 및 65mm)의 통발에 대한 입롱행동을 각각 조사한 결과는 다음과 같다. 1. 꽃게에 대한 통발의 사용 경과기간별 입롱율은 사용 경과기간이 6개월인 통발이 평균 4.4마리(44.0%)로서 가장 높았으며, 새 통발 2.8마리(평균 28.0%), 12개월 사용한 통발 평균 2.0마리(20.0%)의 순으로 나타났다. 2. 피뿔고둥에 대한 통발의 사용 경과기간별 입롱율은 새 통발이 평균 7.3마리(36.7%)로서 가장 높았으나, 6개월 사용한 통발이 평균 7.2마리(35.8%)로서 큰 차이가 없었으며, 12개월 사용한 통발이 평균 5.7마리(28.3%)로서 가장 낮았다. 3. 쥐노래미에 대한 통발의 사용 경과기간별 입롱율은 사용 경과기간이 6개월인 통발이 평균 3.4마리(34.0%)로서 가장 높았으며, 새 통발 평균 3.0마리(30.0%), 12개월 사용한 통발 평균 2.8마리(28.0%)의 순으로 나타났다. 4. 통발의 망목별 쥐노래미의 잔류율은 망목 35mm인 통발이 평균 2.4마리(24.0%)로서 가장 높았으며, 망목 50mm인 통발이 평균 2.2마리(22.0%), 망목 65mm인 통발이 평균 2.0마리(20.0%)의 순으로 나타났다.lly, I carried out calculation of sensitivity of control constants of autopilot with various conditions of ocean environments. 사별자의 개별성과 요구에 적합한 접근방법이 모색되어야 한다. 앞으로 한국실정에 맞는 토착화된 사별관리를 위한 다각적인 연구가 시도되어야 하며 이를 실무에 적용시켜야 한다.ssumption, additional study is needed to examine the relationship between the levels of microbes and excessive concentrations of EA, and borate at a high pH level.부정적인 반응을 보였다. '한국음식을 더 많이 해서 전통음식과 친밀한 장소로 발전시키자', '계절식품을 이용하고 비슷한 종류의 음식은 빼서 가격을 낮추자', '연령에 따라서, 또, 성인에서는 성별에 따라 가격 차이를 두자'는 의견 등이 있었다.이용한 배반포의 체외생산에 있어서 배양액내 항산화제의 첨가는 체외성숙단계에서만 효과적이었다. 이것은 아마도 항산화제가 체외성숙 시 난포란 내에서 일어나는 여러 가지 생화학 반응의 처리시간과 관련하여 활성화시킴으로써 난포란의 생존력을 높인 것이라고 사료되기 때문에 앞으로는 돼지 난포란의 효율적인 체외성숙에 대해서 배양액내 첨가물질은 물론 나아가서 방법론적인 측면에서 더욱 연구되어져야 할 것이다.ed from Nusselt's film condensation theory on tilted plate. Using those two expressions, a correlation was formulated as a function of heat flux and tilt angle,

투수계수 산정을 위한 균질화 해석법의 적응 (Application of the Homogenization Analysis to Calculation of a Permeability Coefficient)

  • 채병곤
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제9권1호
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    • pp.79-86
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    • 2004
  • 암석 내 균열을 따른 수리전도도는 균열의 기하학적 요소, 즉 방향, 간극, 거칠기 그리고 상호 연결도에 주로 좌우된다. 따라서, 균열 내 투수계수를 정확하게 계산하기 위해서는 이와 같은 기하 요소들을 최대한 계산모델에 반영할 필요가 있다. 이 연구에서는 균열 기하양상을 최대한 정확히 반영한 균열모델에서 기존 수치해석과는 다른 새로운 방법인 균질화 해석법(homogenization analysis method)을 이용하여 균열을 따른 투수계수를 구하기 위해 수치해석을 수행하였다. 먼저, 공초점 레이저 스캔 현미경(Confocal Laser Scanning Microscope)을 이용하여 암석시료의 균열 조도와 균열에 가한 수직압축력의 변화에 따른 간극 변화량을 직접 측정하고, 이와 같이 획득한 자료는 균열모델 재현을 위한 입력자료로 사용되었다. 재현된 균열모델을 토대로 한 균질화 해석법은 미시규모(microscale) 매질특성과 거시규모(macroscale) 매질특성을 동시에 고려하여 투수계수를 계산할 수 있는 것이다. 즉, 균질화 해석법은 주기적 미세구조(microstructure)를 갖는 미소 불균질 물질의 거동특성을 구명하기 위해 개발된 새로운 형태의 섭동(perturbation) 이론이다. 이는 균질한 미시규모에서 미시 투수특성을 계산한 후, 거시규모에서의 균질화 투수계수를 계산하게 된다. 그러므로, 이 방법은 균열 기하양상의 국부적 영향을 고려한 투수특성을 정확히 해석할 수 있다. 균질화법을 이용한 투수계수 산정결과를 기존 연구에서 제안한 경험식과 비교하여 그 타당성을 검증하기 위해 전술한 2차원 균열모델을 이용한 투수계수 계산을 수행하였다. 균열모델은 거칠기(roughness)를 반영하고 동일한 간극을 할당한 평행판 모델을 가정하였다. 계산결과에 의하면, 균질화 해석법에 의해 계산한 C-투수계수는 실내투수시험에 의해 구한 투수계수와 같은 범위의 값을 가지거나 $10^1$ 정도의 차이를 보여, 그 계산결과는 타당하다고 볼 수 있다. 그러나, 균질화 해석법은 국부적으로 불균질한 균열 기하양상과 물질특성이 미시규모와 거시규모에서 모두 고려되므로, 이들 특성을 정확히 알고 있을 경우 기존에 제안된 경험식들에 의한 계산결과 보다 균질화 해석법의 결과가 훨씬 정확함을 주목하여야 한다.