• 지질공학
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• 제33권4호
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• pp.717-724
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• 2023

잔류전단강도(residual shear strength)는 산사태와 토석류 해석시 사용되는 중요한 인자이다. 잔류전단강도는 흙이 전단될 때 발현되는 최소 전단응력으로 산사태 발생시점에서의 전단강도이다. 본 연구는 링전단시험장치를 사용하여 주문진 모래에 대한 잔류전단강도를 측정하였다. 거칠기 효과를 검증하기 위하여 링전단상자를 거친면(rough surface)과 매끈면(smooth surface)으로 달리 제작하여 흙 시료가 전단될 때 거칠기(roughness)에 따른 전단특성을 조사하고자 하였다. 시험은 조립상태, 배수조건에서 전단속도를 0.01, 0.1, 1, 10, 50, 100 mm/s로 달리 적용하여 각 전단속도에 따른 전단응력을 측정하고, 각 시험단계별 잔류전단강도를 측정하였다. 실험결과에 따르면, 일반적으로 전단강도는 전단속도가 증가하면 증가한다. 또한 전단시간이 길어질수록, 전단속도가 증가할수록, 링전단상자 하부링에서 더 많은 미립분이 쌓인다는 것을 확인하였다. 이러한 결과로 입자 파쇄량이 증가할수록 산사태 발생이후 토석류 확산시에 유동성을 증가시키는 원인으로 판단할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권8호
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• pp.3650-3655
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• 2013

파인블랭킹 금형을 제작하는 주목적은 전단면의 크기를 최대가 되도록 하기 위함이다. 본 연구에서는 전단면의 크기에 가장 크게 영향을 미치는 클리어런스는 재료 두께의 1%로 고정시키고 전단라인에서 Vee-Ring 중심까지의 거리 변화, V-Ring 각도의 변화, 전단 속도를 변화시키면서 전단 면적의 크기 변화를 연구 고찰하였다. 각 실험으로부터 시편을 채취하여 전단면의 크기를 분석한 결과 V-링의 거리는 2mm, 각도는 외측$45^{\circ}$/내측$30^{\circ}$일 때, 전단 속도는 6.4m/min일 때 전단면의 크기가 가장 크게 됨을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.245-252
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• 2016

본 논문은 벤드(bend)부의 노후 문제를 경감시키기 위한 대안으로 폼패드를 없앤 이중보온관의 형상 설계를 제안하였다. 전 관경에 대해 유한요소해석을 수행하였으며, 이를 토대로 전단제어링 형상을 결정하였다. 제안된 전단제어링 사양 강화이형관에 대한 현장 시공 시험은 진행하였으며, 온도와 응력 데이터를 취득 및 분석하였다. 강화이형관의 제작과 현장 시범시공을 통하여 강화이형관이 폼패드를 시공하지 않으면서도 강관의 열응력이 허용치 기준내에 있음을 확인하였다. 특히 보온재의 전단강도가 강화되어 폼패드를 적용한 기존 벤드보다 낮은 최대 전단응력이 발생함을 확인함으로써, 강화이형관 적용에 따른 구조 안전성 향상 효과를 확인하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.64-73
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• 2000

본 체결부는 필라멘트 와인딩으로 제작된 연소관, 복합재 쐐기 그리고 알루미늄 내부 링으로 구성된다. 여기서 연소관은 헬리컬 층과 후프 층으로 이루어져 있다. 이러한 복합재 연소관의 성능 향상을 위해 체결부의 설계 변수에 따른 유한 요소 응력 해석이 수행되었다. 이때 접착 층을 난-소성 거동 재질로, 쐐기부와 알루미늄 링간의 접촉 상태는 ABAQUS의 접촉 표면 요소로 모사 되었다. 또한 해석 결과의 정확성을 입증하기 위해 내압에 의한 체결부 밀림 변위와 연소관 몸체의 원주 방향 변형도를 수압 시험과 비교하였다. 쐐기와 알루미늄 링간의 완벽 접착은 쐐기와 연소관간의 접착 층에 높은 전단 변형을 발생시켜 체결부 조기 파괴의 원인이 된다. 쐐기와 알루미늄 링간의 미 접착은 쐐기와 연소관사이의 접착 층 전단 응력을 감소시키는 반면 내부 알루미늄 링의 미끄러짐 거동으로 체결부 복합재의 반경 방향 변형을 증가시켜 파괴를 유발하였다. 그러나 쐐기부와 알루미늄 링간의 미접착 상태에서, 원주 방향 와인딩으로 체결부 지점을 보강한 경우, 알루미늄 링의 미끌어짐이 억제되어 체결부 지점의 복합재 원주 방향 변형값이 감소했다.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권11호
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• pp.1412-1419
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• 2002

Dynamic shear tests for the tough-pitch copper at high strain and high strain rate was performed. The Split Hopkinson Pressure Bar (SHPB) compression test system was modified to yield a shear deformation in the specimen. Hat-shaped specimens for the tough-pitch copper were adopted to generate high strain of γ=3～4 and high strain-rate of γ= 10$^4$/s. The dynamic analysis by ABAQUS 5.5/EXPLICIT code verified that shear zone can be localized in hat-shaped specimens. A proper impact velocity and the axial length of the shear localization region wert determined through the elastic wave analysis. The displacement in a hat-shaped specimen is limited by a spacer ring which was installed between the specimen and the incident bar. The shear bands were obtained by measuring the direction of shear deformation and the width of deformed grain in the shear zone. The decrease of specimen length has been measured on the optical displacement transducer. Dynamic shear stress-strain relations in the tough-pitch copper were obtained at two strain-rates.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.270-283
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• 2024

연구목적: 국내에서 지속적으로 지진이 발생하고 있기 때문에 지진 발생 후에 대한 산사태 유발 임계강우량의 하향 조정이 요구되고 있다. 본 연구에서는 토양의 물리적 실험을 통해 지진 발생 이후 산사태 예·경보를 위한 임계강우량 조정의 과학적 근거 확보 및 기초자료를 제공할 목적으로 수행되었다. 연구방법: 절토 사면에서 채취한 교란 및 비교란 시료를 대상으로 직접전단시험을 통한 토양의 전단강도 변화를 분석하고, 건조 및 습윤 조건으로 재성형된 시료의 수침후 포화도에 따른 토양의 강도정수를 분석하였다. 연구결과: 다짐함수비를 변화시키며 직접전단시험을 수행한 결과 교란시료 함수비 및 포화도가 증가할수록 점착력은 50% 이상 감소하였고, 전단저항각은 1~2° 감소하였다. 또한, 링전단시험 중 물을 공급한 결과 전단면에 물이 침투되는 순간부터 전단강도의 값이 서서히 감소되는 것으로 나타났으며, 최대전단강도는 약 65~75%, 잔류전단강도는 약 53~60% 감소하였다. 결론:지진과 이후 강우가 발생하였을 때는 사면붕괴 가능성이 증가하므로 이에 대한 대책이 필요하며, 본 연구의 결과는 지진이 발생한 지역에서 산사태를 유발하는 강우임계값을 하향해야 하는 과학적 근거 및 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.136-145
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• 2009

Factors influencing shear behavior of granular material include particle size, shape, distribution, relative density, particle crushing, etc. In this study, these factors are characterized by viewpoint of shear behavior using numerical analysis based on DEM. Geometrical particle shape is represented by a combination of small circular particles and influence of particle shape on crushing is studied through relative comparisons between clump (uncrushable) and cluster (crushable) models which are modeled using DEM. Also, particle shape is quantified by the dimensionless parameters such as circularity and convexity. The results indicate that particle shape indexes have a negative association with internal friction angle. Also, internal friction angle becomes reduced and failure envelop curve becomes nonlinear due to the particle crushing. It is also found that numerical results are quite good agreement with the experimental test conducted in this study.

• Geomechanics and Engineering
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• 제25권3호
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• pp.207-219
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• 2021

Several additives are used to enhance the geotechnical properties (e.g., shear wave velocity, shear modulus) of soils to provide sustainable, economical and eco-friendly solutions in geotechnical and geo-environmental engineering. In this study, piezoelectric ring actuators are used to measure the shear wave velocity of unreinforced, fiber, cemented, and fiber reinforced cemented Toyoura sand. One dimensional oedometer tests are performed on medium dense specimens of Toyoura sand-cement-fiber-silica flour mixtures with different percentages of silica flour (0-42%), fiber and cement (e.g., 0-3%) additives. The experimental results indicate that behavior of the mixtures is significantly affected by the concentration of silica flour, fiber and cement additives. Results show that with the addition of 1-3% of PVA fibers, the shear wave velocity increases by only 1-3%. However, the addition of 1-4% of cement increases the shear wave velocity by 8-35%. 10.5-21% increase of silica flour reduces the shear wave velocity by 2-5% but adding 28-42% silica flour significantly reduces the shear wave velocity by 12-31%. In addition, the combined effect of cement and fibers was also found and with only 2% cement and 1% fiber, the shear wave velocity increase was found to be approximately 24% and with only 3% cement and 3% fibers this increased to 35%. The results from this study for the normalized shear modulus and normalized mean effective stress agree well with previous findings on pure Toyoura sand, Toyoura silty sand, fiber reinforced, fiber reinforced cemented Toyoura sand. Any variations are likely due to the difference in stress history (i.e., isotropic versus anisotropic consolidation) and the measurement method. In addition, these small discrepancies could be attributed to several other factors. The potential factors include the difference in specimen sizes, test devices, methods of analysis for the measurement of arrival time, the use of an appropriate Ko to convert the vertical stresses into mean effective stress, and sample preparation techniques. Lastly, it was investigated that there is a robust inverse relationship between α factor and 𝞫₀ exponent. It was found that less compressible soils exhibit higher 𝜶 factors and lower 𝞫₀ exponents.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권1호
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• pp.183-201
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• 2016

Perforated steel beams can be optimised by increased beam depth and the moment of inertia combined with a reduced web thickness, favouring the use of original I-section beams. The designers are often confronted with situations where optimisation cannot be carried out effectively, taking account of the buckling risk at web posts, moment-shear transfers and local plastic deformations on the transverse holes of the openings. The purpose of this study is to suggest solutions for reducing these failure risks of tested optimal designed beams under applying loads in a self-reacting frame. The design method for the beams is the hunting search optimisation technique, and the design constraints are implemented from BS 5950 provisions. Therefore, I have aimed to explore the strengthening effects of reinforced openings with ring stiffeners, welded vertical simple plates on the web posts and horizontal plates around the openings on the ultimate load carrying capacities of optimally designed perforated steel beams. Test results have shown that compared to lateral stiffeners, ring and vertical stiffeners significantly increase the loadcarrying capacity of perforated steel beams.

• Composites Research
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• 제25권1호
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• pp.14-18
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• 2012

구조용 접착제는 알루미늄이나 복합재료 같은 가벼운 재질의 접합에 적용함으로써 자동차의 경량화를 이루어 연비 및 승차감등 성능향상에 큰 효과를 얻을 수 있다. 자동차와 같이 충돌환경에 노출이 되어있는 기계 구조물에 접착제를 적용하기 위해서는 접착제의 충격특성에 관한 연구가 필수적이다. 본 연구에서는 pin-ring 타입의 접착조인트를 이용하여 접착제의 전단 충격특성에 관한 연구를 수행하였으며, 충돌해석을 하기 위해 LS-DYNA를 사용하였다.