• Composites Research
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• 제15권6호
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• pp.30-37
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• 2002

꼰 섬유(twisted yarn)로 이루어진 복합재료의 탄성계수를 예측하기 위한 강성모델을 제시하였다. 이 모델은 단위 셀 구조를 바탕으로 하여 좌표변환과 구성 재료의 연성 상수를 체적 평균함으로써 복합재료의 탄성계수를 예측하는 방법이다. 해석적인 결과와 실험치와의 비교를 위하여 두 종류의 꼬임 각을 가지는 섬유로 구성된 복합재료에 대한 시험을 하였으며 인장, 압축, 전단 강도와 탄성계수를 구하였다. 이 시험편은 유리섬유 및 에폭시 수지를 사용한 RTM 성형법으로 제조하였다. 탄성계수에 대한 비교 곁과 예측치와 실험치는 비교적 잘 일치하였다. 이 모델에 의해 구해진 3차원적인 탄성계수 값은, 꼬인 섬유로 이루어진 직조형 복합재료 구조물의 구조해석을 위한 기본 물성치 입력값으로 사용될 수 있다.

• 연구논문집
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• 통권23호
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• pp.45-56
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• 1993

In order to acquire more comprehensive understanding of textile composites, the processing-microstructure-performance relationships for a variety of material systems, reinforcing schemes and processing technologies should be established. In this paper, emphasis is placed on the integrated analysis of three-dimensional (3-D) 2-step braided composites. The analysis includes the geometric model of unit cells, identification of key process parameters and processing windows due to limiting geometries of yarn jamming, and prediction of elastic constants of the composite. The coordinate transformation and averaging of stiffness and compliance constants are utilized in the prediction of elastic constants. Since there are several types of unit cells in the thickness and width directions of the composites, characterization of mechanical properties is based upon the macro-cell, which occupies the entire cross-section and the unit pitch length of the sample. The performance map demonstrates that a wide range of elastic properties can be achieved by varying the geometric and process parameters.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권11호
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• pp.2025-2031
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• 2005

Eshelby type micro mechanics model with a newly developed piezoelectric Eshelby tensor is proposed for predicting the effective electroelastic properties of the piezoelectric composite. The model is applied for piezoelectric solids containing both porosities and metal inhomogeneities. The effective electroelastic moduli of the composites such as stiffness, piezoelectric constants, and dielectric constants are predicted by the present model, which are extensively compared with the existing experimental results from the literatures. The validity of Eshelby type model for predicting the effective properties of the composite is thoroughly examined. It can be concluded from this study that a new mechanism is needed to compute correctly the dielectric constants among the effective properties of the composites.

• 한국정밀공학회지
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• 제26권8호
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• pp.79-88
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• 2009

This paper presents the analytical stiffness analysis method for a low-DOF planar parallel manipulator. An n-DOF (n<3) planar parallel manipulator to which 1- or 2-DOF serial mechanism is connected in series may be used as a positioning device in planar tasks requring high payload and high speed. Differently from a 3-DOF planar parallel manipulator, an n-DOF planar parallel counterpart may be subject to constraint forces as well as actuation forces. Using the theory of reciprocal screws, the planar stiffness is modeled such that the moving platform is supported by three springs related to the reciprocal screws of actuations (n) and constraints (3-n). Then, the spring constants can be precisely determined by modeling the compliances of joints and links in serial chains. Finally, the stiffness of two kinds of 2-DOF planar parallel manipulators with simple and complex springs is analyzed. In order to show the effectiveness of the suggested method, the results of analytical stiffness analysis are compared to those of numerical stiffness analysis by using ADAMS.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권10호
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• pp.1667-1675
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• 2003

This paper has considered the calculation of lateral stiffness of radial tire's sidewall, which consists of cord stiffness and rubber sheet stiffness, by using the material constants of rubber compounds of tire. We have suggested and illustrated how to calculate the rubber sheet lateral stiffness by considering the following aspects. First, the rubber sheet consists of various kinds of rubber compounds with different thickness along the sidewall in the radial direction. Secondly, equivalent Young's modulus of the rubber sheet can be calculated by using available experimental data of rubber compounds. The present method enables us to divide the calculation domain as many as we want, which can reduce numerical error in the calculation of geometrical and mechanical properties. We have illustrated the calculation by using the data of the radial tire for passenger car of P205/60R15.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권2호
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• pp.267-292
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• 2019

The present article addresses the coupled free vibration problem of skew magneto-electro-elastic plates (SMEE) considering the temperature-moisture dependent material properties. The plate kinematics follows Reddy's higher order shear deformation theory. With the aid of finite element methods, the governing equations of motion are derived considering the Hamilton's principle and solved by adopting condensation technique. The influence of different temperature and moisture dependent empirical constants on the frequency response of SMEE plate has been assessed. In addition, the natural frequencies corresponding to various fields are evaluated and the effect of empirical constants on these coupled frequencies is determined. A detailed parametric study has been carried out to assess the individual effects of temperature and moisture dependent empirical constants along with their combined effect, aspect ratio, length-to-width ratio, stacking sequence and boundary conditions. The results reveal that the external environment as well as the geometrical skewness has a significant influence on the stiffness of the SMEE plates.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권6A호
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• pp.347-354
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• 2012

본 연구에서는 Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 비틂 상수와 �� 상수식을 제안한다. Sine 파형 복부판을 갖는 플레이트 거더는 일반적으로 기하학적 특성에 따라 높은 면외 방향 강성 및 전단강도, 비틂 강성을 갖는다. 특히, 플레이트 I형 거더의 횡-비틂 강도를 산정하는 데 있어서 부재 단면의 비틂 상수 및 �� 상수는 큰 영향을 미치는데, 종래의 수식으로는 Sine 파형 복부판의 이러한 단면상수를 합리적으로 산정하는 데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 Sine 파형 복부판의 기하학적 특성을 반영할 수 있는 새로운 제안식을 연구하였다. 쉘 요소를 사용한 I형 플레이트 거더의 순수 비틂 거동에 대한 유한요소해석결과를 통해 파형의 기하학적 특성에 따른 비틂 상수 변화를 분석하고 이를 회귀분석하여 수식을 제안하였다. 이후, 순수 비틂과 �� 비틂이 함께 존재하는 조건에서의 유한요소해석 결과를 통해 �� 상수 계산식을 제안하였다. 이 두 제안식은 단순 지지된 Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 횡-비틂 좌굴해석 결과를 토대로 검증되었다. 본 연구에서 제안한 두 수식을 통해 Sine 파형 복부판을 갖는 I형 플레이트 거더의 중요한 두 단면 상수를 명확히 계산할 수 있고, 이를 통해 정확한 횡-비틂 좌굴 강도를 손쉽게 계산할 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제22권7호
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• pp.191-199
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• 2005

Many researchers have been investigating the design of multi-mode absorption vibration absorber for multi degree-of-freedom (DOF) system. The approach taken to this problem has been to find the optimized constants of stiffness and damping for the given set of single-DOF absorbers or single multi-DOF absorber attached to a multi degree-of-freedom system. This paper presents a novel geometrical and direct design theory of a 6 DOF vibration absorber via screw theory. Theoretical development is demonstrated by a practical example in which the diagonal stiffness matrix is synthesized using rectangular configuration of springs. The performance of this absorber is simulated by modal analysis.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.133-140
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• 2003

샌드위치 판은 질량에 비해 높은 강성과 강도를 갖고 있으므로 매우 효율적인 구조재로서 폭넓게 쓰이고 있다. 알루미늄 압출 샌드위치 판의 적절한 설계를 위하여는 역학적 거동 해석이 선행되어야 하나, 아직 이에 대한 연구는 미비한 상태이다. 코어가 채워져 있지 않은 중공 단면(hollow section)인 샌드위치 판의 역학적 거동 해석에는 일반적으로 상세 유한 요소 해석을 하게되나, 이는 모델링과 해석에 많은 시간이 소요된다. 본 논문에서는 트러스(truss) 형상의 심재를 갖는 샌드위치 구조 압출재를 이방성의 판으로 치환하여 해석하는 방법을 제시하였다 적절한 이방성 후판으로의 치환을 위해 등가의 강성을 평가하는 방법을 제안하였으며, 이 등가의 강성을 판 이론에 적용하여 균일 분포 하중을 받는 사변 단순지지 조건의 알루미늄 압출재에 대한 처짐과 응력에 대해 간이 해석식을 개발하였다. 아울러 상용 유한 요소 프로그램을 이용하여 계산한 결과와 비교한 결과 제시한 간이식의 높은 정도와 효율성이 입증되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.51-61
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• 2000

본 논문은 구조물의 미시적 측면에서 유효평균탄성계수를 결정하기 위한 균질화기법인 점근적 방법을 적용하였고, 탄성값을 조사하기 위하여 유한요소법으로 정식화하였다. 수치 예로서 물성치가 각기 다른 등방성 재료를 적층한 부재의 임의 단면에서 단위요소를 해석영역으로 설정하고 산출된 탄성계수를 기존의 해석방법으로부터 산출된 값과 비교하였다. 균질화기법으로 산출된 탄성계수는 과소평가되어 나타나며, 이는 해석영역을 유한요소 정식화하는 과정에서 수정항만큼 차이가 난다는 것을 증명하였다. 기존 해석방법으로는 복합재료의 탄성계수가 단순히 재료의 산술적 평균값으로 계산되는 것과는 달리, 미시적으로 복합재 단위요소의 반복성을 고려함으로써 제안된 해석방법이 보다 유용하다는 것을 보여 주었다.