• 한국항공우주학회지
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• 제34권11호
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• pp.26-34
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• 2006

본 연구에서는 외력과 열을 동시에 받는 판구조에 대하여 구조적 강도를 평가하기 위하여 열응력 해석 및 열기계적 실험을 수행하였다. 초음속 비행체의 날개 유사 모델인 판구조에 대한 열 및 외력 환경구현을 위하여 석영램프를 이용한 복사가열기와 하중부가 시스템을 사용하였으며, 소성을 가미한 탄소성 유한요소 해석을 병행하여 열기계적 거동을 파악하였다. 시험은 외력 유지 상태에서 일정 온도 유지환경과 10 ℃/sec의 가열률 환경하에서 이루어졌다. 해석 및 실험에 의한 결과들을 이용하여 가열환경에 따른 구조물의 거동 특성을 파악하였으며, 상온에서의 구조강도 결과와 비교 고찰하였다. 본 연구를 통하여 초음속 비행체와 같이 외력과 열 환경을 경험하는 구조물에 대한 실험 및 해석적 방법을 제시하였고, 획득된 자료들은 비행체 내열 구조 설계시 열적 강도 판단의 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Composites Research
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• 제36권2호
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• pp.117-125
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• 2023

본 논문에서는 복합소재 적층 구조물의 열-기계적 거동을 효과적으로 예측할 수 있는 8절점 판 요소 기반 전산해석 기법을 제안하고자 한다. 횡방향 수직 변형이 고려된 개선된 일차전단변형이론을 바탕으로 유한요소 정식화를 수행하였으며, 독립적으로 가정되는 변위장 및 응력장 사이의 타당한 수학적 관계식을 도출함으로써 해석 결과의 정확도와 계산 과정의 효율성을 동시에 향상시키고자 하였다. 또한, 횡 방향 변위장의 개선을 통해 횡 방향 수직 변형을 효과적으로 고려함으로써, 복합소재 적층 구조물의 열적 거동 예측 과정에서의 신뢰성을 확보하고자 하였다. 수치 예제로써 열-기계 하중을 받는 2차원 복합소재 적층평판을 고려하였으며, 3차원 탄성해 및 참고문헌에서 활용 가능한 해석 결과와의 비교, 검토를 통해 제안된 유한요소 해석 기법의 성능을 검증하였다.

• Computers and Concrete
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• 제20권2호
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• pp.229-246
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• 2017

The dynamic bending response of single walled carbon nanotube reinforced composite (SWCNTRC) plates subjected to hygro-thermo-mechanical loading are investigated in this paper. The mechanical load is considered as wind pressure for dynamic bending responses of SWCNTRC plate. The dynamic version of the High Order shear deformation Theory (HSDT) for a composite plate with Matrix and SWCNTRC plate is first formulated. Distribution of fibers through the thickness of the SWCNTRC plate could be uniform or functionally graded (FG). The dynamic displacement response is predicted by using Nemarck integration method. The effective material properties of SWCNTRC are estimated by using micromechanics based modeling approach. The effect of different environmental condition, volume fraction of SWCNT, Width-to-thickness ratio, wind pressure, different SWCNTRC-FG plates, boundary condition, E1/E2 ratio, different temperature on dynamic displacement response is investigated. The dynamic displacement response is compared with the available literature and it shows good agreement.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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• pp.129-133
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• 2001

A finite element-based, integrated process model is presented for a three dimensional, coupled analysis of the thermo-mechanical behavior of the strip and work roll in the continuous hot strip rolling. The validity of the proposed model is examined through comparison with measurements. The effect of Edge-Heater on the finishing delivery temperatures is examined by using the present model. The models capability of revealing the effect of diverse process parameters is demonstrated through a series of process simulation.

• Composites Research
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• 제33권4호
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• pp.198-204
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• 2020

본 연구에서는 탄소나노튜브 다발을 포함하는 나노복합재료의 열-기계적 특성을 정량적으로 예측하기 위하여 분자동역학 전산모사와 유한요소 기반 균질화 기법을 적용하였다. 응집된 탄소나노튜브의 수가 증가함에 따라 동일한 탄소나노튜브의 체적분율에도 불구하고, 면내 영률 및 면내 전단계수는 감소하였고, 면내 열팽창계수는 증가함을 확인할 수 있었다. 계면의 두께를 조사하기 위하여 밀도의 반경 방향 분포(Radial density distribution)을 조사하였으며, 계면의 두께는 탄소나노튜브의 수와는 거의 무관함을 확인할 수 있었다. 기지와 계면은 등방성 재료로 가정하였으며, 예측한 계면의 열-기계적 특성에 따르면, 응집된 탄소나노튜브의 수가 증가함에 따라 계면의 영률 및 전단계수는 감소하였으며, 열팽창계수는 반대로 증가하였다. 이를 토대로, 탄소나노튜브 다발을 포함하는 PLA 나노복합재료의 열-기계적 특성 예측을 위한 멀티스케일 균질화 모델을 개발하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제47권6호
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• pp.693-707
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• 2023

This article investigates the static thermo-mechanical response of anisotropic thick laminated composite plates on Visco-Pasternak foundations under various thermal load conditions (linear, non-linear, and uniform) along the transverse direction (thickness) of the plate, while keeping the mechanical load constant. The governing equations, which represent the thermo-mechanical behavior of the composite plate, are derived from the principle of virtual displacements. Using Navier's type solution, these equations are solved for the composite plate with simply supported condition. The Visco-Pasternak foundation type is included by considering the impact of the damping on the classical foundation model, which is modeled by Winkler's linear modulus and Pasternak's shear modulus. The excellent accuracy of the present solution is confirmed by comparing the results with those available in the literature. The study investigates the impact of geometric ratios, thermal expansion coefficient ratio, damping coefficient and foundation parameters on the thermo-mechanical flexural response of the composite plate. Overall, this article provides insights into the behavior of composite plates on visco-Pasternak foundations and may be useful for designing and analyzing composite structures in practical applications.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.538-548
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• 2018

The thermo-acoustic instability in the combustion process of a gas turbine is caused by the interaction of the heat release mechanism and the pressure perturbation. These acoustic vibrations cause fatigue failure of the combustor and decrease the combustion efficiency. This study is to develop a segmented dynamic thermo-acoustic model to understand combustion instability of gas turbine. Therefore, this study required a dynamic analysis rather than static analysis, and developed a segmented model that can analyze the performance of the system over time using the Matlab/Simulink. The developed model can confirm the thermo-acoustic combustion instability and exhaust gas concentration in the combustion chamber according to the equivalent ratio change, and confirm the thermo-acoustic combustion instability for the inlet temperature and the load changes. As a result, segmented dynamic thermo-acoustic model has been developed to analyze combustion instability under the operating condition.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권2호
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• pp.171-180
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• 2017

Static and dynamic instability of a viscoelastic carbon nanotube (CNT) embedded on a thermo-elastic foundation are investigated, in this research. The CNT is modeled based on Euler-Bernoulli beam (EBB) and nonlocal small scale elasticity theory is utilized to analyze the structure. Governing equations of the system are derived using Hamilton's principle and differential quadrature (DQ) method is applied to solve the partial differential equations. The effects of variable axial load and diverse boundary conditions on static/vibration instability are studied. To verify the result of the DQ method, the Galerkin weighted residual approach is used for the instability analysis. It is observed appropriate agreement for results of two different solution methods and satisfactory accuracy with those obtained in prior studies. The results of this work could be useful for engineers and designers in order to produce and design nano/micro structures in thermo-elastic medium.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권6호
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• pp.659-674
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• 2020

The present paper employs nonlocal strain gradient theory (NSGT) to study buckling behavior of functionally graded magneto-electro-thermo-elastic (FG-METE) nanoshells under various physical fields. NSGT modeling of the nanoshell contains two size parameters, one related to nonlocal stress field and another related to strain gradients. It is considered that mechanical, thermal, electrical and magnetic loads are exerted to the nanoshell. Temperature field has uniform and linear variation in nanoshell thickness. According to a power-law function, piezo-magnetic, thermal and mechanical properties of the nanoshell are considered to be graded in thickness direction. Five coupled governing equations have been obtained by using Hamilton's principle and then solved implementing Galerkin's method. Influences of temperature field, electric voltage, magnetic potential, nonlocality, strain gradient parameter and FG material exponent on buckling loads of the FG-METE nanoshell have been studied in detail.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권3호
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• pp.261-268
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• 2001

열-음향방출(thermo-AE) 기법을 이용하여 두께 3mm, $[+45_6/-45_6]_s$ 복합재료 적층판의 열응력 유기 손상에 대한 비파괴평가의 유효성을 연구하였다. 반복적인 열부하 사이클에 의해서 thermo-AE 사상수가 감소하는 경향이 뚜렷하게 나타나서 열부하에 따른 카이저효과가 관찰되었다. 열부하사이클중의 thermo-AE거동을 분석하여 복합재료의 응력자유온도를 결정할 수 있었다. 초음파 C스캔, 광학현미경, 주사형 전자현미경을 통해 섬유파단과 모재파손이 관찰되었으며, 이들 파손 인자는 thermo-AE 신호의 단시간 퓨리에 변환처리에 의해 생성된 3종류의 서로 다른 시간-주파수 특성과 대응하였나 이 특성을 이용하여 복합재료의 냉각열처리 및 반복 열부하사이클시의 손상발생과정 및 내부 마찰거동 내역을 추적할 수 있었다.