• Steel and Composite Structures
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• 제25권2호
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• pp.187-196
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• 2017

In this work, transient thermo-piezo-elastic responses of an infinite functionally graded piezoelectric (FGPE) plate whose upper surface suffers time-dependent thermal shock are investigated in the context of different thermo-piezo-elastic theories. The thermal and mechanical properties of functionally graded piezoelectric plate under consideration are expressed as power functions of plate thickness variable. The solution of problem is obtained by solving the corresponding finite element governing equations in time domain directly. Transient thermo-piezo-elastic responses of the FGPE plate, including temperature, stress, displacement, electric intensity and electric potential are presented graphically and analyzed carefully to show multi-field coupling behaviors between them. In addition, the effects of functionally graded parameters on transient thermo-piezo-elastic responses are also investigated to provide a theoretical basis for the application of the FGPE materials.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.21-31
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• 1998

In this paper, a thermo-mechanical model for viscous coupling(VC) was suggested and torque equation in viscous mode was derived considering the effects of geometry of the plates, thermo-mechanical dynamics, silicon oil characteristics and dissolved air characteristics in the silicon oil. Theoretical results were in good accordance with experimental results demonstrating that VC thermo-mechanical model and the theoretical equations, response of the torque transmitted, pressure, temperature and time to the hump were investigated. Simulation results showed that filling rate of the silicon oil plays an integral role not only in the steady state torque characteristics but also in determining the time to hump.

• Tribology and Lubricants
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• 제25권6호
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• pp.421-426
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• 2009

The brake system is important part of automobile safety system. The disc brake system is divided two parts: the rotating axisymmetrical disc and the stationary pads. During braking, the kinetic energy and potential energy of moving vehicle were converted into the thermal energy through frictional heat between the brake disc and the pads. The frictional heat, which is generated on the interface of the disc and pads, can cause high temperature during the braking process. The object of present work is to determine temperature and thermal stress, to compare to simulation results and experimental results in the disc by partial 3D model of ventilated disc brake with appropriate boundary conditions. In the simulation process, the mechanical loads were applied to the thermo-mechanical coupling analysis in order to simulate the process of heat produced by friction.

• Coupled systems mechanics
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• 제3권1호
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• pp.89-110
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• 2014

In this work we provide the theoretical formulation, discrete approximation and solution algorithm for instability problems combing geometric instability at large displacements and material instability due to softening under combined thermo-mechanical extreme loads. While the proposed approach and its implementation are sufficiently general to apply to vast majority of structural mechanics models, more detailed developments are provided for truss-bar model. Several numerical simulations are presented in order to illustrate a very satisfying performance of the proposed methodology.

• 터널과지하공간
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• 제7권1호
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• pp.13-19
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• 1997

It is necessary to study on thermo-hydro-mechanical effect at rock mass performing project such as radiowaste disposal in deep rock mass. In this study, thermo-hydro-mechanical coupling analysis which is considered interaction and the variation of rock properties induced by temperature increase was performed for the circular shaft when appling temperature of 20$0^{\circ}C$ at the shaft wall. The shaft is diameter of 2 m and under hydrostatic stress of 5 MPa. In the cases, thermal expansion by temperature increase progress from the wall to outward and thermal expansion could induce tensile stress over the tensile strength of rock mass at the wall. When rock properties were given as a function of temperature, thermal expansion increased, tensile stress zone expanded. Lately, water flow is activated by increase of permeability and decrease of viscosity.

• 한국암반공학회:학술대회논문집
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• 한국암반공학회 2000년도 암반공학문제의 수치해석(Numerical Analysis in Rock Engineering Problems)
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• pp.105-115
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• 2000

방사성 폐기물지하처분이나 열수 및 축열 에너지저장, 지열에너지 개발 등과 같은 대규모 지하공간 프로젝트들이 대두됨에 따라 역학, 수리 및 열적 거동을 동시에 고려한 연구가 필요하게 되었다. 열-수리-역학 상호작용 해석은 열로 교란되고 지하수로 포화된 암반내의 거동을 열 수리, 역학 3가지 지배방정식의 결합을 통해 구현하는 상당히 복잡한 수치 해석 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 기존의 Biot의 압밀이론에 기초한 수식화들을 이용하여 연속체 암반의 열-수리-역학적 상호작용을 모사할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 검증을 위해 등온과 비등온 조건하의 일차원 압밀모델에 대한 해석을 실시하여 해석해와 비교하였다. 이타원 압밀에 대한 변수해석을 통하여 포아송비나 수리적 이방성과 같은 인자들이 매체 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 앞으로 본 프로그램에 개별체 절리 모델을 통합시켜 보다 일반적인 불연속 암반의 상호작용 거동 해석에 이용할 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제10권3호
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• pp.355-365
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• 2000

방사성 폐기물지하처분이나 열수 및 축열 에너지저장, 지열에너지 개발 둥과 같은 대규모 지하공간 프로젝트들이 대두됨에 따라 역학, 수리 및 열적 거동을 동시에 고려한 연구가 필요하게 되었다. 열-수리-역학 상호작용 해석은 열로 교란되고 지하수로 포화된 암반내의 거동을 열, 수리, 역학 3 가지 지배방정식의 결합을 통해 구현하는 상당히 복잡한 수치 해석 기법 중의 하나이다. 본 연구에서는 기존의 Biot의 압밀이론에 기초한 수식화들을 이용하여 연속체 암반의 열-수리-역학적 상호작용을 모사할 수 있는 유한요소 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 검증을 위해 등온과 비등온 조건하의 일차원 압밀모델에 대한 해석을 실시하여 해석해와 비교하였다. 이차원 압밀에 대한 변수해석을 통하여 포아송비나 수리적 이방성과 같은 인자들이 매체 거동에 미치는 영향을 조사하였다. 앞으로 본 프로그램에 개별체 절리 모델을 통합시켜 보다 일반적인 불연속 암반의 상호작용 거동 해석에 이용할 수 있을 것이다.

• Steel and Composite Structures
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• 제45권4호
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• pp.535-546
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• 2022

The memory response of nonlocal systematical formulation size-dependent coupling of viscoelastic deformation and thermal fields for piezoelectric materials with dual-phase lag heat conduction law is constructed. The method of the matrix exponential, which constitutes the basis of the state-space approach of modern control theory, is applied to the non-dimensional equations. The resulting formulation together with the Laplace transform technique is applied to solve a problem of a semi-infinite piezoelectric rod subjected to a continuous heat flux with constant time rates. The inversion of the Laplace transforms is carried out using a numerical approach. Some comparisons of the impacts of nonlocal parameters and time-delay constants for various forms of kernel functions on thermal spreads and thermo-viscoelastic response are illustrated graphically.

• 터널과지하공간
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• 제8권3호
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• pp.184-193
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• 1998

방사성 폐기물의 안전한 처분을 위해서는 암반의 역학적, 열적, 유체 거동 뿐 아니라 암반과 물 사이의 물리 화학적 상호작용을 이해할 필요가 있다. 또한 지질구조, 지하현지응력, 습곡, 열수작용, 마그마의 관입, 판구조 등과 같은 많은 조건을 모델링하고 예측하기 위해서는 암석의 역학적, 수리적 특성을 알아야 한다. 이 연구는 심부 암반에 폐기물 처분과 관련된 암석역학적인 사항들에 대해 연구들에 기초하고 있다. 이 논문은 변하는 온도 상태에서 암반의 역학적 수리적 거동, 암반의 열-수리-역학적 상호작용 해석과 불연속 암석의 거동 특성 등을 포함한다. 역학적 특성은 Interaken 암석역학 시험 시스템으로 측정되었으며, 수리적 특성에는 순간 증압 투수계수 측정 시스템이 사용되었다. 모든 결과에서 암석 특성은 온도 변화에 민감함을 보였다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권1호
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• pp.100-107
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• 2020

As demand for high value-added products with hard materials increases, the line center is used for producing high value-added products in many industries such as aerospace, automobile fields. The line center is a key device for smart factory automation that can improve the production efficiency and the productivity. Therefore, the development of a mill-turn line center is necessary to produce high value-added products with complex shapes flexibly. In the mill-turn process, a milling process and a turning process are combined. In particular, the turning process needs to increase the rigidity of the spindle. The purpose of this study is to analyze the thermal-structural stability through thermo-structural coupled analysis for a mill-turn spindle with a curvic coupling. The maximum temperature and thermal stability of the spindle were analyzed by thermal distribution. In addition, the thermal deformation and thermal-structural stability of the spindle were analyzed through thermo-structural coupled analysis.