The fabrication of curved hull plates is a critical process in shipbuilding, affecting both the structural integrity and hydrodynamic performance of vessels. This study investigates a hybrid forming method that combines induction heating and multi-point press forming to improve the accuracy and efficiency of curved plate production. The forming experiments were performed under various heating and pressing conditions to examine their effects on deformation behavior, forming accuracy, and surface quality. The results indicate that the hybrid forming approach effectively reduces processing time, minimizes spring-back, and enhances the precision of the formed geometry compared with conventional mechanical forming. These findings demonstrate the potential of hybrid forming as an efficient and reliable technique for manufacturing complex hull structures in modern shipbuilding.
This study presents analytical and experimental approaches to identify packing factors for polydisperse granular materials that maximize structural strength. The findings indicate that structural strength depends not only on the packing density but also on the particle-size distribution. A higher percentage of large particles correlates with greater structural strength, even for packings with identical density values. Therefore, this study proposes that the criterion for optimal packing should prioritize the maximum structural strength instead of the maximum packing density. This criterion is derived from proposed coordination numbers for polydisperse granular materials, which account for both the compaction degree and the proportion of particles of varying sizes. Physical experiments were conducted to measure the densities of packings with different particle-size distributions, and the experimental results were compared with analytical simulations using the discrete-element method. These comparisons indicate qualitative agreement between experimental and analytical data.
In this study, we performed experiments aimed at improving the performance of circular Tuned Liquid Dampers (TLDs). TLDs offer numerous advantages over other passive vibration control devices. They are easy to install not only in new structures but also in existing ones, and they provide high cost efficiency compared to Tuned Mass Dampers (TMDs). Maintenance is straightforward, requiring only checks of the liquid level and inspections for any leakage. To adjust the natural frequency of a TLD for both installation and maintenance, we can simply manage the liquid level within the device. However, much of the existing research on enhancing TLD performance has focused on rectangular shapes. Therefore, we conducted experiments to investigate ways to achieve an improved damping ratio in circular TLDs equipped with internal dampers. A large number of shaking table experiments were carried out using various configurations of TLDs with dampers. We explored different arrangements of dampers and compared their performance against that of conventional TLDs.
본 연구는 선박해양플랜트연구소(KRISO) 빙해수조에서 사용되는 모형빙의 물리적 특성을 체계적으로 분석하고, 차세대 빙 해수조용 모형빙 선정에 필요한 기초 자료를 제공하기 위해 수행되었다. 현재 KRISO에서는 PG/EG/AD 조성의 합성빙을 사용하고 있으 며, 본 연구에서는 콜드룸 실험을 통해 다양한 화학 조성비를 적용하여 합성빙과 염수빙을 제작하였다. 실험을 통해 굽힘강도, 압축강 도, 탄성계수, 탄성계수/굽힘강도 비, 압축강도/굽힘강도 비 등 모형빙의 주요 물리적 특성을 계측하고, 이를 기반으로 모형빙의 상사 특성을 평가하였다. 그 결과, PG/AD를 첨가한 합성빙은 기존의 PG/EG/AD 조성과 유사한 물리적 특성을 보였으며, 1.6% 염분 농도의 염수빙이 PG/AD 합성빙과 가장 유사한 특성을 나타냈다. 반면, 3% 이상의 고농도 염수빙은 강도 및 탄성계수가 급격히 저하되어 모형 빙으로서 부적합한 것으로 확인되었다. 본 연구는 해빙의 역학적 거동과 유사한 물리적 특성을 가지는 모형빙 구현을 위해, 1.6% 염 수빙을 기준으로 한 후속 실험이 필요함을 제안한다.
본 연구는 철계 형상기억합금(Fe-SMA)의 화재 후 성능과 화재 후 구조물의 성능 회복을 위한 프리스트레싱 재료로서의 적용 가능성을 평가하였다. 이를 위해 사전변형률이 2.5%, 5.0%, 7.5%인 Fe-SMA 시편을 최대 가열 온도 400°C, 500°C, 600°C, 700°C 까지 가열한 뒤 냉각 및 인장시험을 수행하였다. 가열 및 냉각 과정에서의 온도–응력 이력 분석 결과, 사전변형률이 높을수록 가열 중 좌굴이 지연되고 냉각 후 더 큰 회복응력이 발현됨을 확인하였다. 특히 7.5% 사전변형률 시편은 500°C 이상에서 500 MPa 이상의 회복응력을 보였으며, 강성 저하 시점의 응력 또한 400°C에서 793 MPa, 700°C에서 735 MPa로 세 조건 중 가장 큰 값을 나타냈다. 2.5%와 5.0% 시편은 600°C 및 700°C에서 5∼10% 더 큰 극한변형률을 나타냈으나, 7.5% 시편은 보강재로서 충분한 극한변형률을 확보함과 동시에 강성 저하 시 더 큰 응력을 유지하여 화재 후 보강재로 사용되기에 가장 적합한 것으로 판단되었다. 본 연구는 500°C 이상의 고온에 노출된 Fe-SMA의 회복응력과 기계적 특성 데이터를 제공함으로써 기존 연구의 공백을 보완하였고, Fe-SMA가 화재 후 구조물 피해 저감과 성능 회복에 기여할 수 있는 보강재로서의 잠재력을 제시하였다.
This study examines the effects of additive manufacturing (AM) orientations and support structures on the compressive strength of lattice structures. Test specimens were fabricated using a selective laser melting (SLM) process with AlSi10Mg material under three conditions: horizontally aligned (0°), tilted at 45°, and supported. Compression tests were conducted using a universal testing machine (UTM) and Digital Image Correlation (DIC) to evaluate mechanical behavior. The results showed that the supported horizontal specimens exhibited the highest compressive strength, while the 45° tilted specimens had the lowest due to interlayer separation and localized failures. The findings highlight the significance of build orientation and support design in optimizing AM lattice structures. Future research should explore various lattice configurations, material selections, and post-processing effects to further enhance structural performance.
Our study experimentally evaluates the structural characteristics of a Cone-Shaped Friction Isolator (CFI) as part of research on sliding bearings. With its relatively simple configuration and effective restoring mechanism, the CFI has significant practical implications for structural engineering. We designed the shape and components of the CFI, and its operation and restoring mechanisms were theoretically reviewed. A prototype of the CFI was developed, and structural characteristic experiments were conducted, focusing on design parameters such as the cone’s inclination angle, the friction coefficient of the contact surface, the magnitude of the vertical load applied to the isolator, and the horizontal loading frequency. The experimental results provide valuable insights into the structural characteristics of devices in terms of critical shear force and restoring shear force.
일반적으로 전기 패널은 용접이나 앵커링을 통해 기초에 설치된다. 콘크리트 기초-앵커 시스템에서 고려해야 할 열화 요인에 는 콘크리트 기초의 균열이 포함된다. 콘크리트 균열은 전기 패널의 앵커에 영향을 미치는 열화 현상 중 하나로 간주될 수 있다. 또한 독립반 및 열반된 전기 패널의 동적 특성은 상당히 다를 수 있다. 그러나 많은 연구자들이 하나의 전기 캐비닛 시편으로 진동대실험을 수행하였다. 따라서 열반 구성을 고려하여 동적 특성을 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 0.5 mm 및 1.0 mm 균열 폭을 고려하여 콘크리트 기초-앵커 시스템을 설계하였다. 콘크리트 기초-앵커 시스템을 진동대에 고정하고 1∼3개의 열반으로 구성된 단순화된 캐비 닛 모델을 설치하였다. 열반 수와 콘크리트 균열을 매개변수로 고려하여 진동대에 의한 공진주파수 검색 실험을 수행했으며 각 실험편 의 공진 주파수를 비교하였다.
The purpose of this study is to experimentally analyze the seismic performance of a vertical irregular beam-column specimen reinforced with RBS (Replaceable Steel Brace System), a steel brace system. To evaluate the seismic performance of RBS, three specimens were manufactured and subjected to cycle loading tests. The stiffness ratio of beam-upper column of the non-retrofitted specimen was 1.2, and those of the two retrofitted specimens were 1.2 and 0.84. The stiffness ratio of the beam-lower column of all specimens was 0.36. And the stiffness ratio were used for variable. As a result of the experiment, the specimen retrofitted with RBS showed improved maximum load, effective stiffness and energy dissipation capacity compared to the non-retrofitted specimen with the same beam-upper column stiffness ratio. The specimen with 0.84 beam-upper column stiffness ratio showed improved performance compared to the specimen with 1.2 stiffness ratio.
In this research, the concrete breakout strength in tension of cast-in-place anchors (CIP) is experimentally investigated to be used as fundamental data for the seismic fragility analysis of equipment in nuclear power plants. Experimental variables are chosen, such as the embedment depth of the anchor, single/group anchor configurations, diameter of the head plate, and crack width. Monotonic and cyclic loading are applied to all types of specimens. As measured from the experiments, concrete breakout strength in tension is 1.5 to 2 times higher than the expected strengths from concrete capacity design (CCD) method-based model equations. In alignment with the model’s predictions, concrete breakout strength increases with deeper embedment depth, and the strength of group anchors also increases based on the expansion of the projected concrete failure area. This study also explores the effects of head plate diameter and crack width, which are not considered in the model equation. Experimental results show that the diameter of the head plate is not directly correlated to the concrete breakout strength, whereas the crack width is. The presence of cracks, with widths of 0.3 mm and 0.5 mm, leads to reductions of approximately 7% and 17%, respectively, compared to single anchors in non-cracked concrete.
This study investigates the thermal expansion characteristics of hydroxyl-terminated polybutadiene(HTPB) based solid propellants, focusing on batch-to-batch variability and accelerated aging effects. Coefficient of thermal expansion(CTE) measurements were conducted using thermomechanical analyzer(TMA) on samples from different manufacturing batches and specimens aged at various temperatures for different durations. Results indicate variations in CTE values between batches, highlighting the significance of manufacturing process control. Accelerated aging experiments reveal minimal systematic changes in CTE, suggesting stability of thermal expansion properties under short-term thermal stress. The overall distribution of CTE values shows concentration within a specific range, indicating consistency in thermal expansion characteristics. These findings provide insights into the thermal behavior of HTPB-based solid propellants, contributing to improved missile design and lifecycle prediction models.
라멘 구조는 건설 분야에서 가장 널리 쓰이는 구조 형식이다. 그러나 최대 부모멘트가 발생하는 우각부에서 적절한 세부 검토 가 필요하다. 따라서 적절한 휨강도 및 휨강성을 보유한 연결구조가 필요하며, 이에 적합하지 않을 경우 우각부 볼트 배치를 회피하여야 한다. 이 연구에서는 휨강도, 휨강성 및 시공안전성 등의 구조적 성을 개선하기 위해 특수한 형식의 우각부 볼트 연결 방식을 제안하였 으며, 기존 및 제안한 볼트 연결 방식이 적용된 강재 라멘 구조에 대한 휨강도실험을 수행하였다. 실험 결과, 제안한 우각부 볼트 연결 방식은 기존 방식에 비해 휨성능이 우수한 것으로 나타났으며, 하부구조 전면에 헌치를 설치할 경우 휨성능이 더욱 증대되는 것으로 나타 났다.
철근은 콘크리트와 결합하여 인장 능력을 보완하고 표면 피막으로 부식을 방지하지만, 탄산화 및 염화물 침투로 인해 부식이 발생하면 내력이 저하된다. 이를 해결하기 위해 내부식성이 뛰어난 GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer) 보강근이 철근 대채제로 주 목받고 있다. 본 연구는 직경에 따른 GFRP 보강근의 부착특성을 철근과 실험적으로 비교 분석하였다. 콘크리트는 약 39MPa의 고강도 에 가까운 콘크리트를 사용하였으며, 보강근의 직경은 D10과 D13을 사용하였다. 실험 결과, GFRP 보강근의 평균 부착 응력은 17.21MPa로 철근의 18.14MPa와 유사하게 나타났다. GFRP 보강근의 슬립 양은 3.05mm로 철근의 1.53mm 보다 크게 나타났다. 또한 GFRP의 경우 인발 과정에서 표면에 국부손상이 발생하는 것을 확인하였다.
RC구조물에서 대부분의 인장력을 받는 철근은 다양한 환경에 노출되었을 때 부식이 발생하며, 이러한 철근의 부식은 인장력 감소와 더불어 철근의 주변에 존재하는 콘크리트 균열 크기를 확장시켜 RC 구조물의 수명을 단축시키는 주요한 원인으로 작용하고 있 다. 이로인해 건축물의 유지 관리에 많은 비용이 필요하게 되며, 과도한 구조물의 유지, 관리 비용은 건설 분야의 문제점으로 남아있 다. 탄소섬유 강화 폴리머(CFRP)는 내화학성(비부식) 특성과 중량 대비 높은 강도로 인해 철근을 대체할 수 있는 보강제로 주목받고 있으며, CFRP보강재의 높은 항상성은 위에 대두된 구조물의 유지 관리 비용을 크게 절감할 수 있을 것이라 판단되어 연구되어지고 있다. 본 논문에서는 다양한 건설 분야에서 CFRP 보강재를 사용하기 위한 과정 중 CFRP 그리드를 내부 보강제로 사용하기 위한 연구로써 CFRP 그리드와 콘크리트의 부착 특성을 실험을 통해 연구하였다. 이를 위해 다양한 정착 길이를 가진 30개의 콘크리트 부착 시편에 대해 인발 시험을 수행하였으며, 실험 결과를 바탕으로 콘크리트에서 CFRP 그리드의 부착 특성을 분석하고 콘크리트 구조물의 보강재 로 CFRP 그리드를 적용하기 위한 분석 공식을 제안하였다.
본 연구에서는 강합성라멘교의 벽체 배면 철근 커플러 적용 여부에 따른 두 실험체를 제작하여 하 중가력 실험을 수행하였다. 그 결과 공법에 적용된 주요 기술에 대한 구조적 안전성 및 적정성을 확인 하였으며, 실험체는 설계 내하력 대비 충분한 안전성을 확보하고 있음이 확인되었다. 또한, 경간장 17.3m, 교폭 3.0m, 높이 3.25m의 실험체에 대한 정적성능실험 및 동특성 측정 실험을 수행하였으며, 그 결과 설계 내하력 대비 충분한 안전성을 확보하고 있는 것으로 나타났다.
The purpose of this study is to experimentally analyze the seismic performance of beam-column specimens with vertical irregular, which were reinforced with RHS (Replaceable steel haunch system). a steel haunch system. To evaluate the seismic performance of the RHS, three specimens were manufactured and subjected to cycle loading tests. Retrofitted specimens have different beam-upper column stiffness ratio as a variable. The stiffness ratio of beam-upper column were considered to be 1.2 and 0.84. As a result of the test, the specimen reinforced with RHS showed improved maximum load and effective stiffness, and energy dissipation capacity compared to the non-retrofitted specimen with same beam-upper column stiffness ratio. The specimen with 0.84 beam-upper column stiffness ratio showed improved performance than the specimen with 12.
In this study, an experimental analysis of noise reduction in road traffic by applying the Micro Grooving technique to concrete highway pavements is explored. Initiated in 1984 to address the aging and damage issues observed in South Korea's concrete highways, Micro Grooving is known for creating fine grooves on the cement pavement surface to increase friction, prevent hydroplaning, and inhibit ice formation, while reducing vehicle friction noise by 3∼5dB(A). It is determined from noise measurement results that the application of the Micro Grooving method can be expected to reduce roadside noise and enhance the safety of drivers' driving experience.