Battery electrodes, essential for energy storage, possess pores that heavily influence their mechanical properties based on the level of porosity and the nature of the pores. The irregularities in pore shape, size, and distribution complicate the accurate determination of these properties. While stress-strain measurements can shed light on a material’s mechanical behavior and predict compression limits, the complex structure of the pores poses significant challenges for accurate measurements. In this research, we introduce a simulation-driven approach to derive stress-strain data that considers porosity. By calculating relative density and the rate of volume change under compression based on porosity, and applying pressure, we conducted a parametric study to identify the elastic modulus (E) in relation to the rate of volume change. This information was utilized within a material modeling equation, generating stress-strain (S-S) curves that were further analyzed to replicate the compression behavior of the electrode material. The outcomes of this study are expected to improve the prediction accuracy of mechanical properties for porous electrode materials, potentially enhancing battery performance and refining manufacturing processes.

본 논문에서는 초기 압축 성형 공정 조건들이 단섬유 강화 복합소재 구조물의 기계적 거동 특성에 미치는 영향을 효과적으로 반영 할 수 있는 압축 성형-구조 연계 해석 방안을 제안하였다. 압축 성형 해석을 바탕으로 초기 charge의 형상 및 배치에 따른 부위별 단섬 유 배향 특성을 분석하였으며, 평균장 균질화 이론을 통해 단섬유 배향 특성에 따른 등가 이방 물성을 도출하였다. 나아가, 단섬유 배 향 정보가 Mapping된 유한요소 모델을 기반으로 초기 공정 조건들에 의해 야기되는 부위별 거동 특성 변화를 고려할 수 있는 압축 성 형-구조 연계 해석을 진행하였다. 관련 수치 예제 검증을 통해 제시된 해석 방안은 압축 성형을 통해 제작된 단섬유 강화 복합소재 구 조물 설계 과정에서 효과적인 솔루션을 제공함을 확인하였다.

본 논문은 철계형상기억합금(Fe-SMA) 나선철근을 이용한 기둥의 횡구속 효과를 평가한 실험적 연구를 보고한다. 실험을 위해 사전변형 4%의 5mm × 5mm의 Fe-SMA 나선철근으로 구속된 150mm × 150mm ×300mm의 원형 실험체가 제작되었다. 실험변수는 Fe-SMA 나선철근의 피치(0mm, 80mm, 60mm, 40mm), Fe-SMA 나선철근의 활성화 유무(활성화, 비활성화)를 고려하였다. Fe-SMA 나선철근 활성화를 위해 소성로를 사용하여 목표온도 140℃까지 가열하였다. 실험체의 온도가 상온에 도달한 후 만능재료시험기를 이용하여 1축 압축실험을 실시하였다. 실험결과를 통해 Fe-SMA 나선철근을 활성화하여 능동적 횡구속압이 작용된 실험체의 최대응력과 최대응력 발현 시의 변형률은 활성화하지 않은 실험체에 비해 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 나선철근 피치의 감소로 인해 능동적 구속압이 증가함에 따라 최대응력과 연성지수가 크게 증가하는 것으로 나타났다. 특히 보강 간격이 40mm인 활성화된 나선철근으로 구속된 실험체는 최대하중 도달 후 하중이 유지 및 증가하는 변형경화가 발생하는 것으로 나타났다.

A pultruded fiber reinforced polymer plastic (PFRP) structural is one of the most widely used composite member in construction. In generally, PFRP members is composed of plate elements so that it needs to evaluate stability problems when they are used by construction members. On the other hand, creep effect may be occurred in PFRP members under sustained load. Primary to experiment for PFRP creep, previous works are studied. In the previous work related to buckling of PFRP member, it can be calculated buckling strength of PFRP members when it is known that material property of longitudinal and transverse direction of PFRP members. The researches for creep behavior of PFRP has been conducted and time-dependent degradation elastic moduls can be predicted by the empirical equation. In this study, it will be conducted creep test for PFRP and time-dependent stress-strain relationship will be plotted. It is expected that long-term buckling behavior of PFRP is evaluated by theoretical and numerical method such as finite element method.

Purpose of this study is to investigate structural behavior of the rectangular hollow column with various transverse reinforcement details. Experimental variables are diameter, arrangement details and lateral spacing of cross tie. A total of 66 column specimens have been prepared and tested under axial compressive load. Test results showed that behaviors of column specimens were different depending on the cross tie details. Specimens with cross tie wrapping longitudinal steel and transverse steel have greater strength and ductility than specimens with cross tie wrapping the longitudinal steel.

This study investigates the mechanical behavior at the compression of bonded aluminum foam. Four kinds of specimen thicknesses are 25, 50, 75 and 100mm. These aluminum foams are compressed with the speed of 5mm/min. The reaction forces in cases of 25, 50, 75 and 100mm are 2510, 5080, 7700 and 10400N respectively. The equivalent stresses are 0.96, 1.00, 1.02 and 1.03MPa respectively. These analysis results are verified by comparing with the experimental results. The results of this study can be contributed to the safe design of structure.

The floating PV generation structure installed on the surface of water has been recently issued as a representative items for the low carbon and green growth campaign. Moreover, the studies and developments for the structure and construction improvements of floating PV generation structure have been in progress. For example, in the previous research, the floating PV generation structure consisted of pultruded FRP and SMC FRP members is suggested. In this study, we conduct the analytical and experimental studies for estimating the structural characteristics of SMC FRP vertical members. From the analytical and experimental results, it is found that SMC FRP vertical members used for floating PV generation structure have sufficient structural safety and stability.

In construction industries, new construction materials are needed to overcome some problems associated with the use of conventional construction materials due to the change of environmental and social requirements. Accordingly, the requirements to be satisfied in the design of civil engineering structures are diversified. As a new construction material in the civil engineering industries, fiber reinforced polymeric plastic (FRP) has a superior corrosion resistance, high specific strength/stiffness, etc. Therefore, such properties can be used to mitigate the problems associated with the use of conventional construction materials. Nowadays, new types of bridge piers and marine piles are being studied for new construction. They are usually made of concrete filled fiber reinforced polymeric plastic tubes (CFFT). In this paper, a new type of FRP-concrete composite pile which is composed of reinforced concrete filled FRP tube (RCFFT) is proposed to improve compressive strength as well as flexural strength. The load carrying capacity of proposed RCFFT compression member is discussed based on the result of experimental and analytical investigations.

We recently described a novel animal model of trigeminal neuropathic pain following compression of the trigeminal ganglion (Ahn et al., 2009). In our present study, we adapted this model using male Sprague-Dawley rats weighing between 250-260 g and then analyzed the behavioral responses of these animals following modified chronic compression of the trigeminal ganglion. Under anesthesia, the rats were mounted onto a stereotaxic frame and a 4% agar solution (10μL) was injected in each case on the dorsal surface of the trigeminal ganglion to achieve compression without causing injury. In the control group, the rats received a sham operation without agar injection. Air-puff, acetone, and heat tests were performed at 3 days before and at 3, 7, 10, 14, 17, 21, 24, 30, 40, 55, and 70 days after surgery. Compression of the trigeminal ganglion produced nociceptive behavior in the trigeminal territory. Mechanical allodynia was established within 3 days and recovered to preoperative levels at approximately 60 days following compression. Mechanical hyperalgesia was also observed at 7 days after compression and persisted until the postoperative day 40. Cold hypersensitivity was established within 3 days after compression and lasted beyond postoperative day 55. In contrast, compression of the trigeminal ganglion did not produce any significant thermal hypersensitivity when compared with the sham operated group. These findings suggest that compression of the trigeminal ganglion without any injury produces prolonged nociceptive behavior and that our rat model is a useful system for further analysis of trigeminal neuralgia.

The present study investigated inflammatory hypersensitivity following compression of the trigeminal ganglion in rats. Experiments were carried out on male Sprague-Dawley rats weighing 250-260 g. Under anesthesia, rats were mounted on a stereotaxic frame and injected with 8μL of 4% agar solution through a stainless steel injector to compress the trigeminal ganglion. In the control group, rats underwent a sham operation without agar injection. Injection sites were examined with a light micrograph after compression of the trigeminal ganglion. Air-puff thresholds (mechanical allodynia) were evaluated 3 days before surgery and 3, 7, 10, 14, 17, 21, 24, 30, and 40 days after surgery. Air-puff thresholds significantly decreased after compression of the trigeminal ganglion. Mechanical allodynia was established within 3 days and remained strong over 24 days, returning to preoperative levels approximately 40 days following compression. After subcutaneous injection of 5% formalin (50μL) in the compression of the trigeminal ganglion-treated rats, nociceptive scratching behavior was recorded for 9 successive 5-min internals. Injection of formalin into the vibrissa pad significantly increased the number of scratches and duration of noxious behavioral responses in sham-treated rats. Noxious behavioral responses induced by subcutaneous formalin administration were significantly potentiated in rats with trigeminal ganglion compression. These findings suggest that compression of the trigeminal ganglion enhanced formalin-induced infla-mmatory pain in the orofacial area.

본 논문은 콘크리트 충전 원형 및 각형 합성 강관을 기둥부재로서의 적합성 및 적용성을 위한 연구로 두개의 강관을 합성한 콘크리트 충전 강관 기둥의 축압축 좌굴내력 및 변형형상에 대한 실험적 연구이다. 강관 기둥에 대한 연구는 콘크리트 충전 원형 강관 기둥, 콘크리트 충전 각형 강관 기둥, 콘크리트 충전 합성 강관 기둥으로 분류하여 실험을 수행하였다.

복합재료는 강도-무게비가 다른 재료들에 비해 훨씬 크기 때문에 부재의 좌굴문제가 대단히 중요하게 취급되며, 본 논문에서는 축방향 압축력을 받는 복합재료로 된 쉘 부재의 좌굴해석이 수행된다. 이 재료는 일반적으로 이방성 재료 특성을 나타내 보이나, 섬유들이 한 방향으로만 배치되어 있는 경우 섬유방향에 연직한 평면에서의 강도나 탄성계수들은 모두 일정한 횡 등방성 재료성질을 가진 것으로 간주할 수 있다. 9 절점 degenerate 쉘 유한요소를 사용한 선형안정해석, LUSAS 범용 프로그램을 이용한 구조해석, 그리고 고전적 쉘 좌굴방정식에 의한 해석들을 수행하였으며, 그 결과들을 서로 비교, 분석하였다. 고려된 등방성 재료나 횡 등방성 재료의 경우 모두, degenerate 유한요소해석으로 계산한 임계하중들은 고전적 이론해에 의한 결과들 보다 낮았으며, LUSAS 결과들과는 거의 같았다. 이는 degenerate 유한요소에 의한 선형안정해석 결과들이 안전측에 듬을 의미하며, 복합재료로 된 쉘 구조물의 좌굴해석에 degenerate 유한요소를 효율적으로 적용할 수 있음을 의미한다.

자연산 해포석(Sepiolite, Mg8Si12O30(OH)4·12H2O)에 대해 물과 실리콘 오일을 압력매개체로 사용하여 압력 증가에 따른 구조적인 변화의 특성을 싱크로트론 X-선 회절 실험으로 연구하였다. 해포석은 실리콘 오 일을 압력매개체로 사용한 환경에서는 약 3.6GPa까지 압력의 증가에 따라 b-축이 비등방적으로 증가하는 음의 선형압축률(–0.0012 GPa-1)을 보이다가 7.7 GPa 에서는 감소하는 변화를 보였다. 물을 압력매개체로 사용한 실 험에서는 b-축의 압력에 따른 증가의 정도가 약 두 배로 커지며(–0.0025 GPa-1) 강화된 음의 선형 압축률과 비등 방적 압축 특성을 보이다가, 약 3.2 GPa, 280 ℃에서 스멕타이트 계열 광물인 스티븐자이트(Stevensite, Mg3Si4O10(OH)2·4H2O)로 상변화가 일어남이 XRD와 SEM을 통해 확인하였다. 해포석과 스티븐자이트의 체적 탄성률(K0)과 선형압축률(β)를 구조적, 화학적으로 유사한 다른 광물의 값들과 비교하여 그 의미를 고찰하였다.

천연산 일라이트(K0.65Al2(Al0.65Si3.35)O10(OH)2) 분말 시료에 대해 물과 알코올(메탄올:에탄올 = 4:1 체적 비, ME41)의 두 가지 압력매개체를 이용한 다이아몬드앤빌셀 고압 회절실험을 진행하였다. 물을 이용한 실 험에서는 층간 유입을 유도하기 위해 약 250oC까지 열을 가하는 과정을 거치며 최대 약 2.7GPa까지 압력을 가하였고, 알코올을 이용한 실험에서는 상온에서 최대 약 6.9GPa까지 가압하면서 방사광 분말 회절법을 통 해 시료의 압축특성을 관찰하였다. 위와 같은 조건에서는 층간의 확장이나 상전이는 관찰되지 않았다. 물과 알코올의 서로 다른 압력매개체 하에서 압축된 일라이트의 체적탄성률(K0)은 각각 45(3) GPa와 51(3) GPa로 도출되어 오차범위 내에서 크게 다르지 않음을 확인하였다. 또한 회절자료 분석결과 격자상수에 따른 선형압 축률은 알코올 압력매개체일 때 βa, βb, βc의 값이 각각 0.0025 GPa-1, 0.0029 GPa-1, 0.0144 GPa-1로 도출되어 c-축의 압축률이 약 6배 큰 것으로 확인되었다. 본 연구에서 확인된 일라이트의 체적탄성률 및 선형압축률을 일라이트와 구조적으로 유사한 백운모와 비교하였다.

CFS로 둘러싸서 외부에서 구속하는 방법은 정적 혹은 지진하중을 받는 철근콘크리트 기둥을 보강하는데 매우 효과적이다. 이러한 CFS 보강법의 신뢰성 있고 경제적인 설계를 위해서는 정확한 CFS 구속콘크리트의 응력-변형률 관계를 파악하는 것이 필요하게 된다. 본 연구에서는 원형단면을 갖는 단주 RC 기둥에 대해서 일축압축 실험을 실시하였다. CFS 면적비, 나선철근 면적비, 그리고 콘크리트 압축강도가 CFS로 구속된 콘크리트의 응력-변형률관계에 대한 영향을 평가하기 위한 실험변수로서 고려되었다. 기둥을 CFS로 횡보강함으로서 콘크리트의 강도 및 연성이 크게 증가되었다. 또한, 나선철근이 배근된 실험체의 강도증가율은 CFS만으로 횡보강된 실험체보다 횡보강성능이 크고 작게 나타났다.