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표제지

국문초록

목차

제1장 서론 13

1.1. 연구 배경 및 목적 13

1.2. 연구 범위 및 방법 17

1.3. 기존 연구 및 동향 20

제2장 이론 24

2.1. 초탄성 형상기억합금의 배경 및 특성 24

2.2. 폴리우레탄 스프링의 배경 및 특성 26

2.3. 수치해석 연구 27

2.4. 지능형 신소재 재료 거동 특성 28

제3장 지능형 신소재 실험 및 재료 모델링 구현 32

3.1. 일반강재 재료 모델링 구현 32

3.2. 지능형 신소재 재료 모델링 구현 35

제4장 감쇠장치 적용을 위한 재료 모델링 성능 평가 41

4.1. 재료 특성 파악을 위한 인장 반복 실험 41

4.2. 신뢰성 검증을 위한 재료 모델링 평가 방법 45

4.3. 일반 강재 재료 모델링 성능평가 46

4.4. 초탄성 형상기억합금 모델링 성능평가 47

4.5. 선 압축 폴리우레탄 모델링 성능평가 49

제5장 지능형 신소재를 적용한 감쇠장치 모델링 성능평가 56

5.1. 지능형 신소재를 이용한 감쇠장치 모델링 설계 56

5.2. 수치해석을 통한 모델링 결합 57

5.3. 감쇠장치 모델링 성능평가 58

제6장 결론 63

참고문헌 65

Abstract 69

부록 71

표목차

표 2.1. 초탄성 형상기억합금의 종류별 특성 비교 24

표 2.2. 니티놀 합금과 구조용 강재의 재료적 성질 비교 25

표 3.1. 일반강재 물성치 32

표 4.1. 성능지표에 따른 일반 강재 모델링 성능평가 47

표 4.2. 성능지표에 따른 초탄성 형상기억합금 모델링 성능평가 48

표 4.3. 성능지표에 따른 선 압축 0% 폴리우레탄 모델링 성능평가 50

표 4.4. 성능지표에 따른 선 압축 10% 폴리우레탄 모델링 성능평가 51

표 4.5. 성능지표에 따른 선 압축 20% 폴리우레탄 모델링 성능평가 52

표 4.6. RMSE 평가 결과 54

표 5.1. 감쇠장치 모델링 구성도 56

표 5.2. 성능지표에 따른 감쇠장치 모델링 성능평가 62

그림목차

그림 1.1. 국내지진 발생 현황 14

그림 1.2. 국내·외 지진 피해 사례 15

그림 1.3. 내진설계 세부기술 개념도 16

그림 1.4. 연구의 프로세스 19

그림 1.5. 전단벽 요소 모델 20

그림 1.6. 시간-이산 구성 방정식에 따른 SMA 재료 모델 21

그림 1.7. 전단벽 모델 재료별 수치해석 21

그림 1.8. BFFD 볼트 베어링 모델 수치해석 22

그림 1.9. 전단벽 모델 재료별 수치해석 22

그림 1.10. 마찰 댐퍼 모델링 23

그림 1.11. SMA-MRF 댐퍼 모델 거동 모사 23

그림 2.1. 폴리우레탄 화학적 구성도 26

그림 2.2. 초탄성 형상기억합금 거동 특성 28

그림 2.3. 폴리우레탄 압축 거동 특성 29

그림 2.4. 지능형 신소재의 특성에 따른 감쇠장치 거동 모사 30

그림 2.5. 지능형 신소재 대표적인 모델링 거동 31

그림 3.1. Uniaxial Steel02 재료 모델 33

그림 3.2. Uniaxial Elastic-No Tension 재료 모델 33

그림 3.3. Uniaxial Series 재료 모델 34

그림 3.4. 구현하고자 하는 일반 강재 재료 모델 거동 34

그림 3.5. Matlab을 통한 각 사이클 분리 35

그림 3.6. 데이터 파일 매커니즘 36

그림 3.7. 폴리우레탄 재료 모델 거동 구간 38

그림 3.8. 지능형 신소재 모델링 순서도 40

그림 4.1. 감쇠장치에 적용되는 지능형 신소재 형상 41

그림 4.2. 시간에 따른 재료 실험 로딩프로토콜 42

그림 4.3. 와이어 시편 반복 실험 및 결과 그래프 43

그림 4.4. 선 압축 폴리우레탄 반복 실험 및 결과 그래프 44

그림 4.5. 일반 강재 결과 그래프 비교 46

그림 4.6. 초탄성 형상기억합금 결과 그래프 비교 48

그림 4.7. 선 압축 0% 폴리우레탄 결과 그래프 비교 49

그림 4.8. 선 압축 10% 폴리우레탄 결과 그래프 비교 50

그림 4.9. 선 압축 20% 폴리우레탄 결과 그래프 비교 51

그림 4.10. 재료별 최대 하중값 비교 그래프 53

그림 4.11. 재료별 에너지 소산량 비교 그래프 53

그림 5.1. 수치해석을 통한 감쇠장치 모델링 과정 57

그림 5.2. 시편 종류에 따른 선 압축 0% 감쇠장치 거동 그래프 비교 58

그림 5.3. 시편 종류에 따른 선 압축 10% 감쇠장치 거동 그래프 비교 59

그림 5.4. 시편 종류에 따른 선 압축 20% 감쇠장치 거동 그래프 비교 60

그림 5.5. 감쇠장치 모델링 최대 하중값 비교 그래프 61

그림 5.5. 감쇠장치 모델링 에너지소산량 비교 그래프 61

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