• 한국전산구조공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.105-114
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• 2018

본 연구에서 페리다이나믹 이론 모델을 이용하여 준정적하중과 동적 하중, 균열전파와 분기균열 패턴 그리고 등방성재료, 직교 이방성 재료의 균열 진전 해석 등 다양한 조건을 고려한 전산 시뮬레이션을 수행하여 그 적합성을 검토하였다. 초기 균열은 없지만 중심에 홀이 있는 등방성 재료, 초기 균열이 존재하는 등방성 및 이방성 재료에 대한 전산 시뮬레이션이 수행되었다. 조정 동적 완화 기법이 사용되어 준정적 하중을 모사하였고, 이방성 재료 해석에서는 고전 연속체 역학과 페리다이나믹의 변형률 에너지를 고려한 균질화 방법이 사용되었다. 균열 전파와 분기 균열이 성공적으로 확인되었으며 파괴 거동의 시작과 그 방향 역시 페리다이나믹 이론으로 확인되었다. 페리다이나믹을 균질화 방법을 사용하여 비교적 복잡한 이방성 재료에 적용한 경우 역시 실험 결과 값과 비교하여 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.353-367
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• 2003

이 논문에서는 단조증가하중 하에서 철근콘크리트 전단벽의 수치해석을 위해 개발된 재료모델을 반복하중을 포함한 일반적인 하중 하에서의 구조 거동을 효과적으로 모사하기 위한 해석모델로 확장하여 제안하고 있다. 먼저 재료모델을 구성함에 있어 하중이력에 따라 인장과 압축이 교대로 작용하는 콘크리트는 기본적으로 회전균열모델을 따르는 직교이방성 재료로써 가정하였고, 직교하는 축에 대해 인장과 압축을 오가는 이력곡선을 중심으로 등가의 일축응력-변형률 관계를 정의하였다. 나아가 철근은 평균응력-변형률 개념을 통해 단조증가 상태의 응력-변형률 관계를 구성하였고, 역전된 반복하중으로 인해 발생하는 Bausc-hinger 효과를 고려하여 이력곡선을 정의하였으며, 전단 효과를 고려하기 위해 전단지간 비에 따라 기존에 제안된 이력곡선을 수정하였다. 특히 해석과정의 효율성을 도모하고 변형연화 거동특성 등 일반적인 하중-변위 평형경로를 갖는 철근콘크리트 구조물의 비선형 해석을 위해 arc-length 기법을 도입하였다. 또한 제안된 수치해석모델에 대한 효율성을 검증하기 위해 요소단위의 철근콘크리트 판넬 시험체와 대표적인 전단벽 시험체의 반복하중 이력에 따른 하중-변위 관계 등 전단에 의해 지배를 받는 구조체에 대한 해석 결과와의 비교가 이루어졌다.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.43-49
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• 2007

회전원판의 동적 불안정성은 회전속도를 제한하는 가장 중요한 요인이다. 복합재료를 회전원판에 적용시킬 경우 동적 안정성을 증가시킬 수 있어 경량화와 고속화를 동시에 이룰 수 있다. 티모쉔코 효과라고 불리는 횡전단변형과 회전관성이 판 구조물의 동적거동에 미치는 영향은 많은 연구가 진행되어왔으나 원판의 회전이 이 효과에 미치는 영향에 대한 연구는 극히 제한적이며 복합재료 원판의 경우는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 티모쉔코 효과를 고려한 직교이방성 회전원판의 동적 방정식을 유도하였으며 상용 유한요소 프로그램인 MSC/NASTRAN을 이용하여 진동해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 특정 모드에서는 일반적으로 알려진 바와는 달리 회전수의 증가에 따라 티모쉔코 효과가 감소하다 증가하는 현상을 보였다. 또한 데이터만을 기초로 회전증가에 따른 티모쉔코 효과의 감소는 두께비가 작아질수록 증가하고, 반경비, 탄성계수 대 전단계수 비, 진동 모드 수가 커질수록 증가하는 것으로 결론지을 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권3호
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• pp.83-90
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• 2010

구조물의 해석, 설계, 시공, 품질관리 등을 수립할 때 토목기술자는 경제적이며 효율적인 복합재료를 사용할 수 있다. 거더, 가로보, 콘크리트 상판으로 이루어진 교량시스템은 특별직교이방성 판으로 거동한다. 이러한 경계조건을 갖는 단면을 Navier 해 형태의 해석적 해를 구하기가 매우 어렵다. 복합재료로 이루어진 교량을 설계하기위하여, 단면은 가장 경제적이면서 응력에 유리한 폼코어 형태를 채택하였고, 응력을 산출함에 있어서는 유한차분법 프로그램을 사용하였다. 응력영역은 Tasi-Wu 파괴영역 기준을 이용하였다. 본 논문에서는 치수가 증가됨에 따른 인장강도 감소율을 고려하였다. 또한 이러한 경우에 대한 수치해석을 수행하였다.

• Composites Research
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• 제12권5호
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• pp.65-79
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• 1999

본 논문은 단순지지된 복합재료 사각판과 원통쉘이 결합된 구조물의 자유진동해석을 위한 해석적 방법에 대하여 기술하였다. 결합전 단순지시된 사각판과 원통쉘의 응답을 얻기 위하여 고전적 판이론과 Love의 얇은 쉘이론에 기초한 에너지법을 적용하였다. 결합구조물의 해석에는 동적응답법을 적용하였고, 길이방향 판과 쉘의 결합부에서의 동적 주기 하중과 모멘트는 Dirac 델타 함수와 정현 함수를 사용하였을 때 연속조건을 만족함을 보였다. 또한 원통쉘의 기하하적 매개변수인 쉘의 길이 대 반경비와 반경 대 두께비에 따른 진동특성의 변화를 고찰하였고, 복합재료의 섬유 방향각과 직교이방성 매개변수가 결합 원통쉘의 기본 진동수에 미치는 영향에 미치는 영향에 대하여 연구하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.77-84
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• 2007

본 논문에서는 복합재료로 만들어진 단순지지된 샌드위치 슬래브 교량의 설계 방법을 제시하고자 한다. 거더나 가로보를 포함한 대부분의 교량시스템에서 교량 상판은 특별직교이방성판으로 거동한다. 이러한 단면을 갖는 시스템은 Navier 해법이나 Levy 해법 형태와는 다른 경계조건 또는 불규칙한 단면을 갖게 되어 해석적 해법을 얻기가 쉽지 않다. 이러한 문제를 해석하기 위하여 유한차분법이 이용되었다. 복합재료로 이루어진 교량을 설계하기위하여, 단면은 가장 경제적이면서 응력에 유리한 폼코어 형태를 채택하였고, 응력을 산출함에 있어서는 유한차분법 프로그램을 이용하였다. 복합신소재 특수기술자의 실험을 기초로 질량이 증가에 따른 파이버의 인장강도 감소를 나타내는 공식을 도출하였다. 이 공식으로부터 치수 증가에 따른 인장강도 감소량을 구 할 수 있다. 파괴강도는 Tasi-Wu의 파괴강도이론을 이용하였다. 파괴강도해석은 본 논문에서 제시하고 있는 인장강도의 감소를 고려하여 제시하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제28권3호
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• pp.1-8
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• 2000

본 연구는 미이용 자원인 소경목(小經木) 조생수(早生樹) 등의 저질원료로부터 고성능을 지니는 구조용 보드를 제조하는 기술을 개발하는 것을 목적으로 하여 할렬 스트랜드 (S)/파티클(P) 복합체의 층구조와 S와 P의 혼합비율을 바꾼 단면구성에 따른 기초적 물성을 검토했다. 그 결과 스트랜드층을 포함하고 있는 SP 복합체의 경우, 전체적으로 휨성능(MOR, MOE)이 매우 높았다. 또 S단층 보드는 현저한 이방성을 나타내었지만 층구조가 PB에 가까워질수록 이방성은 감소하여, 7층 구조의 복합체는 이방성이 적었으며 특히 SP7은 직교방향도 휨강도가 높았다. 습윤시 휨강도 성능도 같은 경향을 나타내었다. 박리강도(IB)는 PB가 가장 높았고, 스트랜드층을 가진 복합체는 거의 같은 값을 나타내었다. 두께팽창율(TS) 은 PB가 가장 적은 값을 나타내었으며, 표층이 P층인 구조가 S표층구조보다 적은 경향을 나타내었다. 복합체의 표면특성은 표층 엘리먼트의 영향을 받아, 적고 미세한 엘리먼트인 P표층의 복합체가 크고 두꺼운 S표층 복합체보다 양호하였다. S와 P의 혼합비율의 영향은, SP비(比)를 증가시켜도 강도물성(MOR, MOE, IB)은 향상되지 않으며, 오히려 저하되는 것도 있었다. 두께팽창율(TS)은 SP 비(比) 1:1 이상의 복합체에서는 S만으로 제조한 보드와 같은 정도의 값을 나타내었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.11-18
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• 1991

본 연구에서는 각이 지게 주름잡힌 주름판 구조물(산형, 사다리꼴형, 장방형 주름판)의 강성을 해석 하고, 이 강성식들을 일원화하여 한개의 식으로 표현하여 주고 자 한다. 이론 해석은, 연결부에서의 각도가 변형중에 변하지 않는다는 가정하에, 등가의 직교이방성판의 강성식을 유도하였다. 또한, 이론적으로 얻어진 강성치를 진 동해석에 적용시킴으로서, 직교이방성판으로서의 주름판의 고유진동수를 구하였다. 그리고 이를 진동실험에서 얻은 결과 및 PC용 슈퍼 SAP에서 얻은 수치결과와 비교함으로 서 이론의 신뢰성을 입증하였다.

• Composites Research
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• 제21권1호
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• pp.22-29
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• 2008

본 논문은 유리섬유 에폭시 면재에 알루미늄 하니컴 샌드위치 복합재가 적용된 저상버스 차체에 대한 정면충돌과 전복에 대한 특성에 대해 연구하였다. 이때 충돌과 전복 해석은 외연유한요소 해석 프로그램인 LS-DYNA3D를 이용하였다. 차체 구조물에 적용되는 적층 복합재 면재에 대해 기계적 특성시험을 통하여 물성을 획득하였고, 직교이방성 특성을 갖는 하니컴 심재의 물성은 유효등가손상 모델을 적용하였다. 저상버스의 충돌 해석은 60km/h의 속도로 정면충돌 사고를 모사하여 해석을 수행하였고, 전복해석은 유럽 안전법규 ECE-R66의 시험 방법을 고려하여 해석하였다. 저상버스의 정면충돌과 전복에 대해 운전자와 승객의 생존 공간 안전성에 관한 결과를 보여준다. 또한, 수정된 Chang-Chang 파손기준식은 충돌과 전복해석에 대한 복합재 구조물의 파손 모드 예측에 추천된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.46-54
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• 2015

경제성장 및 물류증가로 인하여 장대교량에 대한 수요가 증가하고 있다. 장지간을 가진 교량 건설을 위해서는 자중 감소가 필수적이며, 이를 위한 노력의 일환으로 초박층 포장재에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있다. 국내 설계기준을 살펴보면, 이전 도로교설계기준(2010)에서는 포장이 가지는 강성을 강바닥판에 고려하지 않아 보수적인 설계가 이루어져 왔으나, 최근 개정된 설계기준인 도로교설계기준(2012, 한계상태설계법)에서는 일정한 조건 하 포장이 가지는 강성을 강바닥판에 반영하는 것을 허용하고 있다. 하지만 초박층 교면포장이 강바닥판에 미치는 영향에 대한 연구는 미비한 실정이며, 진행된 연구 또한 거동 특성 및 피로응력에 대한 연구로 한정되어 왔다. 본 연구에서는 포장강성의 반영/미반영, 교면 포장재료, 포장 두께 및 강바닥판 두께를 매개변수로 하여 이에 따른 강바닥판의 처짐과 전단응력의 변화 및 추세를 알아보고 또한 이를 바탕으로 강바닥판에 초박층 교면포장 강성 적용의 효율성을 알아보았다.