• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권6호
• /
• pp.1592-1602
• /
• 1990

본 연구에서는 최근에 주목되고 급속한 발전을 이루고 있으며 요소분할이 표 면만으로 가능하고 3차원해석에서도 데이터의 준비가 용이할 뿐만 아니라 탄성문제 특 히 균열문제의 해석에서 우수한 결과를 나타내는 경계요소법(boundary element metho- d)을 도입하여 무한영역에 대한 해석해인 Kelvin해를 기본해(fundamental solution)로 하고, 기본해에 대한 성질을 파악하여 3차원 경계요소법에 의한 선형파괴역학의 수치 해석용 프로그램을 개발해서 유한판재에 존재하는 표면균열의 응력확대 계수(Stress Intensity Factor : SIF) 값을 계산 및 비교 검토하고, 나아가서 혼합 모드(mode I+mode II)표면균열로 확장시켜 문제가 되고 있는 유한판재내의 표면균열 확장시켜 문 제가 되고 있는 유한판재내의 표면균열 결함평가의 해석에 유용한 응력확대 계수의 해 를 얻는 것을 목적으로 한다.

• 터널과지하공간
• /
• 제30권6호
• /
• pp.573-590
• /
• 2020

본 논문에서는 국제공동연구인 DECOVALEX-2023 프로젝트 Task G의 연구 현황과 현재까지 수행된 benchmark 해석 결과를 소개하였다. Task G의 명칭은 'Safety ImplicAtions of Fluid Flow, Shear, Thermal and Reaction Processes within Crystalline Rock Fracture NETworks(SAFENET)'로, 결정질 암반 내 균열의 생성과 성장 메커니즘 및 균열에서 발생하는 열-수리-역학적 복합거동을 해석하기 위한 수치해석기법을 개발하는 데에 목표가 있다. Task G의 첫 번째 연구 테마는 결정질 암석 내 단일 균열의 역학적 거동에 대한 해석해(analytical solution)를 바탕으로 각 연구팀의 수치모델링기법을 개발 및 검증하는 Benchmark 해석이다. 본 연구에서는 3차원 입자기반 개별요소모델을 이용하여 단일 균열을 포함한 암석의 역학적 거동 특성을 모델링하고자 하였다. 이 모델에서는 상호독립적으로 거동하는 개별입자의 집합체를 통해 암석의 구조적 특징을 모사하고, 입자와 입자간 접촉에서 발생하는 역학적 거동을 개별요소해석모델인 3DEC을 통해 계산하게 된다. 해석 결과, 도메인의 경계응력으로 인해 균열에 유도되는 수직응력과 전단응력 수준은 변위 구속과 응력 재배치로 인해 이론적인 수치보다 낮게 나타났다. 그러나 수치모델에서 계산된 수직변위와 전단변위는 실제 균열의 유도 응력을 통해 추정된 해석해와 비교할 때 상당히 유사한 결과를 보였으며 균열의 응력-변위 관계를 합리적으로 재현할 수 있음을 확인하였다. 본 연구의 해석모델은 Task G에 참여하는 국외 연구팀들과의 의견 교류와 워크숍을 통해 지속적으로 개선하는 한편, 향후 다양한 조건의 실내시험에 적용하여 타당성을 검증할 예정이다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제9권5호
• /
• pp.157-164
• /
• 1997

일반적으로 콘크리트와 철근간의 경계면을 나타내는 유한요소법에는 균열의 부근에서 발생하는 부착열화 현상을 고려하지 않고 있다. 이것은 균열 부근에서 과도한 부착을 초래하고 , 국소 변형과 균열의 진전에도 영향을 준다. 본 연구에서는 철근콘크리트 구조물의 균열부근에서 일어나는 부착거동의 변화를 고려한 비선형 부착응력-미끄럼 모델을 제안하였다. 철근과 콘크리트간의 경계면에는 링크요소를 이용하였고, 링크의 특성은 철근을 가로지르는 균열의 상태에 따라 변하도록 조정하였다. 균열의 형성상태를 정량화하고, 부착거동을 두 포락선 1) 균열로부터 충분히 떨어진 위치에서의 부착상태를 모델링한 외연포락선, 2)횡균열면에 있어서의 부착상태를 모델링한 내연포락선의 사이에 변이시키기 위하여 비국소적 손상도 개념을 도입하였다. 이 방법의 유효성을 알아보기 위하여 편재하중을 받는 T형 교각의 실험 및 해석결과를 제시하였다. 제안된 모델의 결과를 실험결과와 비교하여 본 모델의 유용성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.59-65
• /
• 2004

응력확대계수는 균열진전경로의 수치해석적 연구에서 널리 사용되고 있다. 그러나 많은 경우에서 균열선단주위 응력의 급수전개식 중 이어지는 항은 정량적으로 중요하다. 따라서 본 연구에서는 이의 항을 계산하기 위하여 등매개 2차특이요소를 이용한 유한요소해석을 수행하였다. 일례로 단축하중을 받는 무한 직방성체 내 경사균열에 대하여 균열요소크기와 균열경사각을 달리 주어 가며 해석을 수행하였으며, 수치해석결과는 이론해와 비교하여 잘 일치하고 있다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.617-623
• /
• 1990

본 연구에서는 표면방향과 깊이 방향으로 표면균열의 피로성장률이 다르게 나 타나고 있는 경우의 표면균열 형상변화를 표면균열의 균열 열림을 고려하여 해석할 수 있는 식이 수정 제안되었으며, 압력용기 소재에서 측정된 표면균열의 형상변화와 본 연구에서 제안된 형상 변화식에 의한 예측과 비교 분석하였다. 또한 균열 성장과 형 상변화를 평균 응력강도계수에 대해 분석하였고 다른 표면균열 형상 변화식들에 의한 표면균열 형상변화해석이 같이 비교 검토되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제20권3호
• /
• pp.321-327
• /
• 2007

본 연구는 탄성균열문제를 신속하고 정확하게 해석할 수 있는 새로운 개념의 그리드(grid) 없는 유한차분법을 제시한다. 이동최소제곱법을 이용한 Taylor 전개식 구성을 통해 직접적인 미분계산 없이 근사함수와 그 미분을 손쉽게 계산한다. 그리드로 인한 절점 간의 종속성이 없어 해석영역 내의 불연속면 모델링이 용이하여 차분식 구성시 균열로 인한 불연속 효과를 고려하는 과정도 자연스럽다. 유한차분법에 근간을 두고 있어 지배 미분방정식을 직접 이산화하기 때문에 수치적분이 필요한 수치기법에 비해 계산속도도 빠르다. 모드 I과 모드 II 균열문제 해석을 통해 본 해석기법이 정확하고 효율적으로 응력확대계수를 계산할 수 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권11호
• /
• pp.1137-1143
• /
• 2015

프레팅 피로균열의 2단계 성장과 분지, 즉 균열이 경사방향으로 성장하다가 방향을 전환하여 수직방향으로 성장하는 과정을 유한요소법으로 해석하였다. 해석에서 A7075-T6의 프레팅 피로실험자료를 이용하였다. 균열성장방향을 결정하는 기준으로 최대 접선응력확대계수, 최대 접선응력확대계수범위, 최대 균열성장속도의 적용 가능성을 검토하였다. 하나의 기준으로는 분지 전후의 균열성장방향을 모사할 수 없고, 분지 전후에 다른 기준을 적용하면 모사가 가능하였다. 또한 분지가 발생하는 균열 길이를 결정하는 방법도 제시하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제14권3호
• /
• pp.309-315
• /
• 2001

탄성 반도체 칩과 점탄성 접착제층의 계면에 존재하는 모서리 균열에 대한 응력확대계수를 조사하였다. 이러한 균열들은 자유 경계면 부근에 존재하는 응력 특이성으로 인해 발생할 수 있다. 계면 응력상태를 해석하기 위해서 시간 영역 경계요소법이 사용되었다. 작은 크기의 모서리 균열에 대한 응력확대계수가 계산되었다. 점탄성 이완으로 인해 응력확대계수의 크기는 시간이 경과함에 따라 작아진다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
• /
• pp.306-309
• /
• 2010

강철도 플레이트거더교의 경우 일반적으로 레일의 폭보다 거더 사이의 폭이 넓기 때문에 거더에 편심이 작용하게 된다. 이러한 편심 영향으로 거더 내측 상부플랜지에 휨변형이 일어나게 되어, 상부플랜지와 수직보강재 용접이음부에 반복하중에 의한 피로균열이 발생되고 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 공용중인 강철도 플레이트거더교를 대상교량으로 하여 공용하중에 대한 구조해석을 실시하였다. 대상교량에 대한 현장계측을 기초로 구조모델링을 검증하였고, 검증된 구조모델링을 사용하여 열차하중 하에서의 상부플랜지와 수직보강재 용접연결부에서의 피로균열 보강방안에 대한 구조해석을 실시하였다. 또한 상부플랜지와 수직보강재 용접이음부 상세해석을 통하여 피로균열 발생위치를 확인하고 연결이음부의 적절한 보강방안을 제시하고자 한다.

• 한국산업안전학회:학술대회논문집
• /
• 한국안전학회 1997년도 춘계 학술논문발표회
• /
• pp.13-18
• /
• 1997

구조물의 사용수명은 흔히 균열의 생성 및 성장과 크게 관련지어지는데, 이는 균열의 존재가 기계나 구조물의 성능에 장애를 줌은 물론 기계 전체에 치명적인 손상을 입힐 수 있기 때문이다. 그 동안의 파괴역학분야의 연구에서는 균열이 존재하는 부재의 주 모델을 해석의 편의상 두께가 균일한 부재로 간편화하여, 주로 이차원적으로 해석을 해왔다. 그러나, 실제 기계 및 구조물에는 두께가 일정한 부재 뿐 아니라, 두께가 일정하지 않고 변화하는 부재(이하 변호부재라 한다)가 현실적으로 폭넓게 사용되고 있다. (중략)