• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.375-378
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• 2009

본 논문에서는 API X80 강의 대변형 비선형 거동을 모사하기 위해 비선형 유한요소해석을 수행하였다. 고강도 강재의 거동을 모사하기 위해 GTN(Gurson-Tvergaad-Needleman) 모델을 사용하였으며, 비선형 해석을 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS와 User Subroutine의 사용자 재료모델(UMAT)을 연계하여 사용하였다. 해석결과와 인장실험의 결과와의 비교를 통해 GTN 모델에서 사용되는 재료모델 상수를 도출하였고, 도출된 값들은 개발된 사용자 재료모델과 함께 API X80 강의 각종 실험을 모사하고 대변형 상황의 강재 파이프의 거동을 분석하는데 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.55-62
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• 2002

미소변형에서 대변형에 이르는 전체 변형률 영역의 구성모델을 ABAQUS 코드에 구현하였다. 구성모델은 비등방경화규칙에 근거한 전응력 개념의 탄소성 모델로 연약 점토나 풍화토에 적용하는 것이 가능하다. 사용된 정식화 및 알고리즘은 (1) Jaumann 응력속도를 이용한 대변형도 조건 정식화 (2) 내재적인 응력적분 (3) 일관된 접선계수를 포함하고 있다. 이를 통하여 대변형 해석을 정확하고 효율적으로 수행할 수 있었다. 예제를 통하여 새로운 구성모델과 ABAQUS 코드를 이용한 대변형 해석을 수행할 수 있음을 확인하였다. 특히 전체변형률 영역의 거동을 모델하고 범용 해석 프로그램을 이용한 비선형 대변형 해석에 적용하는 것이 가능하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권2호
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• pp.29-38
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• 1997

암석과 같은 지반재료를 전단하게 되면 응력-변형률관계에서 변형률연화현상이 관찰되어진다. 변형률연화현상은 지반공학문제에서 논하고 있는 파괴거동현상과 밀접한 관계가 있으므로 그 거동을 묘사할 수 있는 수치해석방법의 확립이 중요하다. 본 논문에서는 대변형 탄소성유한요소법을 이용하여 지반재료의 파괴거동를 묘사하기 위해서 재료의 연화성질을 도입하여 해석하는 경우, 고려해야 할 요소의 선택, 배치, 초기부정의 영향, 미소변형과 대변형 해석의 차이, 최고점 하중후의 하중제어를 하기 위한 변위제어 및 압력제어의 차이에 대하여 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.5-17
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• 2021

본 연구에서는 링전단시험 결과를 이용하여 말뚝-사질지반 사이의 전단거동을 정량화하였다. 링전단시험은 가장 일반적인 말뚝재료 - 콘크리트와 강 - 와 대표적인 사질토인 주문진표준사를 대상으로 수행하였으며, 두 재료 사이의 전단거동을 항복 이전과 잔류전단거동을 중심으로 확인하고 분석하였다. 시험결과를 통하여 다양한 상재압과 상대밀도의 영향 또한 분석하여, 그에 따른 전단거동을 각 재료 별 대표적인 마찰각으로 정량화하였다. 더 나아가, 추가적인 대변형 수치해석을 통하여 시험결과를 검증하였다. 링전단시험 및 수치해석을 수행한 결과, 사질토의 전단 중 발생하는 팽창과 수축특성에 의하여 전단거동을 크게 두 가지로 구분할 수 있었다. 1) 상대밀도가 높은 시료일수록 두 재료 간 전단응력곡선은 첨두전단응력이 관찰된 후 잔류전단응력이 발현되는 개형을 나타내었고, 반면에 2) 상대밀도가 낮은 시료일수록 두 재료 간 전단응력곡선은 첨두전단응력의 발현 없이 바로 잔류전단응력이 발현되는 이중곡선 형태를 보였다. 상재압은 소변형 범위에서는 전단거동 형태와 마찰각에 영향을 주지만, 상대밀도와 마찬가지로 대변형 하에서는 유의미한 영향을 주지 않는 것으로 확인되었다. 본 연구는 리메싱을 통한 대변형 수치해석 기법을 정립하여 링전단시험과 같은 대변형 전단거동을 모사하고 예측할 수 있도록 하였을 뿐 만 아니라, 링전단시험을 통하여 도출되고 대변형 수치해석으로 검증된 말뚝 재료와 사질토 사이의 마찰각은 실제 기초 말뚝의 수치해석과 설계에 적용할 수 있도록 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권12호
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• pp.45-57
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• 2015

본 연구에서는 토석류의 유하부 도달 속도 및 피해 영향범위 등의 흐름 특성을 파악하기 위하여 대변형 3차원 유한요소 해석을 수행하였다. 대변형 해석은 ABAQUS (Ver 6.13, 2013)의 Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL) 기법을 이용하였으며, 실제 토석류 발생 지역의 관측 값과 해석 결과를 비교함으로써 CEL 대변형 해석기법의 타당성을 검증하였다. 그 결과, CEL 대변형 해석기법은 토석류 거동을 합리적으로 예측 할 수 있음을 확인하였다. 또한 토석류의 흐름에 사방댐이 미치는 영향을 확인하기 위하여 추가적인 해석을 수행하여 분석하였다. 그 결과, 사방댐에 의해 유하부로 흘러 내려오는 토석류의 속도와 체적의 감소효과를 확인하였고 토석류에 의해 발생하는 충격력을 산정하였다. 이로 인하여 대변형 토석류 해석기법은 기존 사방댐 안정성 평가 및 사방댐 설계에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제9권3호통권32호
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• pp.401-419
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• 1997

탄소성 대변형에서의 손상의 운동학을 연속체 역학적 구도 안에서 유효 응력의 개념을 통하여 4차 유효 손상 텐사를 이용하여 소개하였다. 손상 변형의 운동학적인 기술의 부재로 인하여 소변형 문제에서는 고체의 손상의 특성을 기술하기 위해서는 다음의 두 가지 가정 (변형률 등가의 가정 또는 에너지 등가의 가정)중의 하나가 일반적으로 채택되어진다. 본 연구에서 제안된 방법은 대변형에 적용될 수 있는 손상 거동의 운동학적인 일반화된 방법을 제공한다. 이 방법은 소 변형률에 국한되는 변형률 등가의 가정이나 에너지 등가의 가정 방식이 아닌 변형장의 운동학을 직접 고려하여 손상 거동의 운동학을 2차 손상 텐사의 함수인 4차 유효 손상 텐사를 이용하여 탄성 및 소성 영역에서 표현하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.489-497
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• 2002

구조물이 거대해지고 복잡해지면서 미소변현을 전제로 한 선형이론으로는 해석이 불가능한 대변형 및 비선형 거동이 발생하는 경우가 많아지고 있다. 또한 고성능 컴퓨터의 등장과 다양한 수치해석 기법의 개발 등으로 보다 엄격한 설계기준에 따른 구조의 최적화 설계가 절실히 요구되고 있다. 그로 인해 선형 영역내에서 한정되었던 구조공학적인 문제를 비선형 영역까지 확대시켜 구조물의 거동을 보다 정확히 분석하고, 예상 가능한 문제점을 사전에 파악하여 효율적이고 경제적인 최적의 구조물을 설계해야 한다. 본 연구에서는 비등방성 원통형 쉘 구조물의 기하학적 비선형 문제를 해결하였다. 원통형 쉘의 반경방향 길이와 원통방향의 길이비인 형상비 변화, 부분 원통형 쉘의 중심각 변화, 화이버 각도 변화, 적층수와 배열조건 변화 등의 다양한 조건에 따라 비등방성 원통형 쉘 구조의 기하학적 비선형 거동특성을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.363-370
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• 2009

본 논문에서는 비선형 유한요소해석 기법을 이용하여 API-X80 강재 라인파이프의 대변형 비선형 거동을 모사하였다. 강재의 구성방정식을 작성하기 위해 GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman) 모델을 사용하였다. 대변형 해석을 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS과 연계해서 사용할 수 있는 사용자 서브루틴(User Subroutine)의 사용자 재료모델(UMAT)을 개발하였다. 유한요소해석 결과와 일축인장실험의 결과와의 비교를 통해 GTN 모델에서 사용되는 재료모델상수를 도출하였다. 도출된 모델상수를 이용해 API-X80 강재 라인파이프의 소성 좌굴변형해석을 실시하여 실험결과와 비교하였고 소성 좌굴변형에서 발생하는 거동 특성을 성공적으로 모사하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제35권1호
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• pp.4-11
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• 2000

어큐뮬레이터에 사용되는 얇은 막 형태의 고무다이아프램은 외부의 맥동 및 충격압력을 흡수하고 유체의 수송과 압력을 전달하는 역할을 수행하며, 압력 변화에 따른 변형 거동은 어큐뮬레이터의 특성을 결정하는 중요한 설계 변수이다. 고무다이아프램은 고무 자체의 비선형성에 의한 비선형거동과 작은 압력 변화에도 큰 변형을 일으키는 대변형 거동을 나타내며, 임의 압력 이상에서는 고무다이아프램이 변형된 후 용기에 접촉되는 현상이 나타난다. 본 연구에서는 비선형 대변형 해석과 접촉 해석 둥이 용이한 구조해석 소프트웨어인 MARC를 이용하여 두 가지 형상에 대한 고무다이아프램의 거동을 해석하여, 고무 물성 변화와 압력 변화에 따른 변형 거동을 예측하고 파손 취약 부위로 예상되는 다이아프램의 고정 부위에서의 응력을 완화하기 위한 설계 개선 방안을 제시하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.1-17
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• 2024

터널 굴착으로 인한 지반의 거동 분석은 대변형 영역의 거동을 고려해야 한다. 따라서 본 논문에서는 TBM 터널 굴착으로 인한 주변 지반에 대한 영향을 실제 현장 조건과 동일 조건에서 분석하기 위하여 대변형 유한요소 해석을 수행하였다. 지반의 대변형 거동을 모사하고 예측함에 있어 가장 널리 활용되는 두 가지 해석 기법 - coupled Eulerian Lagrangian (CEL)과 auto-remeshing (AR) 기법 - 을 적용하여 TBM 굴착 과정을 모사하였고 그에 따른 주변 지반에 발생하는 손상영역의 범위를 예측하였다. 굴착손상영역의 범위는 두 기법을 통해 도출된 결과와 굴착손상영역을 정의하는 실험적인 기준을 종합하여 추정하였다. 해석 결과, 두 대변형 해석 기법을 이용하여 도출된 굴착손상영역은 서로 비슷한 크기로 수렴하였고, 기존 연구의 실험 및 계측을 통해 확인된 굴착손상영역 크기와 모양, 경향과도 일치하는 것으로 나타났다. 굴착 되는 지반의 RMR 등급이 좋을수록 굴착손상영역의 크기는 더 커지고, 터널의 직경과는 정비례하는 것으로 나타났다. 반면에, 터널의 심도가 깊을수록 지반의 구속압이 커져서 굴착손상영역은 상대적으로 작게 형성되는 것으로 확인되었다.