• 대한기계학회논문집A
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• 제35권9호
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• pp.1051-1061
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• 2011

밀도의 변화가 직교이방성 함수구배재료에서 전파하는 모드 III 균열선단부근의 응력 및 변위장에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 본 연구에서 균열은 물성치의 구배방향과 수직하여 전파하며 다음과 같은 3가지 종류의 함수구배재료에서 밀도변화가 균열선단의 응력장 및 변위장에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. (1) 탄성변화 없이 밀도만 변화하는 경우 (2) 밀도의 변화방향과 탄성변화방향이 서로 반대인 경우 (3) 밀도의 변화방향과 탄성변화방향이 동일한 경우이다. 이와 같은 경우에 대한 연구를 위하여 균열의 응력장 및 변위장이 개발되었으며 또한 전파하는 균열에 대한 동적응력확대계수에 대하여도 연구하였다. 균열전파속도가 느린 경우에는 밀도의 변화가 균열선단부근의 응력 및 변위장에 미치는 영향은 미미하나 균열전파속도가 빠른 경우에는 그 영향은 매우 크다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.91-99
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• 2002

본 연구에서는 변형률 수준별 실내진동시험 및 지진응답해석의 수행을 기초로 하는 새로운 액상화 평가법을 제안하였다. 제안된 평 가법에서는 비 배수조건 하에서 진동전단하중으로 야기된 과잉간극수압의 누적으로 액상화가 발생하는 점을 고려하여 진동하중을 받는 포화지반의 액상화 거동을 실내진동시험결과의 전단응력-전단변형률 이력곡선을 토대로 산정한 교란도와 소성 전단변형률 상각궤도의 변화로 정의하였으며, 이를 실지진 시간이력의 지반 내 거동변화와 연계시킴으로써 지진이 보유한 연속성 및 불규칙성을 합리적으로 고려하도록 하였다. 또한, 제안된 평가법에서는 진동하중의 변화에 관계없이 액상화 발생시 포화사절토의 동적특성은 일정하다는 일련의 연구사례를 토대로 내친 해석시 이용되는 전변형률 수준의 동적물성 획득시험만으로도 액상화 평가가 가능하도록 하였으며 정현하중의 크기를 달리한 진동삼축시험에서 산정된 액상화 발생시의 소성 전단변형률 상각궤도를 비교함으로써 이에 대한 검증연구를 수행하였다. 연구결과, 진동정현하중의 크기에 관계없이 액상화 발생시 지반의 동적특성 치가 유일한 값을 나타내었다 그러므로, 제안된 평가법은 변형률 수준별 실내진동시험을 통해 지반의 동적물성 획득과 액낭화 평가 수행이 가능할 뿐만 아니라, 지진응답해석을 통해 불규칙한 실지진 시간이력 전부를 고려하는 특징으로 육상화 평가결과의 신뢰성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.61-66
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• 2008

철도운행에 있어 분기기는 열차를 주행선로에서 이웃한 선로로 이동시키는 매우 중요한 역할을 수행하는 장치이다. 분기기는 레일 궤도설비 중 유일한 가동부로 구조도 복잡하고 천이과정 중 결선부에서 차륜, 레일간의 급격한 운동변화가 필연적으로 발생되어 안전성 문제와 반복되는 통과열차의 충격하중에 의한 진동 문제가 항상 거론되고 있다. 분기기의 진동은 레일과 궤도하부 노반의 상태, 그리고 지반의 물성치 등에 따른 변수가 많으므로 해석모델로 신뢰성있는 정량적인 결과를 도출하는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서 대부분의 분기기진동에 관한 문제는 순수 해석적인 기법보다는 실험과 경험에 기초한 방법을 많이 적용하고 있다. 분기기의 진동 예측은 불확실성이 높은 인자들에 대해서 실험 및 측정값을 병행함으로써 예측정확성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 기존선구 망간 분기기 크로싱부에서 발생하는 진동 측정치 결과를 열차 종류별, 거리별, 분기기별로 비교 분석하고 향후 틸팅열차 증속시 망간 분기기 크로싱부에서 발생하는 진동 발생 수준을 예측 평가하였다. 예측에 사용된 지반의 동적 거동은 선형 한계에 있다고 가정하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권6호
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• pp.617-622
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• 2012

구조부재는 정적, 동적 또는 충격과 같은 다양한 하중의 영향을 받고 있다. 결과적으로 이와 같은 하중의 영향이 고려된 재료의 물성치를 획득하기 위해 각 조건에 적합한 실험적 또는 해석적 방법이 수반되어야 한다. 일반적으로 고변형률 속도에서 재료의 기계적 물성을 얻는 방법으로써 홉킨슨 압력봉 시험법(SHPB)이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 SHPB 시험을 통해 충격 하중 조건에서 알루미늄 합금의 압축변형거동을 고찰하였으며, 실험결과와 해석결과를 비교, 분석하였다. 결론적으로 1000 ~ 2000 $s^{-1}$ 영역에서 진응력-진변형률 곡선을 비교하였을 때 실험 결과와 해석 결과가 잘 일치함을 알 수 있었다. 특히, 변형률 속도가 30% 증가함에 따라 최대유동응력은 17%증가, 변형률은 20% 증가함을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.169-178
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• 2024

최근 급격히 늘어나는 수소 에너지 수요를 감당하기 위해 안정적인 중·대규모의 지하 수소 저장 인프라가 필요한 가운데, 지하수소저장소에서의 가스 폭발에 따른 인접 건축물의 폭발 진동 안전성 평가가 중요해지고 있다. 본 연구에서는 저심도 지하수소저장소의 수소가스 폭발 재난 시나리오를 가정하여 인근 건축구조물에 미치는 진동 안전성에 대한 수치해석을 수행하였다. 메타모델을 활용한 매개변수연구를 수행하여 지반물성 조합 별 지반 동적 거동 변화를 예측하고, 지반공학적 영향인자에 대한 민감도를 분석하였다. 수소 저장소 직상부에서는 지반의 단위중량이 폭발에 의한 지반 진동치 변화에 가장 큰 영향을 미치는 반면 저장소로부터 멀리 떨어질수록 지반의 동적 물성의 민감도가 높게 나타났다. 또한, 도출된 지반 진동치와 국내 발파진동 허용치 자료를 기반으로 지상 건축구조물들의 진동 안정성을 평가한 결과, 대형 철근 콘크리트 구조물의 경우 약 10-30m 수준의 이격거리 확보 시 지반진동 안전성이 보장되는 것으로 평가되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.869-876
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• 2011

동적 특성에 영향을 받는 롤 코팅의 평형적인 두께 예측과 불안정성을 분석함은 중요하다. 본 연구에서는 강체/변형롤 사이에서 생성되는 마이크로 코팅액의 두께를 예측하기에 앞서 압착되어 회전하는 두 롤 사이에 발생하는 접촉 압력의 분포와 변형롤의 변형 형상을 예측하고자 한다. 또한 변형롤의 재료상수와 롤의 속도 및 마찰계수 그리고 압착 크기 등의 변수들에 대한 접촉압력분포를 수치적인 방법으로 측정하여 유효한 변수들의 영향을 분석하고자 한다. 수치해석 방법으로는 유한요소법을 사용하였고 두 롤을 모델링하여 변형롤에 고무물성치를 초탄성체 모델로 가정하여 일반적으로 사용되는 Mooney Rivlin 계수를 사용하였고 40~80rpm 사이의 속도로 회전할 때 접촉 형상 및 압력분포를 분석하였다. 접촉형상의 경우 압착정도에 따라 변하고 그외 변수들에는 영향을 받지 않고 접촉압력의 경우 변형롤의 물성치와 압착정도에 의해 주요한 영향을 받고 속도 및 마찰계수에는 영향을 받지 않음을 알 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권5호
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• pp.924-931
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• 2002

Vacuum interrupters in order to be used in various switch-gear components such as circuit breakers, distribution switches, contactors, etc. spread the arc uniformly over the surface of the contacts. The electrodes of vacuum interrupters are made of sinter-forged Cu-Cr materials for good electrical and mechanical characteristics. Since the closing velocity is 1-2m/s and impact deformation of the electrode depends on the strain rate at that velocity, the dynamic behavior of the sinter-forged Cu-Cr is a key to investigate the impact characteristics of the electrodes. The dynamic response of the material at the high strain rate is obtained from the split Hopkinson pressure bar test using disc-type specimens. Experimental results from both quasi-static and dynamic compressive tests are Interpolated to construct the Johnson-Cook model as the constitutive relation that should be applied to simulation of the dynamic behavior of the electrodes. The impact characteristics of a vacuum interrupter are investigated with computer simulations by changing the value of five parameters such as the initial velocity of a movable electrode, the added mass of a movable electrode, the wipe spring constant, initial offset of a wipe spring and the virtual fixed spring constant.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.87-93
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• 2008

지반의 비선형 전단탄성계수를 결정하기 위한 현장시험에서는, 먼저 지반과 원형기초에 지오폰을 설치하고, 기초에 대형 진동발생장치를 이용하여 진동하중을 가한다. 이 때, 지오폰으로부터 지반과 기초의 거동을 측정하고, 본 거동을 분석하여 전단탄성 계수와 해당 전단변형률을 결정할 수 있다. 본 논문에서는 현장시험결과로부터 지반의 선형, 비선형 전단탄성계수를 결정하기위한 역해석 과정의 필요성과 그 개발에 초점을 맞추었다. 제안된 역해석 과정은 비선형 최소자승법을 근간으로 하며, 거동이 계측되지 않는 곳의 지반의 비선형성을 고려하기 위하여 이중 반복루프를 사용하였다. 역해석 과정의 적용성을 검토하기 위하여 일련의 수치해석을 수행하였으며, 또한 역해석 적용의 예제를 보였다. 제안된 방법은 현장지반의 전단탄성계수 분포의 변화가 극심하지 않은 경우에는 전반적으로 우수한 적용성을 보이지만, 해석대상 지반의 전단파속도 분포가 역해석의 정확성에 영향을 수 있으므로, 예비 역해석을 통해 산출될 오차를 정량화 하는 것이 필요하다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.257-263
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• 2019

다중적층구조는 상대적으로 두꺼운 주 적층구조(ply)와 얇은 층간구조(interlayer)를 반복하여 붙여서 만들어진다. 적층구조의 동적 파괴 페리다이나믹 해석을 효율적으로 수행하기 위해 주 적층구조만 실제 페리다이나믹 절점으로 모델링하고 층간구조는 가상의 절점으로 간략히 모델링하는 비국부 가상 층간구조 모델링 기법을 도입한다. 이를 통해 얇은 층간구조의 수치적 이산화 정도는 무시하고 상대적으로 두꺼운 주 적층구조를 해석하기에 적절한 수준의 수치적 이산화만으로 효율적인 페리다이나믹 모델링 및 해석을 수행할 수 있다. 본 연구에서는 가상 층간 구조 페리다이나믹 해석의 파동 전파 특성을 분석한다. 층간 구조는 인접한 적층판들을 접합하는 역할뿐만 아니라 적층판 사이의 에너지 전달 특성에도 영향을 주기 때문에 적층구조물의 변형 및 운동에도 중요한 역할을 하는 것을 확인하였다. 또한 경계 근처에서 페리다이나믹 절점은 불완전한 형태의 비국부 영역을 구성하는데, 이를 통해 완전한 비국부 영역을 구성하는 내부 절점과 경계 근처의 절점에서 재료 물성치 효과가 달라지게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 표면 효과를 보정하기 위해 비국부 체적 기반의 보정법을 도입하고, 표면 효과 보정이 다중적층 구조물의 파동 전파에 미치는 영향을 조사한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.469-476
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• 2023

반복하중이나 동적하중에 대한 지반의 소성모델은 지반구조물의 비선형 수치해석에 매우 중요하다. 단일 항복면 모델은 반복하중에 대해 선형적 거동을 보이는 반면, 개발된 탄성영역이 없는 J₂-경계면 소성모델은 동일한 물성치로 효과적으로 지반의 비선형성을 모사할 수 있다. 경계면 내부 항복면의 반경을 0으로 수렴시켜 탄성영역이 사라지도록 수식화하고, 소성경화 계수과 팽창률을 이용하여 소성변형 증분을 정의하였다. 개발된 모델의 응력-변형률 증분식을 제시하고, 쌍곡선 모델에 대한 소성경화 계수를 유도하였다. 삼축압축조건과 얕은기초의 반복하중에 대한 비교해석은 개발된 모델의 안정적인 수렴성, 이론식과의 일치성, 그리고 이력경로을 보여 주었다. 또한, 수정된 쌍곡선함수에 대한 소성경화 계수를 제시하여, 1차원 등가선형모델에 부합하는 모델변수 산정법을 제안하여 지반의 다차원 거동을 모델링할 수 있도록 하였다.