• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.501-507
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• 2010

본 논문에서는 중력하중 및 풍하중, 지진하중을 받는 지상 8층, 지하 3층의 RC(Reinforced Concrete) 빌딩 시공에 필요한 부재의 재료비를 줄이기 위해 중량을 감소시키는 구조 최적설계를 수행한다. 이를 위해 설계요구사항을 바탕으로 부재의 부피를 최소화하는 설계변수값을 찾기 위한 설계문제를 정식화한다. 최적설계 수행을 위해 상용 PIDO(Process Integration and Design Optimization) 툴인 PIAnO(Process Integration, Automation and Optimization)에서 제공하는 다양한 설계기법들을 이용한다. 먼저 실험계획법(Design of Experiments; DOE)을 이용하여 실험계획을 세우고, 실험점에 따라 건축분야 범용 구조해석 프로그램인 MIDAS Gen을 사용하여 구조해석을 수행한다. 그리고 해석결과를 바탕으로 각 응답에 대한 근사모델을 생성한 후 근사모델의 예측성능을 평가한다. 예측성능이 검증된 근사모델과 최적화기법을 이용하여 최적설계를 수행하고, 설계조건을 만족하면서 부재의 부피를 최소화하는 최적 설계변수값을 도출함으로서 본 논문에서 제안된 설계방법의 유효성을 보이고자 한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권1호
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• pp.17-24
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• 2013

본 논문에서는 복합재료의 미시적 파손모드를 고려하는 복합재 파손예측 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램의 검증을 위하여 원공이 있는 복합재 적층판 시편의 인장시험 및 정적 파손해석을 수행하였다. 먼저 적층각도별 복합재 시편에 대한 인장시험을 통하여 논문에 사용된 재료에 대한 SIFT 허용치를 산출하였고, 미시역학적 모델인 RVE에 대한 유한요소 해석을 통하여 변형률 증폭계수를 결정하였다. 또한 원공이 있는 복합재 적층판 시편에 대한 인장시험을 수행하고, 실험을 통해 얻어진 파손하중 결과를 바탕으로 유한요소 모델에 대하여 정적 파손해석을 수행하였다. 마지막으로 실험결과를 바탕으로 예측된 파손지수 결과를 평가함으로써 개발된 프로그램의 효용성을 검증하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.143-150
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• 2011

본 논문에서는 초고속 튜브철도 시스템의 개념설계 단계에 있어 진공튜브 구조물의 기밀성능 평가를 위한 기초 연구를 수행하였다. 먼저 Darcy의 흐름법칙에 근거하여 밀폐된 구조물의 내/외부 압력 차에 따른 공기 유입의 흐름식을 유도한 후 콘크리트 재료에 대한 투기성 평가 실험을 수행하여 콘크리트 강도에 따른 투기계수의 경향을 분석하였으며 이 결과를 바탕으로 가정 단면을 가진 튜브 구조물에 대한 내부 압력 변화를 해석적으로 모사하였다. 수립된 해석모델과 실험결과를 종합적으로 분석한 결과, 콘크리트의 투기성은 압축강도에 기하급수적으로 반비례하며 진공튜브 구조물에 콘크리트 재료를 적용하였을 경우 적어도 50MPa 이상의 압축강도를 갖는 콘크리트를 사용하는 것이 진공펌프의 운용 및 유지관리 측면에서 유리할 것으로 나타났다.

• Composites Research
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• 제13권1호
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• pp.50-60
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• 2000

본 연구는 섬유/입자 혼합금속복합재료의 강화기구를 분석하는 이론적 해석방법을 제시하였다. 혼합금속복합재료의 인장강도 및 탄성계수는 같은 보강재의 부피분율 가진 단섬유복합재료에 비해서 강도가 최대 20%까지 증가한다. 이러한 증가효과는 본 연구에서 새로이 제안된 클러스터 모델을 도입한 후 이에 따른 강화효과를 Modified Rule of Mixture을 적용하여 분석하였다. 해석결과 클러터구조는 인장강도에 대해서 섬유의 효율을 탄성계수에 대해서는 배향인자를 증가시키는 것으로 나타났다. 이론적 해석 결과는 $Al_2O_3$섬유/입자 예비성형체에 AC8A를 침투시켜 제조한 금속복합재료에 대한 실험결과와 비교되었으며 이를 통해 해석이론이 타당함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권5호
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• pp.389-396
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• 2017

결합 기반 페리다이나믹 모델은 취성재료의 동적파괴 해석에 많이 이용되고 있으며, 최근의 연구(Bobaru et al., 2012)를 통해 적층유리 구조물의 동적 파괴 패턴 분석에도 활용되었다. 특히 실험(Bless et al., 2010)에서 나타난 적층유리 구조물의 다양한 손상 형태(압축 영역, Floret, Hertz-type 균열 등)를 결합 기반 페리다이나믹 시뮬레이션을 이용하여 구현하였다. 그러나 실제 적층 구조물은 각 유리판 사이를 탄성이 있는 층간 재료로 결합하는 반면, 기존의 페리다이나믹 수치 시뮬레이션에서는 층간 재료 결합을 무시하고 각 유리판이 직접 결속되도록 가정하여 층간 재료 효과가 무시되었다. 본 연구에서는 페리다이나믹 층간 재료 모델링을 통해 실제 적층 구조물에 보다 근접한 페리다이나믹 수치 해석 모델을 제안한다. 일반적으로 층간 재료는 매우 얇기 때문에 층간 재료를 명시적으로 모델링할 경우 많은 해석시간과 메모리가 소모되어 비효율적이다. 따라서 본 연구에서는 명시적 모델링을 대신하여 가상 절점을 통해 층간 재료를 모델링한다. 수치 예제를 통해 제안된 층간 재료 모델링의 효율성 및 정확성을 검토한다. 또한 압축 상태의 적층 구조물 해석을 위해 단거리 상호작용력에 기반한 투과 방지 기법을 도입하고 파라미터 테스트를 통해 검증한다.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.6-14
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• 2011

기존의 소성가공공정에서의 미세조직 예측 기술은 온도 및 외력에 의한 금속학적 변화를 모사하기 위해 다수의 실험에 기반한 경험적 모델링 작업이 요구되고 이를 구현할 수 있는 기계 및 재료적 지식 기반이 동시에 요구되기 때문에 현재까지는 신뢰성을 갖는모델 및 수치해석기술은 충분히 확보되지 못한 상태이다. 이러한 미세조직 예측기술의 정확도를 향상시키고자 하는 일환으로, 최근에는 매크로 스케일의 FE 해석과의 결합을 통해 소성가공공정과 이후의 열처리 공정에서의 정적 재결정 동적 재결정 상변태 변형유기변태 등 복잡한 미세조직 현상을 그 변화가 일어나는 실제 메조 스케일에서 예측하고자 하는 연구가 시도되고 있다. 본고에서는 그 중에서도 소성가공에서 발생하는 재결정 거동 예측에 주로 적용되고 있는 데조스케일 해석 기법과 매크로-메조 다단위 스케일 해석 기법의 국내외 연구 현황에 대해 알아보고자 한다. 또한, 이를 이용한 소성가공공정에서의 미세조직 예측 사례와 미세조직 예측기술의 전망에 대해 기술하고자 한다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제4권4호
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• pp.354-360
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• 1991

PVDF는 현재까지 출현된 고분자 재료중 가장 좋은 가능성을 가진 고분자 재료이다. 시료에 일정시간 전압을 인가한 후 전압을 제거하고 시료양면을 단락하였을때 흐르는 단락전류는 일반적으로 인가 전아브이 극성과 반대 방향으로 감소한다. 본 연구에서는 PVDF의 단락전류가 짧은 시간동안 감소하다가 증가한 후 다시 감소하는 특이한 ABNORMAL SHORT CURREUT(Isa)를 규명하기 위하여 인가전압, 시료온도 및 고체 구조를 변화시키면서 단락 전류를 관측하고 PVDF의 열자격 전류특성을 분석하였다. PVDF의 단락전류 특성은 150.deg.C에서는 특이한 단락전류가 흐르지만 150.deg.C이하의 온도에서는 특이한 단락전류가 흐르지 않는다. 이들 실험결과로 부터 특이한 단락 전류 Isa는 시료의 온도가 150.deg.C에서만 나타나고 전계 세기나 결정 구조에는 관계가 없음을 알았다. 그리고 Isa는 쌍극자의 재배향으로 흐르는 정상적인 단락전류 성분과 가동이온이 확산 혹은 드리후트에 의한 단락전류 성분이 중첩되어 관측된다는 모델을 제시할 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.57-65
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• 2010

본 연구의 주된 목적은 반복적인 하중조건하에서 연성포장체의노반재료로써, EPS블럭의 시간의존적 변형을 연구하는데 있다. 반복하중 조건에서의 EPS블럭의 거동을 이해하기 위해서 본 연구에서는 실험적 방법 및 수치모형을 제시하였다. 이 수치모델링을 위해서 반복하중 조건하에서 관찰된 변형거동과 단위중량, 변형 그리고 적용된 하중과의 상관관계의 조사가 행해졌다. 실험결과는 핀들레이 이론과 반복하중 조건에서의 연구결과의 모델 분석등과 비교되었고, 보완된 핀들레이 모델과 본 연구에서 제시한 모델은 반복하중에서의 EPS블럭의 변형거동을 나타내는데 이용될 수 있는 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.769-777
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• 2015

본 연구에서는 속도 의존성을 나타내는 콘크리트의 인장거동을 모사하기 위하여 유변학적(rheological) 모델을 개발하였고 이를 평가하였다. 일반적으로 외부에서 가해지는 하중 속도가 증가할수록 콘크리트의 물성(강도, 탄성계수, 파괴에너지 등)은 그 크기가 증가한다. 콘크리트의 강도는 다른 물성에 비하여 큰 속도의존성을 나타내고, 압축 하중인 경우보다 인장 하중을 받는 경우 그 속도의존성이 크게 나타난다. 이러한 콘크리트의 속도 의존성을 모사하기 위하여, 기존 RBSN(Rigid-Body-Spring-Network) 모델의 거동을 나타내는 스프링 세트에 대쉬포트(Dashpot)와 같은 점성 요소와 Coulomb 마찰 요소를 조합하였다. 요소의 조합에 따라 세 가지 모델( 1)점탄성, 2)점소성, 3)점탄소성 손상(Damage 모델)을 고려하였고, 이에 대한 구성관계식을 유도하였다. 개발된 해석모델은 직접인장 실험의 응력-변형률 관계곡선과 비교 검증되었고, 이중 점탄소성 손상 모델은 실험결과를 잘 모사할 수 있음을 확인하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제11권9호
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• pp.365-370
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• 2013

Image J 프로그램은 digital image 분석 또는 생명 공학적 분석에 사용되고 있다. 다양한 동물실험 중에서도 마우스 두개골 결손모델(Mouse calvarial defected model)은 조직공학자들에게 대표적으로 사용되고 있는 뼈의 결손모델이다. 이러한 마우스 두개골 결손 모델은 뼈의 재생 또는 새로운 지지체(scaffold)의 재생효과 실험에 사용되고 있다. 마우스 두개골에 지름 4mm의 원형 결손을 만들어 각종 실험재료를 처리하여 파괴된 마우스 두개골 뼈의 재생에 관련하여 측정하는 실험이 주를 이룬다. 실험 후에 마우스를 희생하여 대부분 헤마톡실린과 에오신 염색을 통하여 분석을 하게 된다. 다른 한편으로는 마이크로 시티(u-CT)를 사용하여 정량적인 분석을 한다. 하지만 이는 시간이 오래 걸리고 고가의 비용이 드는 단점이 있다. 이번 실험은 마우스 두개골 결손 모델 시에 프리쉐어 프로그램인 Image J를 통하여 간단하게 마우스 두개골 결손 뼈의 재생량을 2D X-ray 상으로 농도를 측정하여 정량적인 분석을 실행하였다. 결론적으로 Image J를 사용한 농도 분석법은 빠르고 정확하게 뼈의 재생량을 상대적으로 비교함으로써 신생 뼈의 관한 재생 실험자에게 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.