• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.259-262
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• 2009

지진이나 충돌 등과 같은 동적 하중은 하중 속도에 따라 재료의 파괴 거동이 변하기 때문에 하중 속도는 하중의 위치나 크기와 더불어 재료의 파괴 거동을 결정짓는 중요한 요소 중 하나이다. 특히 콘크리트와 같은 취성재료의 경우 재료의 속도 의존적 거동에 의해 가해진 하중으로부터 발생된 균열의 형상이나 진행 형태가 변하므로 전체 구조물의 거동에도 큰 영향을 끼친다. 따라서 취성재료를 이용한 속도 의존적 파괴 거동에 관한 연구는 그 중요성에 의해 다양한 방법으로 진행되어져 왔으나, 해석을 통한 빠른 하중에서의 파괴 거동 해석은 대부분 무시되어왔다. 하지만 최근 폭발과 같은 매우 빠른 하중에서의 재료의 파괴 거동 대한 관심이 증대되고 있고, 그에 관한 연구의 필요성도 점차 커지고 있다. 따라서 본 연구에서는 irregular lattice model의 하나인 rigid-body-spring networks(RBSN)를 이용하여 취성 재료의 파괴 거동해석에 적합한 수치 해석 모델을 개발하였다. 동적 해석을 위해 각 요소에 질량을 부여하고, 각 요소의 거동은 시간 적분에 의하여 계산된다. 이를 이용하여 빠른 하중에서의 취성 재료의 파괴 거동 특성을 분석하고 기존 실험과의 비교를 통해 수치 해석 모델의 타당성을 입증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권2호
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• pp.426-434
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• 2010

본 논문에서는 충격손상을 갖는 유리섬유강화 복합재료의 강도 저하 특성과 이의 통계적 특성을 실험적으로 평가하였다. 평직 복합재료의 주요 충격손상은 섬유파단과 모재균열로서 이는 층간분리가 주된 충격손상인 일방향 적층복합재료와는 상이한 양상이다. 일방향 적층복합재료에 대하여 제안된 기존의 잔류강도 예측모델을 이용하여 충격손상을 갖는 평직 glass/epoxy 복합재료의 잔류강도를 평가하였다. 그 결과 Avva 및 Caprino의 잔류강도 예측모델은 평직 복합재료의 잔류강도에 대해서도 잘 평가되었다. 또한 유리섬유강화 복합재료의 잔류강도에 대한 통계적 특성 평가를 위한 모델을 제안하였으며, 이를 통한 예측결과는 복합재료의 두께와 관계없이 실험결과를 잘 묘사하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권3호
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• pp.361-374
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• 2016

이 연구는 대표적인 면진장치인 납고무베어링(LRB)의 유한요소모델의 신뢰성을 향상시키기 위하여 주재료인 고무의 재료특성에 대하여 연구하였다. 고무는 일반적인 탄성재료와는 달리 대변형, 비선형특성을 가지는 초탄성 재료이다. 본 연구에서는 고무를 초탄성 재료로 가정하고 그의 재료특성을 변형률에너지함수로 표현하여 LRB의 유한요소모델을 개발하였다. 연구를 위하여 여러 변형률에너지함수 중 몇 가지를 선별하고 이를 이용하여 고무의 재료특성을 예측하였다. 변형률에너지함수를 이용하여 결정된 고무의 재료특성과 표준적인 납의 재료특성을 이용하여 LRB의 유한요소모델을 개발하고, 수평방향과 수직방향의 힘-변위 관계를 해석하였다. LRB의 유한요소모델을 통하여 해석으로 예측한 수평과 수직방향 강성을 실험결과와 비교함으로써 개발된 유한요소모델의 적합성을 검증하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.522-528
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• 2012

본 논문의 목적은 AZ31 마그네슘합금의 균열성장거동의 경향을 묘사할 수 있는 실험적 피로균열전파모델을 평가하여 적합한 모델을 제시하는 것이다. 3가지 최대하중 조건을 변화시키면서 피로균열전파실험을 수행하여 평가에 필요한 통계적 균열성장 데이터를 획득하였다. 평가에 사용된 실험적 모델은 Paris-Erdogan 모델, Walker 모델, Forman 모델, 수정된 Forman 모델이며, 각 모델의 파라미터를 통계적으로 추정하기 위하여 최우추정법을 사용하였다. 마그네슘합금의 균열성장거동의 경향을 잘 묘사하는 모델은 Paris-Erdogan 모델과 Walker 모델이며, 모델의 파라미터 중 피로균열성장속도지수는 재료상수가 될 수 있음을 밝혀내었다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권2호
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• pp.133-144
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• 1997

2차원 응력상태의 철근콘크리트 부재해석을 위하여 소성이론과 파괴모델의 통합방법을 연구하였다. 콘크리트의 대별되는 두 가지 거동특성인 다차원 압축상태의 강도증가와 인장균열파괴를 동시에 나타내기 위하여, 압축파괴와 인장균열의 다중파괴기준을 사용하는 소성이론을 근간으로 여러 실험결과를 반영하는 파괴모델을 적용한다. 압축파괴기준으로서 Drucker-Prager모델과 von Mises 모델을 비교 사용하며 인장균열거동에 대하여 회전균열소성모델과 고정균열소성모델을 비교한다. 이러한 압축파괴기준과 이장균열파괴기준의 설정에는 다차원 압축상태의 강도증가, 균열로 인한 인장과 압축응력도의 저하, 보강철근의 영향등을 나타내는 실험식과 파괴에너지개념을 사용한다. 이 재료모델을 비선형유한요소해석에 사용하여 기존의 실험결과와 비교한다. 재료모델의 압축파괴와 인장균열거동을 검증하기 우하여 콘크리트의 압축파괴 또는 철근의 인장항복에 의하여 거동이 대별되는 실험들과 비교한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.133-140
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• 2011

대형 구조물에 주로 사용되는 고강도 콘크리트는 화재 시 폭렬이 발생하여 구조물의 심각한 손상을 초래한다. 최근 고강도 콘크리트의 폭렬현상을 감소시켜 구조물의 내화성능을 확보하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 본 논문에서는 섬유를 혼입한 고강도 콘크리트에 대한 내화해석 모델을 제시하였다. 섬유의 거동 및 고온에서의 콘크리트 내부의 물리적인 현상을 고려하여 수정한 고강도 콘크리트의 재료모델을 섬유혼입 고강도 콘크리트의 재료모델로 선택하였다. 수정된 재료모델을 이용하여 얻은 섬유혼입 고강도 콘크리트의 내화해석 결과를 실험결과와 비교하였고, 섬유혼입 고강도 콘크리트 재료모델을 제안하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.129-136
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• 2001

본 연구의 목적은 휨을 받는 철근콘크리트 단순보의 비선형 거동을 해석을 통하여 파악하기 위하여 보의 단면을 Layer로 분할하여 각 Layer에 사용된 재료의 특성을 부여하고, 작용하중에 의한 비선형 특성을 응력-변형도 모델을 통하여 반영할 수 있도록 알고리즘을 작성하는 것이다. 본 연구에서 제안한 알고리즘을 사용하면 실험을 위한 보(beam)를 제작하지 않고도 사용재료의 압축 및 인장 실험을 위한 몰드 만을 제작하여 재료에 대한 정확한 응력-변형도 모델을 작성함으로써 합성보의 거동을 수치해석을 통하여 간단하게 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.35-50
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• 2000

본 논문에서는 반복하중을 받는 철근 콘크리트 쉘구조물의 해석을 위한 비선형 유한요소 해법을 제시하였다 유한 요소로서는 충상화기법을 이용한 부재회전강성도를 갖는 4절점 평면 쉘요소가 개발되었다 두께 방향에 대한 철근과 콘크리트의 재료성질을 고려하기 위하여 충상화기법이 도입되었다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트중에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였으며 철근에 대해서는 1축 응력상태로가정하여 등가의 분산 분포된 철근량으로 모델화하였다 구성모델은 재하, 제하 그리고 재재하과정을 포함하여 요소는 반복하중하에서 철근콘크리트 쉘의 거동을 파악할 수 있다 신뢰성 있는 실험결과와 비교를 통하여 본 논문의 해석방법이 반복하중을 받는 철근콘크리트 쉘구조의 비선형 해석에 적합한 방법임을 입증하고자 한다.

• 콘크리트학회지
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• 제7권5호
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• pp.145-154
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• 1995

콘크리트는 압축압밀과 인장균열파괴의 두 개의 서로 다른 파괴양상을 타나낸다. 따라서, 다차원의 압밀과 인장균열을 포함하는 콘크리트의 비선형해석을 위하여 두개의 다른 파괴기준을 사용하는 콘크리트 재료모델이 사용되어야 한다. 본 연구에서 사용하는 콘크리트 모델은 소성이론에 기초한 것으로 압축압밀과 인장균열에 대한 다중파괴이론을 사용하고 잇다. 인장균열거동에 대해 두 개의 다른 재료모델이 사용되고 있는데, 이상화된 균열방향에 따라 분류되는 회전균열소성모델과 정지균열소성모델이 사용되고 있다. 본 연구에서는 콘크리트의 비선형거동이 plane stress 문제에 대하여 단순화된다. 이 재료모델은 유한요소해석에 사용되며 그 결과는 몇 개의 철근콘크리트부재 실험과 비교된다. 회전균열소성모델과 정지균열소성모델의 장단점이 비교된다.

• 한국재료학회지
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• 제7권4호
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• pp.339-346
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• 1997

회전 불밀에 있어서 볼의 운동을 비선형 spring과 비선형 deshpot로 구성된 Kelvin모델을 사용한 DEM(Distinct Element Method;개별요소법)에 의하여 2차원으로 해석하였다. 모델에 있어서 점성계수는 볼과 밀벽사이의 반발실험 데이타로 부터 결정하였다. 각볼의 동적인 운동은 비선형 점탄성과 Newton의 운동법칙를 기초로하여 모사되었다. 밀이 회전하는 동안 볼의 궤적과 동적인 운동은 실제 실험에 의한 밀내에서의 볼의 운동고 잘 일치하였다. 본 연구에서 제안된 모델 시뮬레이션은 회전 볼밀내의 실제의 3차원인 볼의 운동에 대한 해석에 중요한 단서가 될 수 있었다. 볼의 운동고 운동에너지는 회전 볼밀의 속도와 볼의 충진율에 의해 크게 영향을 받았다.