• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.59-70
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• 2008

도심지 터널의 설계, 시공 그리고 유지관리에 있어서 지반 변위 억제와 변형거동 예측은 중요하다. 국내 외 연구자들은 다양한 수치해석적인 기법과 현장 계측 결과를 이용하여 터널 시공과 관련된 변형거동 예측을 시도하였다. 하지만, 설계물성치의 산정과 지반 모델링 그리고 수치해석기법과 관련된 사용상의 어려움에 의해 아직까지 만족스러운 결과를 얻지는 못하였다. 본 논문은 수치해석적인 기법과 인공신경망을 이용하여 도심지 NATM 터널의 설계 물성치 산정과 변형거동 예측에 관한 방법을 제안하였다. 인공신경망 모델 개발을 위한 학습과 테스트과정은 데이터베이스된 수치해석결과를 이용하였다. 개발된 인공신경망 모델은 입력변수인 지반변위와 결과변수인 설계 물성치 간의 상호관계를 적절히 인식할 수 있다. 수치해석은 지반의 연화거동을 모사할 수 있는 변형률 연화모델을 적용하였다. 사례분석에 있어서 굴착 초기단계의 계측 값을 개발된 인공신경망 모델에 입력하여 설계 물성치를 계산하였으며, 수정된 설계 물성치는 수치해석을 통하여 다음 굴착단계에서의 터널 주변의 지반 변형거동을 예측하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 토대로 시공조건이 엄밀한 도심지 터널의 설계물성치의 정량적인 평가 및 변형거동 예측이 계측이 입수된 초기 굴착단계에서 가능할 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• 제37권4호
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• pp.275-285
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• 2024

본 논문에서는 탄소섬유 강화 열가소성 복합재(carbon fiber reinforced thermoplastic, CFRTP)의 열성형 공정에 따른 변형 예측 연구 동향을 제시한다. CFRTP의 공정 과정에서 고려되어야 하는 다양한 공정 변수를 조사하였고, 열성형 변형에 영향을 미치는 요인을 분석하였다. 아울러 CFRTP의 열성형 변형 예측을 위한 핵심 재료 거동인 결정화도와 점탄성 거동 모델을 조사하였다. 또한 재료 거동 모델을 적용한 상용 해석 소프트웨어 기반의 열성형 해석과 머신러닝을 활용한 CFRTP의 열성형 변형 예측 기법 연구 동향을 분석하였다. 이처럼 열성형 공정 변수들을 고려하고 CFRTP의 재료 거동 모델과 열성형 변형 예측 기법을 연계함으로써 정밀한 열성형 변형 예측 기술 개발을 기대할 수 있다.

• 유변학
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• 제8권3_4호
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• pp.215-225
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• 1996

평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권12호
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• pp.1027-1035
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• 2016

내식성과 기계적 성능이 우수한 316L 스테인리스 강의 저주기 변형률제어 피로시험에서 3가지 변형률진폭과 3가지 변형률비의 조건이 피로수명에 미치는 효과를 분석하였다. 낮은 변형률범위에서 곡선이 거의 중첩되는 Masing 거동이 나타나고, 높은 변형률범위에서 비선형거동 응력범위가 서로 크게 벗어나는 non-Masing 거동과 함께 평균응력의 감소가 나타났다. 소성 변형률에너지를 이용하여 저주기 피로수명을 예측하고 non-Masing 거동을 고려한 수명예측 방법의 정확성 여부를 검토하였다. 각각의 변형률진폭과 변형률비의 조건에서 초기 수 사이클 동안 반복경화 현상 후 장시간동안 점진적으로 낮아져 연화하다가 파괴 되었다. 저사이클 피로수명을 정확히 예측하기 위해서는 변형률진폭에 따라 Masing 및 non-Masing 거동을 구분하고, 이를 반영한 수명예측식을 적용해야 함을 알았다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제12권2호
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• pp.9-18
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• 1996

실험실에서 재 성형한 정규압밀점토에 대하여 실시된 일련의 삼축압축시험 거동결과를 등방단일경화구성모델에 의한 예측치와 비교검토한다. 이 모델사용에 필요한 열한개의 계수는 등방압밀공시체에 대한 비배수삼축압축시험 결과로부터 간단히 결정된다. 이렇게 결정된 계수를 활용한 이 모델로 이방압밀공시체를 대상으로 한 비배수삼축압축시험시의 응력-변형률 및 간극 수압의 거동이 예측된다. 또한 등방압밀공시체 및 이방압밀공시체를 대상으로 실시한 배수삼축 압축시의 응력-변형률 및 체적변형률 거동예측에도 이 모델을 적용하였다. 예측치와 시험치의 비교결과 비배수삼축압축시험의 경우는 등방압밀공시체와 이방압밀공시체 모두에 좋은 일치를 보이고 있다. 그러나 배수삼축압축시험의 경우는 초기 체적변형률의 예측치가 시험치보다 약간 작게 나타나다가 파괴점에 근접함에 따라서는 예측치가 시험치보다 커지는 경향을 보이고 있다. 그러나 전반적인 응력 -변형률거동은 좋은 일치를 보이고 있음을 알 수 있다. 따라서, 본 연구결과 이 모델은 정규압밀점토의 거동예측에 적용성이 충분히 있다고 생각된다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제23권4호
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• pp.10-17
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• 1995

본 연구는 화염에 노출된 목재 부재의 거동에 관련된 자료를 얻기 위해 수행되었다. 목재 보에 대한 현행 내화 모델들은 외곽부 섬유의 MOE나 휨강도의 감소, 그리고 화염노출의 계속으로 인한 단면의 감소 등에 기초하고 있다. 하지만 이런 모델들은 정확한 거동 예측이 힘들다. 따라서 목재 보의 거동을 정확히 예측하기 위해 본 연구에서는 변형 단면을 이용한 내화거동 모델을 개발하고자 하였다. 이 변형 단면모델을 개발하기 위하여 온도분포 온도와 목재의 물리적 성질간의 상관관계를 이용하였다. 본 연구를 통해 온도와 목재의 휨성질간의 정확한 관계가 제공되기만 한다면 본 방법이 화염에 노출된 목재 보의 변형을 잘 예측할 수 있음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제2권2호
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• pp.73-80
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• 1990

지진이나 충격과 같은 강한 동적반복하중을 받을 경우 철근콘크리트 부재의 거동을 예측하는 현재의 해석기법은 변형율속도의 영향을 고려하고 있지 않으며, 휨거동 만을 이상화하고 있어 예측치와 실험치 사이에 커다란 오차를 수반하고 있다는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 변형율속도의 변화에 따른 부재의 휨강도 및 전단강도를 예측 할 수 있는 기법과 부재거동의 구성요소인 휨변형과 전단변형을 몇 개의 이력변수를 사용하여 이상화한 구조해석 모델을 접목함으로써 강한 동적반복하중에서도 실제와 거의 일치하는 구조거동을 예측 할 수 있는 소프트웨어를 완성하였으며, 그를 이용한 비교결과는 비교적 만족스러웠다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5C호
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• pp.183-190
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• 2009

지반재료의 응력-변형률 관계는 다양한 변형률에서 비선형적인 거동을 나타내며 지반 또는 지반구조물의 변형 및 응력예측에 필요하다. 또한 유한요소해석과 같은 수치해석을 위해서는 지반재료의 비선형 특성에 대해 보다 많은 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 시멘트와 플라이애시(비회)로 혼합 강화된 입상지반재료를 대상으로 일축압축시험을 실시하였고, 시험결과에 기초하여 파괴전 비선형 거동을 재현할 수 있는 다양한 응력-변형률 예측모델의 적용성을 평가하기 위하여 정규화된 비선형 응력-변형률 관계를 일반적으로 사용되는 쌍곡선 및 대수, 지수 등과 같은 모형에 적용하여 강화된 입상지반재료의 파괴전 거동을 평가하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.6-9
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• 2011

지속하중을 받는 철근콘크리트 휨부재는 크리프, 건조수축 등 장기거동에 의하여 처짐이 증가된다. ACI318-08, KCI 2007 등 현행 구조설계기준의 장기처짐 평가방법은 인장 및 압축 철근비, 배근상세, 재료 강도 등 설계변수에 따른 장기처짐의 변화를 합리적으로 고려하기 어렵다. 본 연구에서는 장기거동에 의한 힘의 평형조건과 변형률 적합조건을 사용하여 크리프와 건조수축에 의한 철근콘크리트 균열단면의 장기변형을 예측하는 간략 평가식을 제안하였다. 장기변형 평가 시 콘크리트와 철근은 선형탄성거동을 가정하였고, 시간에 따른 콘크리트와 철근 사이의 응력재분배를 고려하기 위하여 재령보정탄성계수법을 적용하였다. 변수연구 및 검증 결과, 철근콘크리트 휨재의 장기처짐은 설계변수의 영향으로 달라질 수 있고, 제안된 방법은 이러한 장기처짐의 변화를 비교적 정확하게 예측하는 것으로 나타났다.

• 오토저널
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• 제14권6호
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• pp.1-8
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• 1992

본 고에서는 균질화법의 정식화를 이용하여 복합재료의 거시적 균질화된 재료상수를 구하고, 이 재료상수를 이용하여 거시구조물의 변형과 응력을 구하고, 이로부터 다시 미시구조의 응력분포와 변형도를 구하는 방법을 기술하였다. 주기성을 가정한 균질화법은 복합재료 구조물의 물성평가와 거동예측에 대한 매우 적절한 수치해석 방법이다. 균질화법은 이러한 선형변형의 문제뿐만 아니라, 내압을 존재하는 빈공간 소재의 물성, 기지재료와 강화재료 계면의 미끄러짐 등으로 인한 미세 파손현상 등의 예측이 가능하다. 그외에도 탄소성 대변형 거동 이론과 균질화법을 함께 적용하여, squeeze casting에서 발생하기 쉬운 계면분리나 파단 등의 미소결함과 같은 2차 성형성의 예측도 가능하다.