• 한국터널지하공간학회 논문집
• /
• 제18권6호
• /
• pp.557-568
• /
• 2016

심부 터널을 굴착하는 동안 발생할 수 있는 현상인 압출은 큰 소성 변형과 터널 축소 그리고 지보 붕괴를 일으킬 수 있다. 따라서 압출 현상의 발생 가능성과 변형량, 응력 변화의 정량적 예측은 합리적인 시공 방안을 수립하기 위하여 매우 중요하다. 본 연구는 변형률 연화 구성모델을 이용한 3차원 수치해석을 수행하여 압출 거동을 합리적으로 모사하고 변형량과 소성 범위 등을 정량적으로 예측하고자 하였다. 다양한 범위의 응력 조건과 강도 조건의 42가지 경우에 대한 해석을 수행한 결과 최대접선응력과 암반강도비가 소성 변형량과 소성 깊이를 합리적으로 예측할 수 있었으며 이들의 관계식을 제안하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제36권4호
• /
• pp.490-496
• /
• 2012

본 연구의 목적은 바지선에 의해 발생하는 해상풍력발전기의 충격손상을 최소화 시키기 위한 것이다. 충격해석은 상용유한요소해석 프로그램인 ANSYS LS-Dyna를 통하여 분석하였다. 바지선속을 변화시켜 다양한 상태의 하중케이스를 고려하였고 충격방지고무의 비선형성을 고려한 시간이력해석을 수행하였으며 변형률 에너지, 전체 변형량, 플라스틱 변형률, 내부충격에너지, 영구손상된 변형량 등을 검토하였다. 충격속도에 변화에 따른 영구변형을 확인한 후 자연고무, 복합고무, 네오프렌 등의 고무시험 물성치로부터 구한 Mooney-Rivlin 상수를 적용하여 적절한 충격방지고무의 두께를 제안하였다. 본 연구를 통하여 구조물의 두께와 충격방지고무의 두께비에 대한 경향을 파악할 수 있으며 구조물의 설계에 적용할 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권11호
• /
• pp.1461-1469
• /
• 2011

본 논문은 3 차원 유한요소해석 기법을 이용하여 토오크 시험을 위한 표준시험시편의 각도 및 동심 오열이 시편의 응력과 변형률 변화에 미치는 영향을 분석하였다. 해석 결과의 정량적 비교를 위해 각, 동심 및 복합 축 오열에 대한 평균 굽힘 변형률을 적용하였으며, 시편 형상에 따른 축 오열 영향을 확인하기 위해 환봉형 시편과 튜브형 시편에 대해 각각 유한요소해석을 실시하였다. 해석결과로부터 얻어진 변형률과 응력의 변화로 축 오열의 종류와 방향을 예측하는 일반적인 기준을 제시하였으며, 초기 항복조건을 적용하여 축 오열이 토오크 시편의 초기 항복 모멘트에 미치는 영향을 분석하였다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제25권5호
• /
• pp.497-508
• /
• 2013

이 논문에서는 화재 발생에 따른 구조물의 성능 변화를 평가하기 위한 철근콘크리트 부재의 수치해석모델이 제안되었다. 화재 발생 시 유발되는 전도, 대류 및 복사열의 효과를 고려한 비정상 열전달 해석을 수행하였으며 이를 통해 단면 내 온도분포를 결정하였다. 또한, 적층섬유단면을 적용하여 온도증가로 인해 단면 내 위치에 따라 달라지는 재료의 비선형성을 고려하였다. 이 때, 온도변화에 따라 유발되는 열팽창 변형률, 비정상상태 변형률, 크리프 변형률 등의 비역학적 변형특성을 단면 내 각 섬유에 대해 고려함으로써 화재 발생 시의 극심한 온도증가를 고려한 비선형 해석을 수행하였다. 제안된 해석모델의 타당성을 입증하기 위하여 철근콘크리트부재의 표준화재실험으로부터 얻어진 실험결과와 해석결과를 비교하였으며, 특히, 화재 시간에 따른 저항능력의 변화를 살펴봄으로써, 철근콘크리트 부재의 거동특성을 평가하고 이를 설계규준에서 제시하는 단면 및 저항능력과 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권9호
• /
• pp.17-28
• /
• 2007

도심지 지하 터널은 주변 구조물의 존재 하에서 미고결성 저토피고 지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 일반 산악 터널이나 대심도 암반층에 건설되는 지하공동과는 달리 터널 주변의 지반 변위, 지표면 침하와 기울기가 터널 설계의 주요인자가 된다. 본 논문은 도심지 NATM 터널의 변형거동에 대한 합리적 해석 방법의 확립을 위한 연구로서 변형률 연화 모델을 이용한 수치해석적인 방법을 통하여 굴착에 따른 지반 평가와 거동 예측을 수행하였다. 적용되어진 변형률 연화모델은 지반이 항복후 전단변형률의 증가에 따른 전단강성와 강도정수의 저하를 고려한 것이다. 현장 계측 결과는 시공중 설계물성치의 재설정에 이용되어졌다. 연화모델의 결과와 현장 계측값과의 비교에서 적용되어진 모델이 지표 침하, 기울기, 지중 침하 및 지중 수평변위의 변형 양상을 어느 정도 재현될 수 있음을 알 수 있었다. 본 논문에서 제안된 모델을 토대로 시공조건이 엄밀한 도심지 터널의 변형거동에 정량적인 평가 및 예측이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.16-20
• /
• 2005

고함수비상태로 준설투기된 준설점토지반에 지반개량을 위한 하중재하시 보통 점토지반에 비해 큰 압밀침하가 발생한다. 미소변형률을 전제로 하고 있는 기존의 열전도형 압밀방정식은 준설토지반과 같이 대변형이 발생하는 지반에 적용하기 어렵다. 따라서 준설토층과 같이 큰 변형이 발생하는 지반에서는 압밀과정 중 층 두께의 변화가 고려되어지는 압밀방정식을 적용해야한다. 본 연구에서는 층 두께의 변화를 고려한 압밀해석을 하고 이들의 결과와 층 두께의 변화를 고려하지 않은 기존 압밀해석의 결과와 비교·분석하였다. 이들로부터 변형률이 큰 지반에서의 압밀기간은 층 두께의 변화를 고려한 이론이 그렇지 않은 경우보다 실측치에 보다 근사하게 산정되었고, 압밀침하량의 경우는 압축지수에 의한 방법보다 변형률에 근거한 계산이 실측치에 매우 근접하게 산정되었다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제9권2호
• /
• pp.1-9
• /
• 2009

물-결합재비 0.4이하의 고성능 콘크리트 수축 변형을 파악하기 위해 전체 수축을 수분의 외부이동에 의한 건조수축과 수분의 내부소모에 의한 자기수축으로 분리한 후, 자기건조에 의한 상대습도 변화와 변형률의 관계를 묘사하기 위하여 계면역학적 접근법에 의한 습도-변형률 관계를 설정하였다. 이에 대한 검증을 위해 자기수축 시험체에서의 습도-수축 측정을 수행하였으며, 기존 연구 모델인 Tazawa, CEB-FIP 모델에 비하여 측정값과 가장 유사한 결과를 나타내어 본 연구에서의 자기수축모델은 자기건조에 따른 자기수축은 선형성을 나타내는 수분의 외부이동에 의한 수축과는 달리 지수적 관계를 갖는 특성과 초기재령에서의 급속한 자기수축 발현 특성을 적절히 묘사하고 있음을 알 수 있었다. 이 후 본 연구의 수분이동-수축 모델을 반영하여 온도, 수분이동, 변형률 해석의 다중물리 모델 해석과 모형시험체 측정을 수행한 결과 매우 유사한 값을 나타내어 본 연구를 통해 측정된 수분의 내부소모에 의한 습도와 수축변형률을 고려한 다중물리모델은 타당할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제32권6호
• /
• pp.349-357
• /
• 2019

유한요소법(finite element method)은 다양한 분야에서 재료의 역학적 거동을 더욱더 현실적으로 해석하고 예측하는 방법으로 다양한 분야의 제품 개발에 적용되고 있다. 하지만 섬유배향과 변형률 속도가 역학적 특성에 영향을 미치는 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료에 관한 수치해석을 이용한 접근 방법은 현재까지 다소 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 고분자, 고무, 금속 등과 같은 다양한 복합재료를 위한 선형, 비선형 다중스케일 재료 모델링 프로그램인 Digimat의 수치해석 재료 모델을 활용하여 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료의 역학적 특성을 정의하고 검증하는 것에 있다. 또한 이를 통해 좀더 현실적으로 고분자 복합재료의 거동을 예측하고자 한다. 이를 위해 다양한 고분자 중 30wt%의 단섬유 질량 비율을 갖는 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(polybutylene terephthalate, PBT)의 섬유배향과 변형률 속도에 따른 인장 특성을 참고문헌을 통해 조사하였다. 또한 Moldflow 프로그램을 사용한 사출해석을 통해 유리섬유 배향 정보를 계산하였으며 이를 매핑(mapping) 과정을 통해 유한요소 인장 시편 모델에 전달하였다. 대표적인 유한요소 상용 프로그램 중 하나인 LS-DYNA는 유리섬유 배향과 변형률 속도에 따른 복합재료의 인장 특성을 연구하기 위해 Digimat과의 연성해석(coupled analysis)에 활용되었다. 그리고 유리섬유 강화 플라스틱 복합재료를 해석하기 위한 LS-DYNA의 다양한 비등방성(anisotropic) 재료 모델들의 장단점을 서로 비교하고 평가하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
• /
• pp.199-202
• /
• 2011

플로팅구조물은 열악한 해양환경상태에 있기 때문에 구조물응답에 대한 실시간 모니터링 기술을 적용하여 구조안전성을 확보해야 한다. 특히 기존의 전기 저항식 스트레인 게이지 단점을 극복한 광섬유 센서를 이용하여 실시간 모니터링 시스템 개발에 관한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 플로팅구조물의 축소 모델에 광섬유 센서 중 하나인 FBG센서를 부착하고 실험용 수조에 설치하여 광학 스펙트럼 분석기를 통해 중심파장을 측정한 후 변형률을 계산하였다. 또한 유한요소 모델을 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 모델링하고 유한요소 해석을 통해 변형률을 출력하고 실험결과와 해석 결과를 비교하여 광섬유 센서를 이용한 플로팅구조물의 실시간 모니터링을 위한 기초자료를 제공하고자 한다.

• 한국지반공학회지:지반
• /
• 제14권4호
• /
• pp.47-60
• /
• 1998

본 연구에서는 남해안 해성점토의 일정변형률 압밀특성을 파악하기 위해 표준압밀시첩과 변형률 속도가 다른 일정변형율 압밀시험을 수행하고 이들 결과를 비교.분석하였다. 표준압밀시험 및 일정변형율 시험에서 선행압밀하중을 산정하기 위하여 여러 제안된 방법을 사용하였으며 각 방법의 적용성을 검토하였다. 또한, 변형률 속도가 응력-변형뮬 관계, 간극수압, 그리고 선행압밀 하중에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과에 의하면 압밀곡선의 분포와 선행압밀하중비($a_2=\sigma'_{pCRS}/\sigma'_{pConv}$)는 변형률 속도의 영향을 받지만, 정규압 밀구간의 압축지수는 상대적으로 변형률 속도의 크기와 무관한 것으로 나타났다. 해성점토의 선행압밀하중비는 변형률 속도의 대수축척에 비례하여 증가하는 것으로의 변형률 속도에서 평균적으로 1.11~1.30의 분포를 보였다. 일정변형률 압밀시험에서 간극수압비는 변형플 속도가$6.67\times10^{-4}$ %sec일 때를 제외하고는 6.0%를 초과하지 않는 것으로 나타났다. 정규압밀구간의 압축지수, 압밀계수와 투수계수는 각각 0.59~0.95, $0.56\times10^{-3}~3.0\times10^{-3} cm^2/sec,\; 그리고 \;2.0\times10^4~7.0\times10^{-4} cm/sec$의 분포를 보였다.