• 콘크리트학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.121-127
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• 2009

연화재료의 변형률 국부화 거동에 따른 파괴영역과 파괴영역 내에서의 변형률 추이는 구조물의 극한거동에 큰 영향을 미치지만 파괴영역의 예측과 영역 내에서의 변형률을 정량화하는 것은 실험적으로 명확히 구명되어 있다고 보기 어렵다. 이 연구에서는 국부화된 파괴영역 및 그 영역 내에서의 변형률 분포 추이를 추정하기 위해 화상처리기법을 이용하였다. 화상처리기법의 신뢰성 및 타당성을 검증하기 위해, 일축압축공시체를 대상으로 화상처리기법을 이용하여 변형률을 추정하고, 이를 콘크리트 게이지로부터 취득한 변형률과 비교분석하였다. 분석 결과를 바탕으로 전단압축파괴형 보의 정적파괴실험에 화상처리기법을 적용하여 실험체의 거동에 따른 주인장변형률 및 주압축변형률의 분포도를 작성하였다. 마지막으로 작성된 분포도를 이용하여 국부화영역 및 국부변형률을 추정하였다. 실험 결과, 화상처리기법을 이용하여 취득한 파괴영역 내에서의 변형률 분포 추이는 비교적 정확히 실험체의 거동을 예측할 수 있었으며 손상 정도에 따라 비교적 합리적인 국부변형률값을 얻을 수 있었다.

• 한국추진공학회지
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• 제11권6호
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• pp.18-25
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• 2007

열적으로 민감한 재료의 소성 변형에 있어서, 전단력에 의한 전단밴드(shear band)는 많은 공학적인 재료에서 관찰되고 있으며 전단밴드의 형성이 가속화됨에 따라 밴드의 변화량이 많고 폭이 좁은 국부화(localization) 현상이 발생하게 되는데, 이는 가공물에 치명적인 파단을 가져올 수 있는 현상이다. 본 연구에서는 텅스텐 중합금(tungsten heavy alloy, WHA)의 관통 메커니즘을 분석하기 위해 높은 변형률의 조건하에서 관찰될 수 있는 전단밴드(shear band)의 형성과 국부화 현상에 대하여 열적 조건을 고려하여, 고속변형률에서 다결정 금속의 전단밴드 구성에 기초를 둔 메커니즘을 수치적으로 연구하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제9권5호
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• pp.115-125
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• 1997

콘크리트의 변형률국소화는 콘크리트의연화거동에 수반되어 변형이 국부적으로 집중되는 현상이다. 본 연구의 목적은 인장과 압축하중상태에서 콘크리트 부재에 발생하는 콘크리트 변형률 국소화 거동을 해석적으로 재현할 수 있는 통일된 모형을 제안하는 것이다. 본 논문에서는 인장과 압축에 대하여 변형률국소화가 일어나는 콘크리트 부재를 변형률 연화가 일어나는 국소화영역과 탄성제하가 발생하는 비국소화영역으로 구분하여 모델링하는 통일된 모형을 제안하였다. 또한 제안된 모형에서 미시역학적 평균화기법을 이용해 평균등가탄성계수와 수정된 평균등가탄성계수를 구하여 시편의 크기와 국소화영역의 크기에 따는 해석을 수행하였으며 기존의 실험값과 비교하였다. 연구결과, 본 연구에서의 변형률국소화모형이 크기효과를 포함한 콘크리트의 변형률국소화거동 해석에 타당하게 적용될 수 있음을 보여주었다.

• 전산구조공학
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• 제17권2호
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• pp.20-23
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• 2004

공학적 응력-변형률 곡선에서 재료의 파괴직전에 흔히 나타나는 변형률연화 (strain softening) 현상은 국부의 집중소성변형 현상과 밀접한 관계가 있다 그러나 변형률연화는 음수의 기울기를 가지는 응력-변형률 곡선을 의미하며, 이 모델은 유한요소해석의 결과가 그 요소의 크기에 따라 수렴점이 달라지는 근본적인 문제를 가진다. 따라서 1980년대 이후 많은 학자들이 이 현상의 적절한 모델을 찾기 위한 노력을 기울여왔다. (중략)

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1563-1571
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• 1991

본 연구에서는 가상일 원리로 부터 유한 요소 수식화를 updated-Lagrangian 형태로 유도하였으며, 유도된 수식화를 연속체 유한 요소로 유한 근사화 하였다. 이 때 초소성 재료의 거동은 비압축성, 비선형 점성 유ㄷ옹으로 묘사하였다. 유한 요소 프로그램은 성형 기구 해석과 하중 압력을 제어하는 기법으로 구성되어 있으며 하중 압력의 제어는 성형 시간이 최소가 되게 하기 위하여 변형률 속도 민감 계수가 최대가 되고, 국부 변형에 의한 두께 감소를 방지하며 변형률 속도는 일정하게 유지되면서 성 형이 될 수 있도록 하였다. 즉 하중 압력 제어는 상당 변형률 속도가 최대가 되게하 여 성형 시간을 최소화하게 구성하였다.개발된 유한 요소 프로그램은 정수압 벌징 가공에 적용하였으며 최적 압력 시간 선도, 성형 형상, 두께 및 두께 변형률 분포, 상 당 변형률 분포 등을 구하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.241-250
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• 1997

콘크리트에 발생하는 변형률 국소화는 연화거동에 수반하여 변형이 국부적으로 집중되는 현상으로 이를 유한요소해석 할 수 있는 일관된 알고리즘을 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 변형률 국소화현상이 발생한 콘크리트는 변형률이 집중되는 국소화영역과 그외의 영역인 비국소화영역으로 크게 구분할 수 있으며 국소화영역에서는 연화현상을 포함하는 탄소성거동을 하게 되며 비국소화영역은 손상제하거동을 수반하게 된다. 변형률 국소화현상이 진행중인 콘크리트의 국소화영역을 모델링하기 위하여 열역학적으로 정식화된 전형적인 소성모델에 콘크리트의 극한응력 이후에 비선형 연화로 표현되는 소성거동을 고려할 수 있는 일반화된 Drucker-Prager모델을 도입하였으며 소성이론식의 적분을 위해 return-mapping 알고리즘을 사용하고 일관된 알고리즘을 전개하였다. 또한, 콘크리트의 비국소화영역의 모델링을 위하여 열역학적 자유에너지함수를 수정하여 비선형 탄성 및 손상의 일관된 알고리즘을 전개하였다. 개발된 알고리즘에 의한 유한요소해석을 통해 압축을 받는 콘크리트 부재의 변형률 국소화 현상을 해석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.158-166
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• 2009

Hoek-Brown 암석에서 응력에 의해 발생되는 균열의 전파특성을 수치해석적으로 분석하기 위한 기초연구로서 탄성균열의 균질화 기법이 제안되었다. 균열의 개시조건으로 Hoek-Brown 경험식이 이용되었고, 균열의 방향 탐색을 위해 임계면법이 이용되었다. 균열물질과 무결암으로 구성된 대표체적에 대해 체적평균 응력 및 변형률 개념을 적용하여 균열과 신선암의 역학적 특성을 균질화시킴으로써 등가 이방성매질의 구성관계식을 유도하였다. 제안된 균질화모델을 포트란 코드로 작성하여 상업유한요소 코드인 COSMOSM에 이식하였다. 제안된 수치해석모델의 적합성을 검증하기 위하여 2차원 평면변형률조건에서 수치 일축압축시험을 실시하였다. 모델 상하부 가압면의 구속조건을 달리한 2가지 해석모델을 선정하여 구속조건이 일축압축시험편의 변형 및 파단면 형성형태에 미치는 영향이 분석되었다. 균열의 균질화를 고려한 수치 일축압축시험 결과는 실제 실험에서 발생되는 형태와 유사한 변형거동 및 파단면 형성 특성을 잘 나타내었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.363-370
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• 2020

본 논문은 구조물 보강을 위해 부착된 CFRP 쉬트의 박락 위치를 탐색하기 위해 BOTDR 센서를 적용한 실험적 연구 결과를 보고한다. CFRP 쉬트를 부분적으로 비부착한 실험체가 본 연구를 위해 제작되었으며, 그 위에 BOTDR 센서를 나일론 망을 이용하여 부착되었다. 보강된 RC 보의 휨실험 동안 CFRP 쉬트의 변형률은 BOTDR 센서와 전기저항식 게이지를 통해 계측되었다. 연구결과로부터 BOTDR 센서를 통해서 획득된 변형률 분포는 CFRP 보강재의 탈락 구간을 시각화하고, 탐지하는데 효과적으로 이용될 수 있음이 확인되었다. 또한 BOTDR 센서를 통해 계측된 변형률은 국부적인 변형률이 얻어지는 전기저항식 게이지보다 구조물 전체의 거동을 분석하는데 효과적임이 확인되었다. 100 mm 이하의 계측장을 갖는 BOTDR 센서의 개발은 CFRP 쉬트의 국부적인 탈락의 위치의 정확한 탐지를 가능하게 할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.29-39
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• 2002

본 연구에서는 미소변형률에서 파괴규준을 포함하는 대변형률에 이르는 전체 변형률 영 역의 거동을 획득하기 위하여, LVDT를 장착하여 국부변위를 측정한 삼축압축시험을 수행하였다. 이러한 결과 미소변형률(0.001% 수준)에서 대변형를까지(10%)의 거동을 합리적으로 구할 수 있었으며, 불교란 및 교란 풍화토 시료에서의 변형계수가 미소변형률 영역에서 유사하게 나타났다. 그리고 공진주(RC)시험과 비배수 삼축압축시험에서 구한 정규화 전단변형계수$(G/G_{max})$ 곡선이 일치한 반면 최대전단변형계수$(G/G_{max})$는 포화도에 따라 상이하게 나타났다. 또한 비등방경화 구성모델의 계수 연구를 통하여 전체 변형률 영역 거동을 합리적으로 예측할 수 있음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.311-322
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• 2022

본 연구에서는 분포형 광섬유 시트와 탄소섬유 시트를 콘크리트 표면에 부착하여 철근 콘크리트를 사용하는 구조물의 보강 효과 및 BOTDR 센서를 활용한 상태 평가를 4점 휨 실험을 통해 수행하였다. 부착 정도에 따른 보강 효과를 확인하기 위하여 탄소섬유 시트의 부착 형태를 다양하게 제작하였으며, BOTDR 센서의 활용성을 확인하기 위하여 실험체에 다수의 전기저항식 변형률 게이지를 부착하여 BOTDR 센서의 변형률과 비교하였다. 실험 결과를 살펴보면, 우선 CFRP시트 부착 정도에 따른 보강 효과에 분명한 차이가 나타나는데, 이는 부착 면적보다는 부착 형태에 더 영향을 받는 것으로 확인되었다. BOTDR 센서로부터 계측된 변형률로부터 하중 증가에 따른 철근 콘크리트 실험체의 구조적 거동을 시각화 할 수 있었으며, CFRP 보강 부위에서 하중이 집중되는 것을 알 수 있다. BOTDR 센서에서 계측된 변형률이 전기저항식 게이지로부터 계측된 변형률과 유사하게 계측되는 것을 알 수 있는데, 이를 통해 대형 토목 구조물의 전체적 거동을 분석하는데 BOTDR 센서가 효과적일 수 있음을 확인하였다. 다시 말해서, 국부적 변형률을 측정하는 전기식 변형률 게이지로 계측을 하면 계측 오차는 상당할 수 있는 반면에, 분포형으로 측정되는 BOTDR 센서는 이러한 문제를 줄일 수 있는 대안으로 판단된다. 마지막으로, CFRP 시트 탈락이 발생되는 부분에서 계측 BOTDR 센서 변형률이 높게 나타나는데 이를 활용하면 CFRP 시트의 국부적 손상 위치를 효율적으로 추적할 수 있을 것으로 판단된다.