• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.67-75
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• 2013

핵연료 지지격자 소재로 사용되는 zircaloy-4의 유동응력을 Johnson-Cook 모델로 결정하고, 모델의 재료상수를 역 공학으로 도출했다. 변형률 항의 상수 A, B, n과 변형률 속도 항의 $\dot{\varepsilon}_0$은 인장시험을 통해 결정했다. 상수 C, m을 역 공학으로 도출하기 위해 슬롯밀링시험을 수행하고, 유한요소해석으로 모사했다. 실험과 해석으로 얻은 결과의 차이를 오차함수, 즉 최소화 대상 목적함수로 설정했고, 이 함수를 최소로 하는 C, m을 도출했다. 도출한 상수의 타당성을 검증하기 위해 상관계수를 살펴봤고, 전단시험과 해석을 수행해 교차 검증했다. 상관계수는 모든 조건에 대해 0.97이상으로 실험과 해석결과 사이에 강한 상관관계가 있음을 확인했다. 전단시험과 해석의 전단면 형상 및 최대하중을 비교하여 도출한 유동응력 모델이 타당함을 보였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.177-177
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• 2011

현재 대부분 사용되는 지하매설물용 뒤채움재는 다짐공법을 많이 사용하고 있으며, 실제로 이러한 방법은 부적절한 다짐으로 인해 침하 및 내구성 저하로 인해 파손을 초래하는 경우가 많다. 이러한 문제를 해결 할 수 있는 하나의 대안으로 유동성 뒤채움재를 이용할 수 있다. 유동성 뒤채움재는 초기 유동성, 시간에 따른 자기 강도 발현 무다짐공법 적용 등 많은 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 현장발생토사, 정수장슬러지 및 폐타이어분말 등 재활용 재료를 이용한 유동성 뒤채움재의 기본물성을 평가하였다. 각각의 재활용재료에 대한 입도 및 비중을 평가하였고, 최적배합설계를 결정하였으며, 모형 시험과 유한요소 해석을 위한 기본 물성값을 위해 일축압축시험, 삼축압축시험, 공진주시험 등을 수행하였다. 최적배합설계를 산정하는 과정에서 수행한 실험중 대표적인 시험으로 자가수평능력 및 자기다짐등에 필요한 유동성을 판단하는 Flow시험(ASTM D 6133) 결과 기준으로 정한 20cm이상의 값을 얻을 수 있었으며 일축압축강도의 경우 시공 후 유지 보수가 용이한 강도인 $3.0kg/cm^2{\sim}5.6kg/cm^2$이하로 설계하였으며 28일재령 일축압축강도 결과 $3.15{\sim}3.74kg/cm^2$라는 유지보수에 적당한 결과값을 나타내었다. 이 배합이 현장에서 사용이 가능하다는 것으로 판단하고 현장모형시험과 유한요소해석를 통하여 현장에서 사용하였을 때 관의 변형과 관에 작용하는 하중변화를 확인하고 현장모형시험과 유한요소해석 간의 상관관계를 규명하였다. 현장 모형 시험은 현장과 비슷하게 제작된 모형을 이용하였으며 최대한 현장과 비슷한 조건에서 뒤채움재를 타설과정 중과 타설이 완료된 상태에서 7일 양생 후 하중재하와 같이 두가지 경우에서 수직 수평토압, 관의 수직 수평변위, 관의 종단변형을 측정하였다. 유한요소해석 프로그램은 Midas GTS를 이용하여 실시하였으며 관의 변형률, 유효응력을 측정하여 규명하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제24권4호
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• pp.399-406
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• 2012

철근콘크리트 보-기둥 접합부는 구조물 전체의 거동에 가장 크게 영향을 주는 부재 중 하나이다. 보와 기둥의 상대적인 강도 차이가 줄어들면서 지진에 의한 피해가 접합부에도 발생하고 있다. 지진하중과 같은 횡방향 반복하중이 작용하게 되면 접합부는 휨보다는 수직 혹은 수평방향 전단이나 부착에 대한 저항력이 중요하다. 따라서 접합부에 대한 내진설계는 설계자가 의도한 연성에 만족할 때까지 전단이나 부착에 대한 내력이 크게 감소하지 않는 수준의 설계가 요구된다. 하지만 인접보 소성힌지의 변형률 침투와 침투한 변형률의 영향으로 인해서 접합부의 변형이 발생하게 되고 접합부의 내력은 설계자의 요구 수준을 만족하지 못할 수도 있다. 이 논문에서는 부재 각 요소가 내부 접합부에 미치는 변형과 감소하는 전단내력을 파악하고 연성을 계산하는 모델을 제시하였다. 힘의 평형과 변형률 적합조건, 다른 연구자들의 이론을 참고하여 구축하였으며 모델을 실제 실험에 적용하였을 경우 타당한 범위 내에서 평가하였다. 다른 실험 데이터에 대한 추가적인 분석으로 불완전한 부분을 파악하고 개선하여 결과에 대한 오차를 줄이는 연구가 필요하다.

• 한국도로학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.1-15
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• 2007

본 연구에서는 시험도로 계측 자료와 유한요소해석 기법을 사용한 구조해석 결과를 비교하여 포장 전반에 걸친 거동을 분석할 수 있는 기반을 마련하는데 목적이 있다. 시험도로와 같이 다양한 하중 재하시험을 통하여 얻은 계측 결과와 유한요소 해석 결과를 비교하여 타당성을 입증할 경우, 향후 포장의 구조해석 및 설계 과정에서 유한요소해석 기법의 다양한 응용이 가능하다. 본 연구에서는 슬래브, 린, 보조기층, 길어깨, 다웰 및 타이바가 모두 포함된 3차원 콘크리트 해석 모형을 개발하여 동일 조건의 시험도로 계측값과 비교분석을 실시하였다. 또한, 다양한 온도 조건에서 구조해석을 수행하여 컬링에 의한 슬래브 거동을 파악하였다. 콘크리트포장에서 얻어진 변형률계의 계측 결과들과 유한요소해석에서 얻어진 예측 변형률사이의 오차를 줄이기 위하여 분석 방식은 실제 상황과 유사하게 모사하도록 구현하였으며, 가능하면 변수들을 실제 상황과 일치하도록 변화시켰다. 온도 변화 등 여러 가지 상황을 현장과 동일하게 만든 결과, 유한요소해석에서 예측한 값들이 현장에서 얻은 계측값에 유사하게 접근하는 것을 확인할 수 있었다. 그러나 린층에서는 해석값이 다소 과다하게 발생하여 추가 연구가 필요할 것으로 판단된다. 또한 실제 컬링을 모사한 구조해석 결과 계측값과 거의 동일하게 나타났으며 영구컬링의 존재도 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.183-190
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• 2019

본 논문은 균열선단 그리드 세분화기법을 소개하고 자연요소법을 이용한 균열해석에 이 기법을 적용함으로서 그 유효성을 고찰하였다. 유한요소법에 있어서의 국부적 h-세분화와 같이 높은 응력 특이성을 보이는 균열선단 주위를 따라 자연요소법 그리드를 국부적으로 세분화하였다. 본 논문에서 소개되는 그리드 세분화기법은 2단계로 구성되며, 1단계에서는 그리드 점들이 추가되고 2단계에서는 균열선단 절점을 공유하는 델라우니 삼각형들이 나뉘게 된다. 제안하는 그리드 세분화기법의 타당성과 균열해석에서의 유효성을 입증하기 위해 대칭 엣지 균열을 갖는 평면 변형률 상태의 사각 평판을 해석하였다. 수치해석 결과의 상대비교를 위해 균일한 자연요소 그리드를 이용한 균열해석도 수행하였으며, 균열선단이 세분화된 그리드는 균일한 그리드와는 달리 이론해와 조밀한 그리드와 유사한 균열선단 응력분포를 나타내었다. 또한, 총 그리드 절점수에 대한 해석결과의 전역 상대오차에서도 세분화된 그리드가 균일한 그리드에 비해 높은 수렴율 나타내었다.

• 한국가스학회지
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• 제16권5호
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• pp.52-57
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• 2012

본 연구에서는 유한요소해석법을 사용하여 다접오링의 밀봉특성에 관련된 변형률, 응력, 접촉법선응력을 해석하였다. 밀봉특성에 관한 FEM 해석결과에 의하면, 다접오링에 작용하는 최대 변형률, 최대압축응력, 최대접촉 법선응력은 기존의 오링에 비해 약 1.7배나 더 높게 나타났다. 이것은 다접오링의 절단면에 U홈을 형성하였기 때문이고, 다접오링은 고압가스 용기, 밸브, 가스기기의 밀봉을 유지하는데 매우 유용할 것으로 판단된다. 그리고, 다접오링에서 가스압력을 높여도 압출파손 현상이 발생되지 않았는데, 이것은 U홈이 있기 때문인 것으로 판단된다. 따라서, 다접오링은 기존의 오링에 비해 밀봉수명을 길게 연장시킬 수 있다.

• 전산구조공학
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• 제8권2호
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• pp.115-121
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• 1995

고강도콘크리트(압축강도 400-700kgf/cm/sup 2)를 이용한 구조물의 강도성능과 휨변형을 정확히 구하는 해석방법을 제안하는 것이 본 연구의 목적으로서, 재료특성을 모델화하기 위하여 희귀분석을 이용한 고강도콘크리트의 응력-변형률관계와 사다리꼴 응력모델을 검토하여 그 적용성을 확인하였다. 내력과 변형의 해석방법으로서는 단면을 요소분할하여 재료의 응력-변형률관계를 이용한 모멘트-곡률관계의 해석을 이용하였다. 여기서 본 연구는 재료특성의 불확정 변수와 해석시의 반복계산에 의한 오차를 최소화하기 위하여 확률적 개념을 이용한 몬테카를로 시뮬레이션의 방법을 도입하여 내력 및 변위성능을 합리적으로 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권5호
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• pp.533-542
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• 2006

In order to assess the integrity of pipes with local thinning area, the plastic strain as well as the elastic strain at the root of thinned region are required particularly when fluctuating load is applied to the pipe. For estimating elastic-plastic strain at local wall thinning area in a straight pipe under tensile load, an estimation model with idealized fully circumferential constant depth wall thinning area is proposed. Based on the compatibility and equilibrium equations a nonlinear estimation equation, from which local elastic-plastic strain can be determined as a function of pipe/defect geometry, material and the applied strain was derived. Estimation results are compared with those from detailed elastic-plastic finite element analysis, which shows good agreements. Noting that practical wall thinning in nuclear piping has not only a circular shape but also a finite circumferential length, the proposed solution for the ideal geometry is extended based on two-dimensional and three-dimensional numerical analysis of pipes with circular wall thinning.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권3호
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• pp.260-268
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• 2006

The micromechanical approach was used to investigate the interfacial strain distributions of a unidirectional composite under transverse loading in which fibers were usually found to be randomly packed. Representative volume elements (RVE) for the analysis were composed of both regular fiber arrays such as a square array and a hexagonal array, and a random fiber array. The finite element analysis was performed to analyze the normal, tangential and shear strains at the interface. Due to the periodic characteristics of the strain distributions at the interface, the Fourier series approximation with proper coefficients was utilized to evaluate the strain distributions at the interface for the regular and random fiber arrays with respect to fiber volume fractions. From the analysis, it was found that the random arrangement of fibers had a significant influence on the strain distribution at the interface, and the strain distribution in the regular fiber arrays was one of special cases of that in the random fiber array.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.310-319
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• 2017

충격파 시험장치를 이용하여 추력을 측정하는 방법을 소개하였다. 충격파 시험장치를 이용하여 엔진의 추력을 측정하기 위해서는 일반적인 엔진시험 시설에서 추력을 측정하기 위해 사용하는 밸런스가 힘의 평형상태에 도달하지 못하기 때문에 응력파 힘 밸런스(Stress Wave Force Balance) 방법을 이용하여 측정한다. 본 논문에서는 모델 힘 밸런스(force balance)에 대해 충격하중을 주고 유한요소법(FEM)으로 변형률을 계산하였다. 충격하중과 변형률의 관계를 역합성곱(de-convolution)하여 천이함수를 도출하였다.