• Title/Summary/Keyword: 복합수치해석

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Variational Method for the Numerical Analysis of Saturated Granular Soils under Dynamic Loads (포화된 사질토의 동적 수치해석 기법)

  • Song, Chi-Yong;Wolfe, W.E.;Chun, Byung-Sik;Kim, Kyung-Min
    • Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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    • 2004.03b
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    • pp.746-756
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    • 2004
  • 포화토의 거동은 흙과 유체사이의 상호작용에 의해 지배된다. 특히, 동화중 작용시 포화된 사질토에서는 이러한 상호작용에 의해 급격한 액상화 현상이 유발되며 이는 동역학직, 유체역학직으로 복합적인 거동을 나타네어 복합하므로 오직 수치해석적인 방법을 이용한 거동해석만이 가능하다. 본 연구는 사질토에서의 동적 거동해석을 위한 수치해석기법 개발에 그 목적을 두었다. 본 수치해석기법은 Hiremath (1987, 1996)의 "Dynamics for Saturated Soils" 이론에 Sandhu (1975a, 1975b, 1976)의 Variational 기법을 적용하여 개발되었으며 간극수압과 관련된 다양한 토질역학적 문제들에 적용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Analysis of Particle-Reinforced Composites Incorporating Cumulative Damage (누적손상모델을 고려한 입자 강화 복합재료에 관한 해석)

  • Kim, Bong-Rae;Lee, Haeng-Ki
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.18-20
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    • 2009
  • 입자 강화 복합재료 내에서의 다양한 손상 메커니즘은 복합재료의 전체 거동을 예측에 상당한 영향을 미친다. 이에 본 연구에서는 입자 강화 복합재료 내에서의 누적 손상을 고려한 미세역학 기반 탄소성 모델(Kim and Lee, 2009)을 소개하고자 한다. Kim and Lee (2009)에 의해서 입자 강화 복합재료의 탄소성 모델을 위해 입자 강화 복합재료 내 계면에서의 누적 손상 및 기지재의 연성 거동이 고려되었다. 제안된 모델을 이용한 입자 강화 복합재료의 탄소성 거동 예측값은 관련된 실험값 (Llorca et al., 1991)과의 비교를 통해 수치해석을 수행하였다.

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Numerical Analysis of Steel-strengthened Concrete Panels Exposed to Effects of Blast Wave and Fragment Impact Load Using Multi-solver Coupling (폭풍파 및 파편 충돌에 대한 강판보강 콘크리트 패널의 복합적 수치해석)

  • Yun, Sung-Hwan;Park, Taehyo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.31 no.1A
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    • pp.25-33
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    • 2011
  • The impact damage behavior of steel-strengthened concrete panels exposed to explosive loading is investigated. Since real explosion experiments require the vast costs to facilities as well as the blast and impact damage mechanisms are too complicated, numerical analysis has lately become a subject of special attention. However, for engineering problems involving blast wave and fragment impact, there is no single numerical method that is appropriate to the various problems. In order to evaluate the retrofit performance of a steel-strengthened concrete panel subject to blast wave and fragment impact loading, an explicit analysis program, AUTODYN is used in this work. The multi-solver coupling methods such as Euler-Lagrange and SPH-Lagrange coupling method in order to improve efficiency and accuracy of numerical analysis is implemented. The simplified and idealized two dimensional and axisymmetric models are used in order to obtain a reasonable computation running time. As a result of the analysis, concrete panels subject to either blast wave or fragment impact loading without the steel plate are shown the scabbing and perforation. The perforation can be prevented by concrete panels reinforced with steel plate. The numerical results show good agreement with the results of the experiments.

Numerical Simulation and Verification of Morphing Composite Structure with Embedded SMA Wire Actuators (형상기억합금 선이 삽입된 가변 복합재 패널의 해석 및 실험)

  • Kong, Jung-Pyo;Jung, Beom-Seok;Li, Ningxue;Ahn, Sung-Hoon;Cho, Maeng-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.343-346
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    • 2010
  • 형상기억합금이 삽입된 복합체는 힌지나 추가적 작동기 없이 그 자체로서 지능 구조의 역할을 할 수 있어 많은 분야에서 활발히 연구되고 있다. 본 논문에서는 형상기억합금(Shape Memory Alloy) 선이 삽입된 $\cap$자형 복합재를 제안하고, 형상기억합금과 모재가 정해진 경우의 곡률 변화에 영향을 주는 주요 설계 변수를 복합재의 너비, 두께, 형상기억합금의 편심률을 설계변수로 가정하고 유한요소 해석과 패널 제작 및 실험을 통해 검증한다. 먼저 라고다스(Lagoudas)모델을 형상기억합금의 구성방정식으로 이용한 유한요소해석모델을 구성하여 수치해석을 수행하고, 11 종류의 형상기억합금 선이 삽입된 유리섬유강화복합재(Glass Fiber Reinforced Plastic) 패널을 제작하여 열하중에 따른 곡률변화를 관찰한다. 해석결과와 실험결과의 비교를 통해 해석모델의 타당성을 검증하며, 해석을 통해 각 설계 변수들의 곡률변화에 대한 영향을 파악한다.

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A Study on Determination of Stress Intensity Factors for the Interface Crack in Dissimilar AnisotropicMaterials (이방성 이종재료의 접합계면 균열에 대한 응력확대계수 결정에 대한 연구)

  • 이갑래;조상봉;최용식
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.15 no.3
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    • pp.887-897
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    • 1991
  • 본 연구에서는 이와 같은 배경에서, Fig. 1(f)와 같이 가장 일반적인 이방성 재료가 접합된 경우의 응력확대계수를 명확히 정의하고, 수치해석법으로 구할 수 있는 외삽식을 제안한다. 또한, 탄성문제의 수치해석 방법으로 적은 요소의 분할로써 고 정밀도의 수치해석 결과를 얻을 수 있는 경계요소법(boundary element method:BEM), 특히 저자들이 개발한 복합재료에 대한 2차원 경계요소법 프로그램을 이용하여 이방성 이종재료 접합계면 균열의 응력확대계수를 해석하고, 복합재료내의 섬유방향에 대한 접합계면 균열의 정성적 거동을 고찰하고자 한다.

Three-dimensional cure simulation of composite structures by the finite element method (유한요소법을 이용한 복합재 구조물의 3차원 경화 수치모사)

  • Min, Kuoung-Jae;Park, Hoon-Cheol;Yoon, Kwang-Joon
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.30 no.6
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    • pp.39-45
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    • 2002
  • In this paper, a finite element formulation was introduced for the three-dimensional cure simulation of composite structures. Based on the formulation, a three-dimensional finite element code was developed. Numerical examples found in the literatures were solved for code verification. Results from the present analyses agreed well with the measured cure-induced temperatures. Unlike in one or two dimensional analysis, temperature and degree of cure were able to be calculated at any point within composite structures in the present analysis. The finite element program can be used for the cure simulation of composite structures with arbitrary geometry under non-uniform autoclave temperature distribution.

Nonlinear Analysis of Space Trusses Using the Combined Arc-Length Method (복합 호장법을 이용한 공간 트러스의 비선형 해석)

  • 석창목;권영환
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.3
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    • pp.361-369
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    • 2001
  • This paper deals with numerical efficiency of nonlinear solution technique for space trusses. It will propose the combined Arc-length method to trace structural behavior after reaching buckling load as opposed to the current Arch-length method. The combined Arc-length method uses the current stiffness parameter as a control variable. It uses Secant-Newton method in stable path and applies Arc-length method in unstable path. To evaluate efficiency of solution technique, the accuracy of solution, convergence, and computing time concerning illustrative numerical examples are compared with the current Arc-length method. It show that the combined Arc-length method, as proposed in this paper, is superior to the current Arc-length method in numerical nonlinear analysis.

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The Study on The Numerical Analysis Method for Ground Improved by Cement Mixing Method (시멘트혼합처리공법이 적용된 지반의 수치해석 방법에 관한 연구)

  • Kim, Byung-Il;Hong, Kang-Han;Kim, Young-Seon;Han, Sang-Jae
    • Journal of the Korean Geosynthetics Society
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    • v.17 no.4
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    • pp.41-52
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    • 2018
  • Since the composite ground design method is easy to apply for calculation or numerical analysis, it is applied to the design of cement mixing methods. However, the comparison studies between analysis and actual results such as a trial test and construction for the cement mixing method are few because the composite ground design method was developed for the compaction pile (SCP, GCP) methods. In this study, the results of various analysis methods, such as the composite ground analysis method (1 case) and the individual pile method (3 cases), were compared with actual measurements through a two-dimensional finite element numerical analysis. In case of the surface settlements, the results of study show that the individual plate method was larger than the actual measurements, while other methods are similar. The settlements at the under ground of the improved area is overestimated in all analysis methods. When comparing numerical analysis results for the horizontal displacement, and ground reaction forces, the individual pile method in equivalent wall concept was found to be the most similar to the measurements. The composite ground method was not able to predict the behavior of stress transfer (Arching effect) and it turned out that the prediction of horizontal displacement was too large.

Study for Predicting Mechanical Properties Depending on Fiber Orientation in Injection Molded Short-Fiber-Reinforced Plastic Parts (단섬유보강 플라스틱 사풀성형제품의 섬유방향성에 따른 기계적성질 예)

  • 권태헌
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.8 no.2
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    • pp.78-91
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    • 1996
  • 단섬유 보강 플라스틱 복합재료에 사출성형에서 섬유배향은 금형 충전 공정 중의 유동장에 의해 결정되고 섬유의 배향 상태는 역으로 유동장에 영향을 미친다. 단섬유에 의 한 추가적인 응력을 포함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동과 섬유 배향의 연계해석에 도입하였다. 충전유동의 해석은 새로운 압력 지배방정식과 에너지 방정 식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차 배향 텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법으로 풀었다. 섬유의 배향상태를 구한 후에 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균모델을 도입하여 사풀성형품의 이방성 기계적 성질이 예측되었 다. 직사각형 캐비티에서 수치해석결과를 실험결과와 비교하였다. 섬유배향과 유동과의 상호 연계작용을 특히 게이트 근처에서 섬유배향에 영향을 미치며 수치해석 결과는 벽면 근처에 서 유동방향으로 배향하는 shell층을 과대 예측함을 알수 있었는데 이는 배향 텐서 변화 방 정식의 최종근사에서 기인하는 오차로 판단된다. 수정된 복합최종 근사를 바탕으로 예측된 이방성 기계적 성질이 기존의 복합최종 근사에 기초한 예측보다 실험 결과에 정량적으로 보 다 잘 일치하였다.

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Direct Numerical Simulation of Composite laminates Under low velocity Impact (저속충격을 받는 적층복합재료 평판의 직접 수치모사)

  • Ji, Kuk-Hyun;Kim, Seung-Jo
    • Composites Research
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    • v.19 no.1
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    • pp.1-8
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    • 2006
  • Prediction of damage caused by low-velocity impact in laminated composite plate is an important problem faced by designers using composites. Not only the inplane stresses but also the interlaminar normal and shear stresses playa role in estimating the damage caused. But it is well known that the conventional approach based on the homogenization has the limit in description of damage. The work reported here is an effort in getting better predictions of dynamic behavior and damage in composite plate using DNS approach. In the DNS model, we discretize the composite plates through separate modeling of fiber and matrix for the local microscopic analysis. In the view of microscopic mechanics with DNS model, interlaminar stress behaviors in the inside of composite materials are investigated and compared with the results of the homogenized model which has been used in the conventional approach to impact analysis. Also the multiscale model based on DNS concept is developed in order to enhance the effectiveness of impact analysis, and we present the results of multiscale analysis considering micro and macro structures simultaneously.