• 대한기계학회논문집
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• 제16권3호
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• pp.506-513
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• 1992

본 연구에서는 복합재 구조물에 대하여 유한요소해석법에 현상학적 모델인 전 단지연해석을 도입하여 강성저하와 모재파손을 예측하고 변형률을 매개변수로 한 Wei- bull 함수를 섬유파손해석에 도입하여 초기파손후의 거동을 묘사하고자 한다. 그리 고 면내전단하중이 작용하는 경우에 대해 전단지연해석을 수행할 수 있도록 모델링을 확장했다. 모재균열의 존재로 인한 단층의 강성변화는 실험으로 측정이 불가능하므 로 유한요소해석을 수행하여 비교하였다. 이 모델로부터 전단강성의 저하를 평가하 는 방법을 사용하였으며, 모재파손의 밀도 예측도 평균변형률 개념으로 전단효과를 고 려할 수 있도록 수정하였다. 그리고 초기파손후의 거동을 점진적으로 해석하기 위해 비선형 유한요소프그램을 작성하고, 상기의 모델을 도입하여 초기파손후의 거동을 보 다 정확히 묘사할 수 있는 방법을 제시하고 예로서 평시편에 대해 해석하고 실험치 및 타방법의 결과와 비교하였다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.56-63
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• 2007

복소퍼텐셜을 이용하여 타원공 또는 균열을 내재한 복합재 적층판구조 해석법을 고찰하였다. 복합재 적층판은 충격에 취약하며 이러한 충격손상은 타원공이나 균열형태의 노치로 모델화된 바 있다. 이와 같이 컷아웃부를 내재한 복잡한 형태의 복합재 적층판 해석에 유한요소해석법이 널리 사용되고 있으나 피로하중 하에서의 손상허용성 평가와 같이 손상진전에 따라 반복적으로 유한요소모델링을 수정하여 해석을 수행하여야 하는 경우 매우 번거로운 작업이 요구된다. 이러한 관점에서 복소퍼텐셜을 이용한 해석적 기법은 매우 간편하고 사용하기 손쉬운 기법이라고 할 수 있다. 이러한 해석법에 의한 계산결과를 유한요소해석 결과와 비교 분석함으로써 계산과정의 유효성과 용이성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.107-116
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• 2001

복합재 적층판은 중량에 비해 높은 강성과 강도가 요구되는 공학의 다양한 분야에서 매우 유용하다. 보강섬유 복합재의 공학적 활용이 활발해지고, 중량의 감소화가 설계의 중요한 목적이 됨으로써, 근래 복합재 구조물들의 최적화 설계의 중요성이 대두되고 있다. 그러나 복합재 적층 구조물 재료의 비등방성에 의해 해석과 설계가 매우 어렵다. 본 연구에서는 수치적 최적화 방법과 유한요소법을 이용하여 보강섬유 복합재의 최적설계를 하였다. 복합재 적층판으로 이루어진 개단면 보에 있어서 보강섬유의 다양한 적층방향에 대한 거동의 영향을 규명하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.599-606
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• 1999

복합 적층 판과 보강 재를 설치한 보강된 복합 적층 패널의 좌굴을 고려한 설계에서, 좌굴이 항상 구조물의 최종 파손을 의미하는 것은 아니므로 이들의 좌굴 및 좌굴 후 거동에 대한 정확한 이해와 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유한요소 법을 이용하여 적층 메커니즘과 섬유 배향각, 적층 순서 등이 복합 적층 판과 보강된 복합 적층 패널의 좌굴 및 좌굴 후 거동에 미치는 영향을 체계적으로 해석하였고, 각 변수에 따른 좌굴 및 좌굴 후 거동 특성을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.451-461
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• 1998

1차전단변형 판이론에 의한 비등방성 복합적층판의 임계좌굴하중 및 좌굴모드는 기존의 해석적인 방법으로는 다양한 조건에 대하여 해를 제공할 수 없다는 단점을 가지고 있다. 따라서 근사해법인 수치해석을 이용하게 되는데, 이러한 수치해석기법으로 기존 상용프로그램에서는 유한요소법이 널리 사용되었다. 그러나 least upper bound 특성을 가지고 있는 유한요소법을 이용한 적층판의 좌굴해는 구조적인 안정성을 보장하지 못하는 경우도 있다. 따라서 본 논문에서는 유한차분법에 의한 좌굴해석을 수행하여 유한요소법과 상호 비교함으로서 각 경우에 관한 두 가지 수치해석기법의 장단점을 규명하고 효과적으로 적용할 수 있는 기법을 제시하는 것을 목적으로 하였다. 수치해석 결과, 유한차분법에 의한 좌굴하중 및 좌굴모드는 신소재를 사용하는 적층 구조물의 실용화에 앞서 다양한 기준을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.652-661
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• 1988

본 연구에서는 이질, 이방성 적층 복합보(beam)의 이론적 충격 응답을 해석하 기 위하여 Sun의 고차 보 유한 요소 이론을 복합 재료 이론과 식(1)~식(3)의 접촉 법 칙을 고려하여 수정하였고, 이 중 충격 접촉력에 관하여는 각각 [90˚/45˚/90˚/-45˚ /90˚]$_{2S}$와[0˚/45˚/0˚/-45˚/0˚]$_{2S}$의 두 적층 형태를 가지는 흑연/에폭 시와 유리/에폭시 복합 재료에 대한 강구(steel ball)에 의한 충격해석을 하여, Yang 의 식에 의한 최대 접촉력과 비교 검토하였고, 다음 변형율 파형을 파동 전파(wave propagation)이론에 의해 비교 검토하므로써 이 수정된 이론의 타당성을 입증하였다.하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.764-767
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• 2011

본 논문에서는 유한요소법을 이용하여 임의의 단면을 가지는 빔의 비틀림 문제를 해석 할 수 있는 방법론을 제시하였다. 빔 유한요소에서 연속적인 뒤틀림함수를 얻기 위해 각 절점에서 뒤틀림자유도를 정의한 후 빔의 길이 방향으로 보간하였다. 이러한 방법의 사용은 뒤틀림구속효과와 비선형문제에 쉽게 접근 할 수 있게 한다. 또한, 임의의 단면에 대한 뒤틀림함수는 각 단면에서 St.Venant 방정식을 유한요소법을 통해 수치적으로 계산된다. 단면에서 계산된 해는 3차원 일반 빔 요소의 변위장에 매핑된다. 위와 같은 절차를 통해 개발된 빔 유한요소를 사용하면 임의의 단면을 가진 빔 구조물을 자유/구속 뒤틀림조건에서 비틀림, 굽힘, 신축 변형이 복합적으로 고려하여 해석해 낼 수 있다. 이렇게 해석된 결과를 검증하기 위하여 사각단면과 L단면에서의 결과 값을 고찰하였다.

• 대한화학회지
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• 제26권6호
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• pp.414-420
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• 1982

유한요소법을 이용하여 니켈입자가 분산된 폴리에틸렌의 기계적 성질을 추정하였다. 이 해석에서 다음 2단계의 과정을 통해 조사하였다. 첫 단계는 모재의 중심부에 구상의 물질을 포함하는 이른바 단일요소 모델을 생각하여 이것을 유한요소법에 의해 계산하였고, 다음 단계는 이러한 단일요소 모델이 모여 전체를 구성하고 있으므로 이 단일 모델이 조합된 형태의 전체 모델을 설정하여 해석 하는 것이다. 이 두 과정에서 니켈과 폴리에틸렌의 두상만을 고려한 2상 모델과, 니켈과 폴리에틸렌의 복합재료에서 이른 바 transcrystalline 구역이 관찰되어 이 구역을 고려한 3상 모델의 두 모델을 각각 사용하여 그 차이를 살펴 보았다. 유한요소법은 임의의 하중에서 응력 및 변위의 계산을 가능하게 한다. 이 컴퓨터로 계산된 출력으로 부터 탄성계수, poisson 비 및 복합재료의 응력 분포등을 얻을 수 있었다. 이 유한요소법에 의한 계산과 인장 실험을 통한 실험결과는 서로 잘 일치한다.

• 전산구조공학
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• 제8권4호
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• pp.75-85
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• 1995

본 연구의 목적은 부착되어 있거나 혹은 부착되어 있지 않는 텐돈을 갖고 있는 프리스트래스트 콘크리트 구조체의 해석이 가능한 프로그램을 개발하는데 있다. 이를 위해서 먼저 콘크리트, 철근, 그리고 텐돈등의 반복하중에 대한 모델을 선정 개발하고, 텐돈이 부착되어 있지 않는 경우에 그 응력 및 변형도를 보다 정확하게 해석할 수 있는 복합유한요소법을 유도하였다. 이러한 복합 유한요소법을 사용하였을때 요소의 변형 형상을 가정하지 않고도 각 단면들의 변형을 결정할 수 있어 요소의 길이가 기존의 유한요소법에 비하여 상당히 길어질 수 있다. 이러한 복합유한요소법을 가능하게 하기 위해서 다양한 형태의 적분 방법이 프로그램되었다. 그리고 텐돈이 부착되어 있지 않는 경우 그효과를 예측할 수 있는 방법이 개발되었다. 끝으로, 실제 구조체에 대한 해석결과 및 실제시험에 대한 해석결과를 비교하여 프로그램의 적용성을 검토하였다.

• Composites Research
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• 제14권6호
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• pp.16-23
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• 2001

인발 와인딩에 의한 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동해석을 수행하였다. 이 목적의 수행을 위해 새롭게 제작된 와인더를 전통적 인발 시스템에 부탁하여 시편을 제작하였다. 또한 인발-와인딩된 시편을 제작할 수 있는 새로운 공법을 개발하였다. 이 연구를 위해 유한요소 해석 프로그램 POSTII를 확장 개발하였다. 비선형유한요소 수식화에는 2차 피올라-키르히호프 응력 텐서와 그린 변형률 텐서에 기초한 업데이트된 라그란지언 표현법이 사용되었다. 복합재료 중공봉의 유한요소 모델링을 위해 8절점 응축쉘요소를 사용하였다. 파손평가를 위해 모든 유한요소의 각 단층에서의 평균응력을 최대음력 판정법에 대입하였다. 수치해석 예로서 불포화 섬유강화 복합재료 중공 봉의 기계적 거동을 초기 하중상태에서 최종 붕괴가지 조사하였다. 파손에 따른 강성저하와 응력제하를 고려한 유한요소해석 결과는 극만 하중과 파손 및 변형에서 실험치와 잘 일치하였다.