• Title/Summary/Keyword: 비선형변형

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A Study on the Numerical Technique for the Nonlinear Deformation Analysis of Solid Structures(1) -General Theory Development- (고체구조물의 비선형변형 수치해석에 대한 이론적 고찰(1) -일반이론-)

  • Youngjoo Kwon
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.15 no.10
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    • pp.193-202
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    • 1998
  • 본 논문에서는 비선형 고체역학 이론에 대하여 특히 시간에 무관한 변형을 하는 초탄성 및 탄소성고체물질의 비선형 변형이론에 대하여 철저한 분석을 수행하였다 특히 비선형 변형의 해석방범론에 대하여 특별한 관심을 가지고 분석하였다. 비선형 변형해석 방법론으로 널리 논의되고 있는 증분뉴튼랩슨 방법에 대하여 수정된 개념을 제시하여 비선형 변형 해석의 정 확성을 향상시켰다.

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A Closed Form Nonlinear Solution for Large Pure Bending Deformation of Solid Plate (고체 평판의 비선형 순수굽힘변형에 대한 수학적 정해)

  • Youngjoo Kwon
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.15 no.12
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    • pp.220-225
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    • 1998
  • 압축성 초탄성 평판의 순수굽힘에 대한 비선형 변형해석의 수학적 정해가 본 논문에 구해져 있다. 이차원 평면 변형도 상태가 해석을 위하여 가정되었으며, 비선형 순수굽힘 변형해석결과는 고전적인 선형 순수굽힘 변형해석결과와 비교되었다. 고전적인 선형굽힘 결과와는 다르게 비선형 순수굽힘 상태에서는 반경방향응력은 영이 아니며 또한 각방향응력도 선형 상태가 아닌 것으로 규명되었다.

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혼합형 고체 추진제의 비선형 구성방정식 개발 동향

  • 정규동;윤성기
    • Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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    • 1996.05a
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    • pp.85-93
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    • 1996
  • 비선형 해석의 중요성이 증가하고 있는 혼합형 고체 추진제의 비선형거동중 재료비선형에 대한 거시적/미시적 현상을 설명하고, 그 주요한 원인으로서 Mullin 효과와 결합제/충전미립자 사이의 접착분리(Dewetting)를 주로 고찰하였다. 이를 응용한 지금까지의 비선형 구성방정식의 개발동향을 검토하여 비교하였으며 최근에 제시되고 있는 손상변수를 분석하였다. 여러 변형률 크기에 대한 응력이완 모듈러스 실험을 통하여 변형률 크기가 손상변수로서 적합하지 않음을 보였으며, 변형률 크기에 따라 모듈러스의 저하가 크기 때문에 비선형 점탄성 해석이 중요한 문제임을 제시하였다.

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Nonlinear Viscoelastic Behavior of Concentrated Polyisobutylene Solutions in Large Amplitude Oscillatory Shear Deformation (대진폭 전단변형하에서 폴리이소부틸렌 농후용액의 비선형 점탄성 거동)

  • 장갑식
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.10 no.3
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    • pp.173-183
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    • 1998
  • 본 연구에서는 Advanced Rheometric Expansion System(ARES)를 사용하여 대진폭 진동 전단 변형하에서 발생하는 폴리이소부틸렌(PIB) 농후 용액의 비선형 점탄성 거동을 저 장탄성율과 동적점도의 변형량 의존성 및 응력파형의 fast Fourier transform(FFT) 해석을 통해 고찰하였다. 스트레인 진촉을 단계적으로 증가시키면서 측정한 동적 점탄성으로 부터 저장탄성율 및 동적점도의 선형응답한계를 결정하고 이들에 미치는 각주파수의 영향을 조사 하였다. 그리고 응력파형의 Fourier 전개로부터 유도되는 비선형 점탄성함수를 사용하여 비 선형 거동을 설명하였다. 끝으로 비선형 점탄성 거동의 정도를 나타내는 비선형 거동 지수 를 정의하고 이들에 미치는 각주파수의 영향에 대해 검토하였다. 이상의 연구를 통해 얻어 진 결과를 요약하면 다음과 같다.(1) 선형 응답한계는 고분자 용액의 특성시간의 역수보다 높은 각주파수 범위에서는 일정한 값을 유지하지만 특성시간의 역수보다 낮은 각주파수 영 역에서는 각주파수가 감소할수록 증가한다. (2)선형응답한계 이상의 대변형하에서는 3차비선 형 점탄성 함수 이상의 고차항의 영향이 크게 작용하며 이로인해 비선형 거동이 발생된다. (3) 스트레인 진폭을 단계적으로 증가시키면서 측정한 저장탄성율 및 동적점도의 변형량 의 존성은 응력파형의 Fourier transform으로부터 유도된 1차 비선형 점탄성 함수의 변형량 의 존성을 나타낸다 (4) 저장탄성율 및 동적점도의 변형량 의존성으로부터 유도된 비선형 거동 지수는 탄성적 서질과 점성적 성질에 대한 비선형 특성을 평가하기 위한 유요한 방법으로 인정된다. (5) 비선형 점탄성 거동의 정도를 나탄는 비선형 거동지수는 특정한 각주파수에서 최대치를 가지며 또한 탄성적 거동이 점성적 거동에 비해 더욱 큰 각주파수 의존성을 나타낸다.

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One-dimensional Consolidation Analysis by Estimation of Nonlinear Consolidation Coefficient (비선형 압밀계수 산정에 의한 일차원 압밀해석)

  • Lee, Song;Jeon, Je-Sung
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.16 no.2
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    • pp.103-113
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    • 2000
  • 기존의 Terzaghi 압밀이론은 상대적으로 연약토층이 두껍지 않고, 초기함수비가 낮으며 적은 유효응력의 증가가 예상되는 곳에 그 적용이 제한되어 있었다. 그 이유는 Therzaghi 압미이론 자체가 미소변형률과 선형적인 압축성 및 투수성등을 기본적인 가정사항으로 내포하고 있기 때문이다. 이러한 가정사항을 극복하고자 Gibson et al. 은 일차원 비선형 유한 변형률 압밀이론에 관한 엄밀해를 제시하였다. 이 이론은 기존의 많은 가정사항들을 극복하여 실제 현상에 더욱 부합하는 예측을 할 수 있는 장점이 있는 반면, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계의 도입과 좌표변환 및 현장의 시고이력을 그대로 적용하는데 많은 어려움이 있는 것이 사실이다. 본 연구에서는 이러한 비선형 유한형태를 압밀이론을 이용한 압밀현상 예측을 위하여, 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 함수식을 구성하고 이를 포함하는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 개발 프로그램은 많은 폼과 모듈로 구성되어 있는데, 이러한 각각의 폼과 모듈은 GUI 기능의 극대화를 통해 복잡한 이론에 익숙하지 않은 실무자들이 쉽게 본 이론을 이용할 수 있도록 설계 되었다. 또한 개발프로그램은 다양한 하중단계 및 비선형적인 응력-변형 관계, 변형-투수계수 관계에 관한 회귀분석, 각 유효응력 단계별 상이한 비선형 계수 g와 λ를 적용할 수 있으며, 계산을 위한 전처리과정은 물론 계산된 결과를 위한 다양한 후처리과정이 모두 사용자 위주의 GUI 기능을 충분히 갖도록 설계되었다. 개발 프로그램의 검증을 위하여 실제 현장의 계측자료 및 기존 연구문헌상의 결과와 본 개발 프로그램의 예측결과를 비교.분석하였으며, 다양한 간극비 상태의 비선형 계수가 해석결과에 미치는 영향을 알아보았다.

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A Study on the Numerical Technique for the Nonlinear Deformation Analysis of Solid Structures(2) -Application to a Simple Solid Structure- (고체구조물의 비선형변형 수치해석에 대한 이론적고찰(2) -단순구조물에의 적용-)

  • Youngjoo Kwon
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.15 no.11
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    • pp.166-171
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    • 1998
  • 본 논문에서는 고체구조물의 비선형변형해석에 대하여 일반이론으로 개발된 수치해법을 단순 고체 구조물인 일차원 봉 문제에 적용하여 그 변형해석을 수행 하였다. 정확한 해를 구하기 위하여 증분 뉴톤-랩슨방법이 수정 보완 사용되었다. 또한 개발된 비선형유한요소법의 검증을 위하여 수학적인 정해가 존재하는 균일한 체력이 작용하는 단순봉의 변형을 해석하여 그 결과를 수학적인 정해와 비교하였다. 비교 결과 본 논문을 통하여 개발된 비선형 유한요소법의 정확성이 입증되었다.

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Nonlinear Shape Normalization Algorithms for Gray-Scale Handwritten Hangul Images (명도 한글 글씨 영상에서의 비선형 형태 정규화 알고리즘)

  • Kim, Sang-Yup;Kim, Dae-In;Lee, Seong-Whan
    • Annual Conference on Human and Language Technology
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    • 1996.10a
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    • pp.98-104
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    • 1996
  • 일반적으로 비선형 형태 정규화 과정은 필기체 문자에서 발생하는 형태 변형을 보상하기 위하여 사용되며, 현재까지 이진 영상에 대한 비선형 형태 정규화 방법들이 제안되었다. 그러나 현존하는 대부분의 문자 인식 시스템은 스캐너를 통하여 입력된 명도 문자영상을 이진화하여 사용하고 있기 때문에 이진화로 인해 야기되는 물자 영상에 대한 정보 유실 및 잡영 첨가 현상이 비선형 형태 정규화 과정에 누적되어 결과적으로 좋은 특징 추출 결과를 기대하기 어려운 실정이다. 본 연구에서는 이진화에 의한 정보의 손실을 최소화시키고, 필기체 문자에서 발생하는 다양한 형태 변형을 효과적으로 보상할 수 있는 명도 영상에서의 비선형 형태 정규화 방법을 제안한다. 제안된 명도 영상에서의 비선형 형태 정규화 방법들의 성능을 객관적으로 검증하기 위하여 처리 시간 및 복잡도 등을 기준으로 평가하였으며, 다양한 명도 한글 글씨 데이터에 대한 실험을 통하여 이진 영상에서의 비선형 형태 정규화 방법에 비해 제안된 방법이 변형이 심한 한글 글씨 데이타의 품질을 개선하는데 있어서 매우 효율적임을 확인할 수 있었다.

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A Study on the Nonlinear Buckling Behavior of Thin-Walled Sections (박판단면의 비선형 좌굴거동에 관한 해석적연구)

  • Jin, Chang Sun;Kwon, Young Bong
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.10 no.3 s.36
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    • pp.407-421
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    • 1998
  • The purpose of this paper is to provide and verify an analytical method, based on the spline finite strip method, which can be used to investigate the buckling mode and stress of thin-walled steel sections. Geometric imperfection and initial stress of plates and plate assemblies, which are resulted from various preloadings and may cause prebuckling deformations before buckling, are included in the analysis. Material nonlinearity and residual stress are also considered. It can be applied to sections with simple or non-simple boundary conditions and arbitrary loading. The method has been applied to investigate the buckling behavior of plates and plate assemblies which are subjected to compression with initial imperfections and residual stresses.

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Seismic analysis of tunnel considering the strain-dependent shear modulus and damping ratio of a Jointed rock mass (절리암반의 변형률 의존적 전단탄성계수 및 감쇠비 특성을 고려한 터널의 내진 해석)

  • Song, Ki-Il;Jung, Sung-Hoon;Cho, Gye-Chun;Lee, Jeong-Hark
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.12 no.4
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    • pp.295-306
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    • 2010
  • Contrary to an intact rock, the jointed rock mass shows strain-dependent deformation characteristics (elastic modulus and damping ratio). The maximum elastic modulus of a rock mass can be obtained from an elastic wave-based exploration in a small strain level and applied to seismic analyses. However, the assessment and application of the non-linear characteristics of rock masses in a small to medium strain level ($10^{-4}{\sim}0.5%$) have not been carried out yet. A non-linear dynamic analysis module is newly developed for FLAC3D to simulate strain-dependent shear modulus degradation and damping ratio amplification characteristics. The developed module is verified by analyzing the change of the Ricker wave propagation. Strain-dependent non-linear characteristics are obtained from disks of cored samples using a rock mass dynamic testing apparatus which can evaluate wave propagation characteristics in a jointed rock column. Using the experimental results and the developed non-linear dynamic module, seismic analyses are performed for the intersection of a shaft and an inclined tunnel. The numerical results show that vertical and horizontal displacements of non-linear analyses are larger than those of linear analyses. Also, non-linear analyses induce bigger bending compressive stresses acting on the lining. The bending compressive stress concentrates at the intersection part. The fundamental understanding of a strain-dependent jointed rock mass behavior is achieved in this study and the analytical procedure suggested can be effectively applied to field designs and analyses.

Sequential multiscale analysis of FCC nanofilm considering hyperelastic effect (비선형 탄성효과를 고려한 FCC 나노박막의 순차적 멀티스케일 해석)

  • Kim, Won-Bae;Cho, Maeng-Hyo
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.253-256
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    • 2011
  • 본 논문에서는 표면효과와 비선형 탄성효과를 고려한 FCC 나노박막의 순차적 멀티스케일 해석 모델을 제시한다. 표면에서의 구성방정식은 표면응력과 표면탄성계수를 이용하여 선형으로 표시되며, 표면효과를 나타내기 위한 표면물성들은 EAM 포텐셜을 이용한 원자적 계산 방법으로 계산된다. 두께가 얇은 나노박막은 표면응력으로 인하여 면내 방향으로 수축 또는 인장의 변형이 발생하게 된다. 나노박막의 평형상태에서의 변형율은 두께가 얇은 박막의 경우 재료가 선형 탄성 영역을 벗어나는 값을 가지는 경우가 많으므로 나노박막의 해석시 벌크 영역의 비선형 탄성 효과를 고려해야 한다. 이러한 비선형 탄성 효과를 고려하기 위해 본 연구에서는 FCC 구조를 가지는 금속의 비선형 탄성 모델을 제시하고, EAM 포텐셜로 계산된 응력과 탄성 계수를 이용하여 매칭 기법을 통하여 비선형 탄성 모델의 계수들을 결정한다. 또한 Cauchy-Born Rule 모델과 분자동역학 전산모사를 통하여 본 연구에서 제안된 비선형 탄성 모델에 대한 검증을 수행한다.

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