• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.36 no.4
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• pp.329-336
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• 2000

Welding is a important technological method in mechanical engineering. $CO_2$MAG(metal active gas) welding means that metal part in double capstan drum for the inshore and costal vessels are joined by melting(with or without a filler material) or that new material is added to a metal part by melting. The thermal stresses appear due to a non-uniform temperature field, inhomogeneous material properties, external restraint and volume changes during phase transformations. In this study analysis the elasto-plastic thermal stresses distribution of welding part in double capstan drum for the inshore and costal vessels using finite element method (FBM). Therefore it calculates the numerical value that can be applied to the optimum design of welding parts and the shapes. The significant results obtained in this study are summarized as fellows. At early stage of the cooling after welding process, the abrupt thermal stresses gradient has been shown in the vicinity of welding part. In the thermal stresses analysis due to temperature gradient and heat shocking maximum stress was occurred of welding part and stresses were distributed from 54MPa~48MPa.

• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.3
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• pp.12-20
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• 1997

구조의 용접접합부에는 재료의 항복응력 크기의 용접잔류응력이 발생되고, 이 잔류응력 상태에서는 응력비(최소응력/최대응력)의 영향이 거의 없다는 것이 일정 진폭 하중조건의 피로실험결과로부터 알려져 있다. 이와 관련하여, 용접구조의 설계 단계에서는 초기 용접잔류응력이 그래도 잔류한 소형실험편의 일정진폭하중 상태의 피로실험 결과로부터 도출된 피로설계선도(S-N 선도)를 이용, 변동하중에 의한 응력 진폭의 밀도분포만으로 일생동안의 누적피해도를 구해 피로강도를 평가하는 것이 일 반적이다. 지금까지는 선박용접구조의 경우도 이러한 개념으로 피로강도 평가를 수행 하였으나, 일반적인 육상 또는 해상 용접구조물과는 달리, 화물의 적재 등의 정하중 이력에 의한 응력변동폭은 피로를 유발하는 파랑 응력변동폭보다 상당히 크다. 그리 고, 정하중에 의해 용접접합부에 인장응력을 발생시키는 하중이력을 받을 경우, 초기 용접잔류 응력은 상당히 저하될 것으로 생각된다. 본 연구에서는 인장응력을 유발하는 정하중 이력에 의해 저하된 용접잔류응력분포와 이러한 잔류응력분포를 가진 선측 종늑골 용접접합부의 피로강도를 검토한다.

• Journal of the KSME
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• v.34 no.11
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• pp.830-835
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• 1994

화재에 의해 손상을 입은 압력용기에 대해 유한요소법을 이용하여 응력해석을 수행하여 아래와 같은 결론을 얻었다. (1) 응력해석 결과, 압력용기의 자중, 열응력 및 바람의 영향은 내부압력에 비해 무시할 수 있을 정도로 미미하였다. (2) 기하학적 형상변화가 발생한 손상용기의 손상 부위에서의 부식 전\ulcorner후에서의 안전계수는 각각 3.5와 2.1로 손상이 없는 단순용기의 6.3과 4.6보다 상당히 작음을 알 수 있었다. 따라서, 손상 부위에서의 적절한 보강이 이루어져야 할 것이다. (3) 원형 링과 수직 보조대로 보강된 보강용기 모형의 등가 응력값은 상당히 감소되어 화재로 발생한 기하학적 형상 변화에 따른 응력 집중을 줄일 수 있었다. 앞서 정의된 안전계수를 이용 하면 부식 전의 안전계수는 5.3, 부식 후는 3.8 이상으로 증가하였다. (4) 안전계수는 운전 중의 부식 진행과 더불어 두께에 반비례하여 감소하므로, 운전중 부식의 진행을 억제 또는 최소화할 수 있는 방법이 강구되어야 하겠다. (5) 복구방안으로 본 연구에서 해석된 보강책을 채택하는 경우, 작업시 보조대 주위에서의 잔류 응력이 발생되지 않도록 특히 유의해야 하며, 복구 작업 후 철저한 시험검사(비파괴 검사, 스트 레인 측정)가 수반되어야 할 것으로 사료된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.1
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• pp.25-31
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• 2011

In the tensile test necking occurs at the maximum load point and non-uniform stress state is generated in this section. The equivalent stress becomes quite different from the axial stress as necking proceeds. Methods for obtaining the true stress-true strain curves, by overcoming difficulties due to the necking phenomena, have been developed by many authors. One of the methods based on the finite element analysis simulation is a very promising method. In this paper, general-purpose finite element program is used to simulate the tensile test. A round specimen and a flat specimen prepared from the same steel block are tested and simulated. The true stress-true strain curves are determined without assuming that the material follows Hollomon's law.

• Journal of Welding and Joining
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• v.10 no.4
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• pp.250-258
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• 1992

In order to clarify the mechanical behavior of welding crack and to evaluate the mechanical characteristics of welded parts in thick plate, it is very important to accurately predict the welding deformation and residual stress including transient state before welding. In this paper, the theory of a three-dimensional elasto-plastic problem for the analysis of mechanical phenomenon of welding joint on the plate is developed into an efficient and accurate method based on the finite element method, and then several examples are considered by using the proposed model. The results of numerical analyses are discussed in the viewpoint of the mechanical characteristics of the distribution of three-dimensional welding residual stresses, plastic strains and their production mechanism on the thick plate.

• Journal of Welding and Joining
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• v.15 no.3
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• pp.29-35
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• 1997

실제로 용접구조물의 재료에는 항상 내부 잔류응력이 존재하며 그 크기는 재료내의 내부 잔류응력간의 평형의 원리(Self-equilibrating system)에 의해 결정 된다. 일반적인 구조 강도설계에서 행해지는 탄성해석에서는 재료 내부에 존재하는 잔류응력을 고려하지 않기 때문에 설계시에 계산된 응력이 심하중하의 구조물에서 발생하는 응력과 같다고 볼 수는 없다. 철강재료를 사용한 구조물의 경우 구조물 제작 공정 전반에 걸친 성형가공 및 조립과정에 수반되어 재료 내에는 잔류응력이 발생되며 특히 용접조립에 의해 용접부 근방에서는 재료의 항복강도 수준의 상당히 큰 용접응력 이 발생하게 된다. 일반적으로 용접잔류응력의 완화법으로 가장 확실한 방법은 후열 처리법(Post weld heat treatment, PWHT)이지만 이 방법의 적용은 구조물의 크기에 제한을 받게 된다. 따라서 PWHT를 적용하기 어려운 구조물에 대해서는 다른 방법에 의해 용접잔류 응력을 완화시켜야 하며 이 경우에 일반적인 방법으로 기계적 응력완화 법(Mechanical stress relief method, MSR)이 있다. 본고에서는 MSR의 기본원리에 대하여 간단하게 정리하고 실 구조물에 대한 MSR 적용시 고려해야 할 제반사항을 위하여 단순 용접부에 대한 MSR 적용 실험결과와 실제 압력용기를 대상으로 MSR을 자체 제작된 기술절차서에 따라서 시행하고 MSR의 적용성에 대해서 검토하였다.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.38 no.4
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• pp.75-82
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• 2001

Static loadings on ship structure induced either by water pressure before service such as a tank test and ballasting or by cargo pressure during first laden voyage cause relatively much greater stress than dynamic loadings induced by wave. With these static pre-loadings, the initial residual stresses around welded joint, where fatigue strength is concerned(in most cases, where stress concentration occurs) are expected to be shaken-down in a great extent by the elasto-plastic deformation behavior of material. Therefore, it is more resonable to assess the fatigue strength of ship structure with S-N data which have taken into account the effect of shaken-down residual stresses(re-distributed stresses) on the fatigue strength. In this research work, the re-distribution of residual stresses by the tensile pre-loading is measured using an ordinary sectioning method for specimens of padding plate weldment. Fatigue tests are performed also to evaluate the fatigue strength of the both as-welded and pre-loaded specimens.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1997.11a
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• pp.21-21
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• 1997

인공위성용 추진제 탱크를 개발하기 위해 여러 설계인자를 설정하여 각 인자가 탱크벽면에 미치는 응력분포 영향을 구하고, 또한 최적의 인자 값을 구하기 위해 각 인자의 변화에 따라서 구조해석을 수행하였다. 탱크 지지부 위치와 탱크 벽면 두께 변화에 따른 탱크 벽면에 미치는 응력분포 영향을 고찰하기 위해 1/4 모델을 설정하였고, 연료배출구의 위치변화(경사각돈)에 따른 응력분포는 1/2 모델을 설정하여 해석을 하였다. 탱크에 작용하는 하중은 연료압력에 의해 발생하는 정하중(350 psi)을 가하며 또한, 발사 시 발사체로부터 전달되는 최대동하중(llg)을 고려하였다. 그리고, 탱크가 인공위성에 장착될 때에 발생하는 다양한 장착조건에 대해서 구조해석을 수행하였고, 추진제 배출구 각도가 $0^{\circ}$ 에서 $25^{\circ}C$까지 변화할 때 탱크 벽면에 미치는 응력분포 영향을 구했다. 그래서 각 조건에서 구한 상당응력분포와 인자의 최적 값은 추진제 탱크를 설계하기 위한 기초적인 자료로 활용하고자 한다.

• Geotechnical Engineering
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• v.14 no.4
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• pp.129-140
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• 1998

Elasto-plastic finite element analysis of geotechnical boundary value problems necessitate the stress integration for the known strain increments. For the elasto-plastic constitutive model, the stress integration is generally achieved by numerical schemes, because analytical integration is impossible for general strain path. In this case, the accuracy of numerical stress integration has an important role on the overall accuracy of nonlinear finite element solution. In this study, the Sloan's substepping method which is one of explicit integration methods has been adopted and iris applicability has been checked. The unstability and inaccuracy of ifs results initiated from initial stress level were revealed. So. a new modified numerical integration method which employs the basic concept of modified Euler scheme for error control is proposed and accuracy and stability of the solutions are confirmed by triaxial test simulation.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1999.06a
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• pp.30-37
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• 1999

헤르츠 접촉하에 있는 반무한체에서의 표면균열을 살펴보았다. 시편의 응력확대계수 K를 구하기 위해 사용되는 간단화된 방법을 이 논문에 쓰여진 모델에 적용시켰다. 기존에 알려진 결과에 비해 상당히 만족스런 결과를 얻었으며 다른 방법보다 이 방법이 훨씬 더 편리함이 입증되었다.