• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.1
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• pp.11-19
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• 2001

기능경사재(FGM)는 구성 물질의 체적분율(volume fraction)이 복합재 전체에 걸쳐 연속적 그리고 기능적으로 분포되어 있어, 기존의 이종물질 접합식(bi-material-type) 복합재보다 현저히 우수한 열기계적 특성을 가진다. 하지만, 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 거동은 체적분율의 분포형태와 경사층이 차지하는 상대두께비에 따라 절대적으로 좌우된다. 본 연구는 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성의 이들 두 설계인자에 대한 파라메트릭 FEM해석을 다룬 것이다. 열-탄소성 이론과 유한요소 근사화에 따라 연구용 2차원 FEM 프로그램을 개발하고, 대표적인 3층 구조의 2차원 기능경사 내열복합재의 열-탄소성 특성을 설계변수의 다양한 조합에 따라 분석하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.20 no.3
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• pp.377-387
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• 2008

The post-buckling behavior of slender members, such as the chord of truss structures generally implies extreme strength degradation. The buckling strength is usually determined as the performance of the compressed steel members, so it is important to understand the exact buckling behavior of a member in order to design the entire structure. A target analytical model is usually divided by beam or shell element when we simulate the buckling behavior of a compressed steel member such as atruss member. In this case, it is possible to accurately obtain the behavior, but such would be expensive and would require experience inanalysis even in monotonic loading. In this paper, we propose a consistent and convenient method to analyze the post-buckling behavior of elastoplastic compression members. The present methods are formulated to satisfy the second law of thermodynamics. Three numerical examples were tested to determine the validity of the proposed model in cyclic loading with comparable F.E.M results.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.8 no.2
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• pp.19-25
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• 2004

The linear analysis for the balance of linear momentum of a structure is relatively easy to perform, but the error becomes large when the structure experiences large deformation. Therefore, the material and geometric nonlinearity need to be considered for the precise calculations in that case. The plastic flow of a ductile steel-like metal mainly transforms its dissipated mechanical energy into heat, which transfers under the first and second law of thermodynamics. This heat increases the temperature of the material and the strength of the material decreases accordingly, which affects mechanical behavior of the given structure. This paper presents a finite-strain thermo-elasto-plastic steel model. This model can handle large deformation and thermal load simultaneously, which is common during earthquake periods. Two 3-dimensional finite element analyses verify this formulation.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.47 no.6
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• pp.414-421
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• 2019

In this paper, thermomechanical coupled analysis of carbon/phenolic composites structures in reentry environment was performed. The interface of thermomechanical coupled analysis was constructed using commercial software. The governing equations of temperature and displacement fields were considered to simulate change of physical behavior due to pyrolysis and ablation effects. The results of thermomechanical coupled analysis were compared with the results of ablation test using arc-heated wind tunnel. Also, the structural stability of reentry capsule was analyzed using the analysis interface. The excellent ablation characteristics and thermal protection effects of the carbon/phenolic composites were confirmed and the constructed analysis interface can be effectively used to perform thermal protection system design.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.10 no.2
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• pp.114-120
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• 2011

Thermal control of satellite is mainly based on passive ways, such as the radiator made of aluminum honeycomb core with aluminum skins and OSR (Optical Solar Reflector). Additionally, for the thermal control of high dissipation unit, the aluminum doubler and heat pipe are utilized. Recently, efforts to find advanced thermal materials have been carried out to enhance heat rejection capability without increasing satellite size, weight and cost. This paper handles the carbon composites have high thermal conductivity with light weigh and have been considered as future thermal control materials to replace aluminum based radiator and doubler. Thermal analysis of satellite panel using APG(Annealed Pyrolytic Graphite) and carbon-carbon composites were performed and temperature contours were compared with the conventional thermal control methods.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 1996.05a
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• pp.265-272
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• 1996

액츄에이터에 사용되는 터어보 펌프의 터어빈을 구동시키기 위한 가스발생기용 고체연료 추진기관의 뒷마개부에 대하여 열/구조 해석을 수행하였다. 가스발생기는 장시간 연소모타로써 뒷마개에는 단열이 되어 있지 않은 배출튜브가 나사로 체결되어 고온, 고압의 연소가스에 의해 뒷마개 구조물에 작용하는 열 하중이 상당히 클 것으로 판단되므로, 최적설계를 위하여 뒷마개부의 열 및 구조해석을 수행하여 열하중의 영향을 예측하고 경량화를 위한 설계자료를 얻고자 하였다. 본 논문에서는 해석결과만을 언급하였으며 차후에 수행될 지상시험시에 해석치와 실험치를 비교한 후 좀 더 정확히 모델링을 하여 열/구조 해석 결과를 뒷마개부의 최적설계에 활용하고자 한다. 해석 결과 열하중이 연소관과의 조립부에는 거의 영향을 주지 않았으나, 열과 압력하중이 동시에 작용할 경우에 뒷마개 배출튜브의 조립부 근접한 곳에서 항복응력을 넘는 응력이 발생하여 정확한 구조 해석을 위해서는 탄소성해석을 수행하여야 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05d
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• pp.235-240
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• 1996

본 연구에서는 고온의 천이 열하중을 받는 304 SS 재질의 액체금속로 원통용기에 대하여 진행성 변형기구인 열적 라체팅(thermal ratcheting) 변형거동을 해석하였다. 재료의 반복 소성을 나타내는 구성식으로서 Chaboche모델을 이용하였으며 이 모델의 적용을 위하여 ABAQUS의 사용자 프로그램을 개발하였다. 열천이 과정이 반복되는 동안에 축방향의 온도분포 이동에 따른 탄소성 해석을 수행한 결과 소성변형이 각 싸이클마다 누적되어 점진적 변형이 일어났으며 이 해석결과를 시험치와 비교함으로써 해석의 타당성을 검토하였다. 반복 소성거동에 대한 Chaboche 모델을 이용하면 천이 열하중을 받는 304 SS. 재질의 고온구조물에 대하여 라체팅 거동을 정량적으로 평가 할 수 있는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2009.11a
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• pp.98-98
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• 2009

용접에 의해 발생하는 용접잔류응력은 강구조물의 피로성능, 파괴양상 등에 영향을 주고 있으나 이러한 용접잔류응력을 예측하는 것은 쉽지 않다. 이러한 용접잔류응력을 예측하는 방법으로는 열탄소성해석과 같은 수치적 방법과 실험적 방법이 있다. 열탄소성해석의 경우 실제문제를 이상화하는 과정에서 매우 복잡한 모델링 기술이 필요하다. 또한, 측정방법에서는 표면의 잔류응력을 측정할 수 있는 홀드링법과 X-선법 등이 있고, 내부 잔류응력의 측정방법으로는 중성자회절법이 있다. 그러나 홀드링법의 경우, 사용범위의 한계와, 중성자회절법에서의 내부 잔류응력을 측정할 수 있는 두께의 제약이 있어 후판의 잔류응력을 측정하는 것은 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 용접잔류응력의 생성근원인 고유변형도를 측정하고 이것으로부터 맞대기용접에서 발생하는 두께방향의 용접잔류응력을 계측하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.22-25
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• 2005

The thermal degradation of carbon/phenolic composite have been studied at high temperature by using thermogravimetric (TGA). A heating .ate of 5, 10, 15, 30 and $50^{\circ}C/min$ was used for the determination of thermal decomposition parameters of composite materials at high-temperature service. It has been shown that as the heating rates is increased, the peak decomposition rates are occur at higher temperature. Based on results of thermogravimetric analysis, the pyrolysis process is analyzed and physical and mathematical models for the process are proposed. The thermal analysis also has been conducted using transient heat conduction and the in-depth temperature distribution and the density profile were evaluated along the solid rocket nozzle. As a future effort the thermal decomposition parameter determined in this investigation will be used as input to thermal and mechanical analysis when subjected to solid rocket propulsion environment.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.8
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• pp.711-718
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• 2011

The thermoelastic behavior of the porous carbon/phenolic composites is studied using the thermomechanical response model of chemically decomposing composites. The model includes thermal dependence of the porous composites, porosity in the pyrolysis process, pore pressure due to decomposing gases, and shrinkage. The poroelastic coefficients are calculated based on representative volume element model and finite element analysis. The internal stress distribution caused by pores and pore pressure, and the overall deformation are verified. The effects of the poroelastic coefficients on the thermoelastic behavior are examined through numerical experiments.