• 전산구조공학
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• 제5권4호
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• pp.5-12
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• 1992

고체역학의 구성은 크게 탄성론과 소성론(혹은 비탄성론)으로 나눌 수 있다. 전자는 회복가능한 변형을 후자는 회복불가능한 변형을 다루며, 이 두 이론은 응력과 변형의 실험적 관찰에 기초하기 때문에 거시적인 현상론의 성격을 갖고 있다. 체계적으로 잘 정리되어있는 탄성론과는 달리, 소성범위안에서의 복잡한 응력-변형도 관계는 종종 소성론으로 설명되지 않는다. 이점이 많은 연구자들 사이에 완전한 의견의 일치를 보지 못하고 있는 원인이나, 지난 수십년 동안 소성론의 기본틀에 대한 많은 진전이 있었다. 본 고에서는 소성론의 역사에 대한 "간략한" 역사적 고찰과 탄소성 "대변위"를 연구하는 현 역학사회의 관심의 촛점을 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권12권
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• pp.1605-1614
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• 2005

For the last four decades, tension test of notched bars has been performed to investigate the effect of stress triaxiality on ductile fracture. To quantify the effect of the notch radius on stress triaxiality, the Bridgman equation is typically used. However, recent works based on detailed finite element analysis have shown that the Bridgman equation is not correct, possibly due to his assumption that strain is constant in the necked ligament. Up to present, no systematic work has been performed on fully plastic stress fields for notched bars in tension. This paper presents fully plastic results for tension of notched bars and plates in plane strain, via finite element limit analysis. The notch radius is systematically varied, covering both un-cracked and cracked cases. Comparison of plastic limit loads with existing solutions shows that existing solutions are accurate for notched plates, but not for notched bars. Accordingly new limit load solutions are given for notched bars. Variations of stress triaxiality with the notch radius and depth are also given, which again indicates that the Bridgman solution for notched bars is not correct and inaccuracy depends on the notch radius and depth.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
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• pp.37-42
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• 2004

This paper presents a simple method to estimate fully plastic crack tip stresses of unequally notched specimen based on the equilibrium condition of the least upper bounds for plane strain deformation fields. The method is applied to unequally notched specimens under bending and tension. For various notch angle the limit loads and crack tip stresses are estimated from the present method and compared with results from finite element limit analyses.

• 터널과지하공간
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• 제16권6호
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• pp.495-505
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• 2006

정수압 상태의 등방 무한 매질에 원형 터널이 굴착될 때 터널 주변부에서 발생되는 응력 및 변위 분포를 해석하는 것은 암반공학의 가장 기본적인 문제들 중의 하나이다. 암반을 탄성, 완전소성, 취성-소성 거동체로 가정한 경우 응력 및 변위 분포에 대한 정해가 알려져 있다. 그러나 변형률연화를 가정한 경우는 정해가 존재하지 않으며 여러 가지 가정에 기초한 수치해석적 근사해들이 보고되고 있을 뿐이다. 이 연구에서는 Mohr-Coulomb 암반을 대상으로 이러한 원형 터널의 변형률연화 거동을 간단하게 해석할 수 있는 수치해석 방법을 소개하였다. 이 방법은 변형률연화 거동 뿐만아니라 취성-소성 및 완전소성 거동의 해석에도 적용이 가능하다 정해가 알려진 취성-소성 거동의 검증을 통하여 제안된 모델의 정확성을 입증하였다. 변형률연화 거동해석 예로서 연화지수에 대한 매개변수 해석을 실시하였고 지반반응곡선을 작성하였다. 탄소성 해석시 터널 주변의 변위 분포 특성은 소성영역의 체적팽창성에 크게 영향을 받음을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.167-176
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• 2016

이 연구는 다양한 콘크리트에 대해 전단마찰 거동에 의해 지배되는 부재에서 전단전달 기구를 설명하고 합리적인 전단마찰내력을 평가하기 위한 모델을 제안하였다. 제안된 모델의 기본식은 횡보강근과 작용 축응력을 고려하여 소성론의 상계치 이론(Upper-bound theorem)에 기반하여 유도하였다. 콘크리트는 수정 Coulomb 파괴 기준에 의해 완전한 소성 강체로 고려하였다. 콘크리트 유효강도에서 콘크리트 종류와 최대 골재 크기에 따른 영향을 적용하기 위해 Yang et al.의 압축 응력-변형률 모델과 CEB-FIP의 인장 응력-변형률 모델을 적용하였다. 이 응력-변형률 모델들을 이용한 완전 소성모델로의 변환을 통하여 유효압축강도계수, 유효강도비 그리고 콘크리트 마찰각을 간단한 식으로 일반화 하였다. 제시된 전단마찰내력 모델은 기존 연구에서 제시된 모델과 함께 91개의 직접전단 실험결과와 비교하였다. 그 결과로 이 연구에서 제시된 모델은 콘크리트 종류, 횡보강근 양 그리고 작용 축응력을 고려하여 전단마찰내력을 평가할 수 있었으며, 예측값에 대한 실험값의 비의 평균과 표준편차가 각각 0.95, 0.15로서 기존 식들에 비해 더 정확한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.27-35
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• 2005

액상화에 따른 지반의 과도한 변형으로 인한 피해가 자주 발생되고 있다. 그에 따른 지반의 움직임을 예측하기 위해서는 유효응력 개념에 기초한 수치해석 기법이 요구되어 진다. 본 연구에서는 지진 및 유사한 반복 하중에 따른 수압의 상승을 예측할 수 있는 연성(fully coupled) 유효응력 구성모델인 UBCSAND를 제안하였다. 제안된 모델은 간단한 완전탄소성모델인 Mohr-Coulomb을 변형한 형태로 마찰각(friction angle)과 팽창각(dilation angle)을 점진적으로 증가시킴으로써, 기존의 파괴상태내에서도 연속적인 소성변형 발생을 표현할 수 있다. 항복함수는 전단응력과 평균응력의 비인 $(\sigma'_1-\sigma'_3)/(\sigma'_1-\sigma'_3)$로 나타내며, 응력도의 원점에서 시작하는 무한개의 방사선을 의미한다. 따라서, Mohr-Coulomb의 파괴면과 같은 형태의 무수한 항복면을 가진다. 소성 경화법칙은 등방경화(isotropic hardening)와 이동경화(kinematic hardening)를 혼합한 형태를 이루고 있다. 재하(loading) 및 재재하(reloading)시에는 연속적인 소성 변형이 일어나나, 제하(unloading)시에는 탄성변형을 가정하였다. 제안된 모델은 느슨한 Fraser River 모래를 이용한 직접단순전단시험(Direct simple shear test)결과와 비교하여 검증하였다.

• 전산구조공학
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• 제6권1호
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• pp.39-43
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• 1993

본문에 열거한 빙하중의 산정방법을 비교해 볼 때, 구조물의 규모가 크고 다년생 얼음이 설계하중으로 작용하는 경우 에너지 평형 방법 중 소성 극한이론을 근거로 한 Korzhavin식을 이용하는 것이 타당하리라 판단된다. 극한 응력에 의한 방법은 구조물의 직경이 작은 경우에 완전 관입이 되는 것을 가정하기 때문에 직경이 큰 구조물에서는 빙하중의 크기가 과대 평가될 가능성이 크며, 극한 하중에 의한 방법은 Ridge Building Force의 부정확성 때문에 쉽게 적용하기 곤란하여 이에 대한 통계적 자료가 크게 요구된다. 지반과 구조물의 유연성을 고려한 동적 모델에 의한 방법은 참고문헌을 소개하는 것으로 대신한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.649-659
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• 2002

다양한 평면변형률 시편들의 균열선단 탄·소성 응력상태들에 대한 경우, 여러 연구들을 동해, J-T접근방법의 유효 타당성이 충분히 검증되어졌다. 그러나 J-T 두 변수에 의한 균열선단 응력장 예측의 타당성을 보편화시키기 위해서는, 평면변형률 시편들과 같이 이상화된 구조가 아닌 실제적인 3차원 구조형상에 대한 연구가 필요하다. 이를 배경으로 본 연구에서는 평판과 직관에 대해 완전 3차원 유한요소해석을 수행하여 얻어진 응력장과 계산된 J-T두 변수로 예측되는 응력장을 비교함으로써, J-T 접근방법의 유효성 내지 한계성을 규명하였다.

• 터널과지하공간
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• 제32권5호
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• pp.312-326
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• 2022

암반의 표준 파괴기준식의 하나로 인정받고 있는 일반화된 Hoek-Brown (GHB) 식은 암반공학적 활용에 특화되어 있으며 넓은 범위의 암반조건을 고려할 수 있다. 이에 따라 암반 구조물의 안정성 해석과정에서 GHB 식을 적극적으로 활용하기 위한 많은 연구 노력이 진행 중이다. 이 연구에서는 탄소성 해석법의 일종인 slip-line 해석법을 GHB 파괴기준식과 결합하여 원형터널 주변의 소성반경과 응력분포를 간편하게 계산할 수 있는 해석적 수식들을 유도하였다. 관련 수식 유도과정에서는 파괴 후 거동으로 완전 소성 거동을 가정하였고, 초기지압은 정수압 상태로 가정하였다. 이 연구를 통하여 소성반경은 터널 벽면과 탄성-소성 경계면에 대응되는 두 접선 마찰각을 이용하여 해석적으로 계산할 수 있음을 밝혔다. 또한 유도한 해석 식들을 이용하여 계산한 소성반경과 응력분포는 2008년에 발표된 Lee & Pietruszczak의 수치해석적 방법의 결과와 일치함을 보였다. 이 논문의 후반부에서는 유도한 해석 식을 활용하여 암반의 양호도가 소성영역의 크기, 응력분포, 접선마찰각의 변화에 미치는 영향을 분석하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권7호
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• pp.1159-1169
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• 2003

This paper investigates the effects of T-stress and plastic hardening mismatch on the interfacial crack-tip stress field via finite element analyses. Plane strain elastic-plastic crack-tip fields are modeled with both MBL formulation and a full SEC specimen under pure bending. Modified Prandtl slip line fields illustrate the effects of T-stress on crack-tip constraint in homogeneous material. Compressive T-stress substantially reduces the interfacial crack-tip constraint, but increases the J-contribution by lower hardening material, J$\_$L/. For bimaterials with two elastic-plastic materials, increasing plastic hardening mismatch increases both crack-tip stress constraint in the lower hardening material and J$\_$L/. The fracture toughness for bimaterial joints would consequently be much lower than that of lower hardening homogeneous material. The implication of unbalanced J-integral in bimaterials is also discussed.