• 대한기계학회논문집A
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• 제39권4호
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• pp.405-413
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• 2015

최근 미국에서는 가동기간이 오래된 원전 매설배관에서 부식 및 침식에 의해 삼중수소 누설로 지하수가 오염되는 사례가 급증하고 있다. 따라서, 현재 원전 안전등급 매설배관으로 사용되고 있는 금속재료의 배관을 대신해서 부식 및 침식 등의 열화 손상에 대한 저항성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 배관을 ASME Code Class 3 안전계통 배관으로 사용하기 위한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 발전소 가동 중 매설배관에 가해질 수 있는 하중과 온도 범위를 바탕으로 HDPE 배관 융착부에 대한 인장 시험과 저속균열성장 (SCG) 시험을 수행하였다. 시험 결과로 얻은 SCG 시험편의 파단면을 분석하여 HDPE 재료의 파손 기구를 파악하였다. 이를 바탕으로 3D 유한요소 해석을 이용하여 균열이 있는 HDPE 재료가 버틸 수 있는 한계하중에 대한 검증을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.81-91
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• 2005

본 논문은 SCP로 보강된 점성토 지반의 파괴메카니즘 및 응력분담비, 지지력등에 미치는 설계변수에 대한 실험적 수치적 연구 결과이다. SCP로 보강된 점성토 지반의 거동을 알아보기 위하여 SCP의 치환율을 20, 40, $70\%$로 변화시키고, 비소성 세립분 함유량을 5, 10, $15\%$로 변화시켰으며 하중재하폭에 대한 지반개량폭의 비를 1, 2, 3으로 변화시키는 광범위한 원심모형실험을 실시하였다. 한편, 원심모형실험 결과를 모사하기 위하여 상용 유한요소 프로그램인 CRISP을 이용하였으며, 수치해석시 모래다짐말뚝은 탄소성모델로 점토지반은 한계상태이론에 기초한 수정 Cam-clay 모델을 사용하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권3호
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• pp.576-585
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• 2002

A three-dimensional Lagrangian explicit time-integration finite element code for analyzing the dynamic impact phenomena was developed. It uses four node tetrahedral elements. In order to consider the effects of strain rate hardening, strain hardening and thermal softening, which are frequently observed in high-velocity deformation phenomena, Johnson-Cook model is used as constitutive model. For more accurate and robust contact force computation, the defense node contact algorithm was adopted and implemented. In order to evaluate the performance of the newly developed three-dimensional hydrocode NET3D, numerical simulations of the oblique impact of mild steel plate by mild steel sphere were carried out. Ballistic limit about various oblique angle between 0 degree and 80 degree was estimated through a series of simulations with different initial velocities of sphere. Element eroding by equivalent plastic strain was applied to mild steel spheres and targets. Ballistic limits and fracture characteristics obtained from simulation were compared with experimental results conducted by Finnegan et al. From numerical studies, the following conclusions were reached. (1) Simulations could successfully reproduce the key features observed in experiment such as tensile failure termed "disking"at normal impacts and outwards bending of partially formed plus segments termed "hinge-mode"at oblique impacts. (2) Simulation results fur 60 degrees oblique impact at 0.70 km/s and 0.91 km/s were compared with experimental results and Eulerian hydrocode CTH simulation results. The Lagrangian code NET3D is superior to Eulerian code CTH in the computational accuracy. Agreement with the experimentally obtained final deformed cross-sections of the projectile is excellent. (3) Agreement with the experimental ballistic limit data, particularly at the high-obliquity impacts, is reasonably good. (4) The simulation result is not very sensitive to eroding condition but slightly influenced by friction coefficient.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.393-396
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• 2008

콘크리트 중의 철근은 시간경과에 따라 콘크리트의 중성화 및 염해 등에 의해 부식이 진전된다. 이러한 철근부식은 콘크리트의 품질편차, 균열발생 등의 영향으로 동일한 부재에서도 부위에 따라 그 정도에 차이가 발생하며, 균일하게 부식이 진전되지 않는다. 따라서, 콘크리트중의 철근이 부식된 부재에 대하여 역학적 특성을 평가함에 있어서 공식이나 국부부식 등을 고려하지 않고 평균부식률에 의해 평가를 하는 것은 철근이 부식된 실제 철근콘크리트 구조체의 내력저하를 평가하는 데에 있어서 한계가 있을 수밖에 없다.한편, 철근이 부식된 철근콘크리트 구조체의 내력저하를 유한요소법 등에 의해 해석적으로 평가하기 위해서는 부식철근의 역학적 성능에 대한 모델화가 필수적이며, 이를 위해서는 콘크리트중에서의 철근의 부식을 상정한 부식패턴에 대해 정량화하고 이를 역학적 성능과의 관계로서 수식화하는 것이 필요하다. 이에 본 연구에서는 콘크리트내부의 철근부식에 따른 부식형태의 정량화 및 부식철근의 역학적 성능평가를 목적으로 하며, 이를 위해 다양한 패턴의 부식형상을 상정한 철근부식실험을 수행하고 표면형상분석장치에 의해 부식형태를 정량화하였으며, 역학적특성에 대한 평가를 통해 부식정도와 역학적 성능의 관계를 정식화하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1068-1073
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• 2010

용접 넥 플랜지는 파이프간의 상호연결에 널리 사용되고 있다. 이 플랜지는 열간 단조 공정으로 제작되며, 심해에서 고압이 요구되는 분야에 사용되는 경우 플랜지 기저부 및 목 부분에 높은 항복강도가 요구된다. 일반적으로 항복강도 향상을 위해 탄소함유량을 높이면 고 강도를 얻을 수 있으나, 용접이 요구되는 제품의 특성상 탄소함유량을 최대 0.47로 제한함으로써 고용체 강화에 의한 강도 향상에는 한계가 있다. 이러한 경우 탄소 함유량의 변화 없이 강도를 향상시킬 수 있는 결정립 미세화 강화를 이용하여 제품의 항복강도를 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 다구찌 기법을 통해 최적의 결정립 미세화를 위한 단조공정을 제시하고 타당성을 검토하기 위해 유한요소해석을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권6호
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• pp.3013-3022
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• 2013

SMART Highway 종방향 배리어 상위등급 SB5-B 대형차 충돌조건을 만족하면서 120km/h의 소형차충돌속도를 130km/h로 상향시킬 수 있는 가능성이 조사되었다. 실물 충돌시험의 결과에 Calibrate된 입력 변수를 적용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 120km/h 소형차 충돌속도에 대한 차량의 종방향(longitudinal)과 횡방향(transverse) 속도변화가 THIV 한계를 만족시킬 수 있도록 다양한 배리어 모델이 개선되었고 이 과정을 통해 결정된 배리어 모델이 SB5-B 실물충돌시험을 통과하였다. 통과된 배리어 모델 slip block-out 날개의 각도를 변화시키면서 120km/h 소형차 충돌속도의 상향가능성을 유한요소해석(FEA)을 통하여 조사하고 실물차량 충돌시험을 수행하였다. 소형차충돌속도 130km/h에 대한 표준시험 여건이 갖추어 진다면 소형차 충돌속도 130km/h로 상향시킬 수 있는 가능성이 높은 것으로 조사되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.37-45
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• 2013

본 연구에서는 다양한 RC 슬래브의 접촉 발파 실험을 수행하여 내폭 성능을 평가하였다. RC 슬래브의 내폭 성능 향상을 위해 섬유 보강과 외부 CFRP 시트 보강을 도입하였다. 폭발하중 실험은 $2,000{\times}1,000{\times}100mm$ RC 슬래브를 제작하였고, 일반 콘크리트와 강섬유 보강 콘크리트, 하이브리드 PVA 섬유 보강 시멘트 복합체, 초고성능 콘크리트를 적용하였다. 접촉 발파로 생긴 RC 슬래브의 손상 정도를 크레틀, 스폴과 브리치의 직경과 깊이로 평가하였다. 실험 결과를 LS-DYNA 유한요소해석 프로그램과 Morishita 등의 예측식으로 검증하고 비교분석하였다. 분석 결과, LS-DYNA 프로그램을 이용하여 크레틀, 스폴, 브리치의 직경 및 깊이에 대한 개략적인 예측이 가능하며, 폭발하중 하에서 손상부의 거시적 거동을 모사함으로써 부재의 파괴 이력을 나타낼 수 있었다. 국부 손상에 대한 세가지 예측식이 소개되어 있으나 경험식으로써의 한계가 존재하며, 이에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.80-80
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• 2009

패키징 구조의 발전이 점차 중요한 문제로 대두되어, 칩의 집적 기술의 발전에 따라 실장기술에서도 고속화, 소형화, 미세피치화, 고정밀화, 고밀도화가 요구되고있다. 최근 선진국을 중심으로 전자 전기기기 및 부품의 실장기술에서도 환경 친화적인 기술을 요구함에 따라, 저에너지 공정 및 무연 실장 기술에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기존의 SOP(Small Out-line Package), QFP(Quad Flat Package) 등은 소형화, 다핀화, 고속화, 실장성에 한계가 있기 때문에, SMT(Surface Mount Technology) 형식으로 된 BGA(Ball Grid Array)가 휴대형 전화를 비롯한 기타 전자 부품 실장에 널리 사용되고 있다. BGA ball shear 법은 BGA 모듈의 생산 및 취급 중에 발생할지도 모르는 기판에 수평으로 작용하는 기계적인 전단력에 BGA solder ball이 견딜 수 있는 정도를 측정하기 위해 사용되는 시험법이다. 전단 시험에 의한 전단 강도의 측정 외에 전기전도도 측정, 파면 관찰, 이동거리(displacement), 유한요소 해석법 등을 병행하여 시험법의 신뢰성 향상에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 실험에서는 지름이 $500{\mu}m$인 Sn-3.5Ag 솔더볼을 이용하여 세라믹 기판을 접합하여 BGA 패키지를 완성하였다. 상부 기판에 솔더볼을 정렬시켜 리플로우 방법으로 접합 한 후 솔더볼이 접합된 상부 기판과 하부 기판을 접합 하여 시편을 제작하였다. 접합된 시편들은 $150^{\circ}C$에서 0~800시간 열처리를 실시하였고, 열처리를 하면서 각각 $3{\times}10^2A/cm^2,\;5{\times}10^3A/cm^2$의 전류를 인가하였다. 시편들을 전단 시험기를 이용하여 솔더볼의 기계적 특성 평가를 하였으며, 계면 반응을 관찰하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권1호
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• pp.11-17
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• 2024

제진 구조는 댐퍼라는 장치를 구조물에 장착시켜 지진에너지를 소산하는 내진설계이다. 지진피해를 저감하고자 하는 연구가 성행하고 있는 가운데 제진 구조는 댐퍼의 재료, 형상을 변경함으로써 기술을 발전시켜왔다. 하지만 댐퍼의 특성상 에너지를 소산하기 위해 재료에 발생하는 소성변형은 피할 수 없는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 발생한 변형를 스스로 회복할 수 있는 초탄성 형상기억합금(Superelastic shape memory alloy, SSMA)을 활용하여 반영구적으로 사용할 수 있고 추가적인 긴장력을 적용하여 구조적 성능을 향상한 장수명 댐퍼를 제안하였다. 장수명 댐퍼의 거동 특성 분석을 위해 재료, 와이어 직경, 긴장력 유무의 설계 변수에 따라 유한요소해석을 진행하였고 응답 거동을 도출하여 하중 저항, 에너지 소산, 잔류변위 등의 특성을 분석하여 장수명 댐퍼의 성능적 우수성을 입증하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권1호
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• pp.75-90
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• 1995

본 연구에서는 riser 내부의 유체흐름에 의해 발생하는 유체력이 심해저 riser의 동특성에 미치는 영향에 관해 조사하였다. riser의 비선형 동적해석을 위해 riser 내부의 유체흐름을 시스템에 포함하여 수학적 모델을 개발하였으며 유도된 모델에 Galerkin의 유한요소근사법과 시간증분자를 적용함으로써 수치해석을 위한 모델을 개발하였다. 또한 시스템의 자유도를 줄이고 비선형모델의 수치해를 얻기 위해 행해지는 반복계산을 줄이며 정확도를 높이기 위해 riser의 축방향 extensibility 조건을 사용 하였다. 관내부 유체 흐름으로 인한 riser의 동특성에 미치는 영향을 상부 인장력, 조류속도, 파주기 등과 같은 여러 영향요인들을 변화시키면서 조사하였다. 수치해석 결과 내부류체 흐름으로 인한 영향을 줄이기 위해서는 riser의 상부에 인장력을 riser의 허용내력 한도내에서 증가시키는 방법이 있으나 심해저로 갈수록 인장력 증가에 한계가 있기 때문에 riser 주위에 부체를 부착시키는 방법이 제시된다. 이 이외에도 riser의 해석시 대변형으로 인한 비선형성을 고려하게 되면 내부 유체흐름이 riser의 동특성에 미치는 영향을 증가시킴을 알 수 있었다.