• 한국도로학회논문집
• /
• 제11권1호
• /
• pp.195-201
• /
• 2009

이 논문에서는 다층탄성해석과 유한요소법을 사용하여 도로설계를 위한 도로내 주요 변형률을 계산하여 유사한 결과치를 양산하는 경우를 비교 분석하였다. 비록 유한요소법이 보다 나은 모델이라는 것이 입증되긴 했지만, 다층탄성해석 프로그램이 간편성으로 인해 여전히 도로설계를 위해 많이 사용되어 지고 있으므로 다층탄성해석 프로그램을 사용한 주요 변형률의 예측이 시급한 실정이다. 이 연구에서는 KENLAYER프로그램을 사용하여, 비선형 이방성 기층거동을 고려한 유한요소법을 사용했을 때 얻어지는 도로내 주요 변형을 예측할 수 있는 분석기법이 소개된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제33권10호
• /
• pp.1054-1064
• /
• 2009

본 연구에서는 인장시험 및 유한요소해석으로 재료의 파단 진변형률을 구하고, 궁극적으로 재료의 진응력-진변형률을 얻는 방법을 제안했다. 먼저 인장시험으로 얻은 응력-변형률 선도를 네킹점에서 선형 외삽해, 초기 진응력-진변형률 곡선을 설정하고, 이를 유한요소해석에 채택했다. 유한요소해석 후 Bridgman 계수 및 평판 수정계수들을 사용해, 단축 상태의 하중-진변형률 선도를 얻어 파단진변형률을 실험-해석적으로 구했다. 이 예측 파단진변형률의 실험치 대비 오차는 3% 미만이다. 이렇게 구한 파단 진변형률과 이에 상응하는 파단진응력을 구해 파단점을 결정한다. 이어 네킹점과 결정한 파단점을 연결하는 네킹 후 진응력-진변형률 선형선도를 확보하고, 이를 네킹 전의 실험선도와 결합해 최종적으로 재료의 진응력-진변형률 선도를 완성했다. 본 연구에서 제시한 실험-해석적 진응력-진변형률 곡선 획득 방법은 SS400 평판시편과 같이 파단면적 측정이 어려운 경우, 그 유용함이 배가된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제34권5호
• /
• pp.567-573
• /
• 2010

본 연구에서는 토리구형 돔 형상을 갖는 연소관의 치수 최적화를 통한 경량화와 구조 안전성을 평가하였다. 치수최적화 설계는 빠른 설계 검증을 위하여 볼트의 단면적 비가 고려된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 수행하였다. 이때, 해석 프로그램은 ANSYS APDL(Ansys Parameter Design Language)을 이용하였고, 해석법은 sub-problem법과 first-order법을 선택하여 수행하였다. 설계 변수로는 연소관의 돔과 실린더 부위의 두께를 선정하였다. 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델은 3차원 유한요소 모델과의 결과 비교를 통하여 신뢰성을 확인하였고, 초기설계 단계에서 수정된 2차원 축대칭 유한요소 모델을 이용하여 연소관의 구조 안전성 평가와 빠르고 정확한 경량화 설계를 수행할 수 있었다. 연소관의 안전계수에 따른 최적화 해석 결과 최대 17.6%의 무게 절감 효과를 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.33-43
• /
• 2005

한국 도로교 설계기준과 AASHTO Standard 설계규준에 규정된 판형교의 윤하중분배계수는 사각의 영향을 고려하지 못하고 있으며, 이에 대한 연구는 매우 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 검증된 유한요소해석모델을 이용, 다양한 변수를 고려한 구조해석을 통하여 강판형 사교에 대한 하중분배계수식의 제안을 목적으로 한다. 판형교의 유한요소모델은 현장실험과의 비교분석을 통해 선택되었으며, 이를 이용하여 강판형사교의 유한요소해석을 수행하였다. 연구결과 지간은 다른 변수들에 비해 윤하중분배계수에 미치는 영향이 작았고, 가로보와 브레이싱을 사교격자 구조로 설치할 경우 내측거더에서는 하중분배가 향상되며, 브레이싱 타입이 보다 유리한 것으로 밝혀졌다. 또한 해석결과를 바탕으로 회귀분석을 통해서 윤하중분배계수식을 제시하였고, 기존식과 비교검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제25권4호
• /
• pp.293-300
• /
• 2012

본 논문에서는 직교이방성 적층평판에서의 균열생성 및 전파로 이루어진 층간분리해석을 다룬다. 기존의 p-유한요소가 가지고 있는 요소의 강건성을 균열진전해석에 적용하여, 균열진전시 모델링을 재구성하지 않고, 균열 선단부에 해당되는 꼭지점 모드의 위치만을 이동하도록 하여, 요소망을 단순화시켰다. 이와 같은 층간분리해석에 대해서 이 논문에서의 주요 목적은 다음 두 가지이다. 첫째, 적층복합 재료의 층간분리해석 시, 일반적인 유한요소 모델과 비교하여 매우 간단한 요소망을 가지는 모델을 제안하는 것이다. 모델의 타당성을 평가하기 위해 적층 복합재료로 구성된 이중 외팔보 해석을 통하여, 기존 참고문헌 값과의 비교를 수행하였다. 둘째, 제안된 모델을 내부균열을 갖는 적층평판의 층간분리해석에 적용하여 여러 가지 거동 양상에 대한 평가이다. 이와 같은 목적을 수행하기 위하여 로바토 형상함수를 이용한 완전층별요소가 고려되었으며, 선형탄성파괴역학에 기초한 3차원 가상균열닫힘법을 이용하여 에너지 방출률을 산정하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.9-16
• /
• 2020

CFRP 시트를 이용한 RC 구조물의 보강은 다양한 방법으로 적용되어 왔으며, 관련 연구도 오랜 기간 수행되어 왔다. 하지만 CFRP 보강에 대한 연구는 대부분 실험적으로 수행되어, 다양한 변수 효과를 효율적으로 분석하기에는 한계가 있었다. 본 연구에서는 CFRP 시트로 보강된 RC 보의 구조거동을 ABAQUS 프로그램을 이용하여 수치해석적으로 분석하였다. RC 보 하면과 시트 사이에 Cohesive 요소를 적용하여 CFRP 보강 RC 보의 주요 파괴모드인 CFRP 시트 탈락을 모사하였다. CFRP 시트 탈락에 의한 급격한 비선형 문제 및 효율적인 유한요소해석을 위하여 준정적 해석 기법과 2 차원 대칭 모델을 사용하였다. 본 연구에서 수행한 유한요소해석 결과는 기존 실험결과를 잘 반영하는 것을 확인하였으며, CFRP 보강 수준과 최대 강도, 초기 강성, 파괴시점의 관계를 분석하였다. 총 31개 모델에 대한 유한요소해석을 수행한 결과 보강 수준의 증가에 따라 최대 강도 및 초기 강성이 sin 함수 형태로 증가하는 것을 확인하였다. 또한 과도한 CFRP 시트 보강은 파괴시점을 앞당겨 보강 구조물의 취성파괴를 야기할 수 있음을 확인하였으며, 이를 방지하기 위한 적절한 수준의 CFRP 시트 보강 설계가 필요할 것으로 판단된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.63-66
• /
• 2009

본 논문에서는 트림영역이 있는 NURBS 평면을 등기하 해석할 수 있는 방법을 제시한다. 기존 등기하 해석법으로 트림 NURBS 곡면을 해석하기 위해서는 해석 도메인이 여러 개의 사각형 패치로 분할되어있어야 한다. 그러나 본 연구에서 제안한 방법은 CAD에서 제공하는 트림곡선의 정보를 해석에 직접 사용할 수 있기 때문에 CAD 모델을 별도로 재구성해야하는 번거로움이 없다. NURBS 곡선 투영법을 이용하여 트림되는 요소를 찾고, 트림된 요소는 쿼드트리 분할법과 NEFEM에서 사용된 적분방법을 동시에 고려하면 어떤 경우의 트림 요소라도 적분이 가능하다. 다양한 수치 예제를 통하여 제안한 해석 방법을 검증하고, 기존의 등기하해석법으로 해석하기 어려운 다수의 트림영역이 존재하는 NURBS 평면을 해석하여 본 방법의 유용성을 검토한다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제23권2호
• /
• pp.153-163
• /
• 2010

Krylov 부공간 모델차수축소법은 초기 유한요소모델과 축소모델의 전달함수의 계수인 모멘트를 일치시키는 방법을 이용하는 축소기법으로 이미 대형 유한요소모델의 주파수응답함수의 효율적인 계산에 많이 사용되고 있는 방법 중의 하나이다. 본 논문에서는 Krylov 부공간 축소기법을 이용한 관심 주파수영역에 대한 주파수응답 해석과 이를 통하여 계산된 주파수응답의 여러 가지 설계변수에 대한 설계민감도 해석 방법을 제안하였다. 일반적으로 기계시스템의 주파수응답을 고려한 최적설계를 위해서는 설계변수에 대한 관심 주파수영역에서의 주파수응답 및 그의 민감도 정보가 요구되므로, 고려하는 유한요소모델이 대형일 경우에는 관심 주파수영역에서의 반복적인 해석으로 인한 계산비용의 문제가 심각하게 대두된다. 본 논문에서는 축소모델을 이용하여 주파수응답과 주파수응답의 설계민감도 해석을 수행하여 계산의 효율성을 극대화하였다. 계산상 시스템행렬의 민감도 계산에는 시간측면과 구현의 용이성 측면에서 장점이 있는 준해석적 방법을 이용하였다. 수치 예제를 통하여 축소기법을 이용한 주파수응답의 설계민감도 해석 결과를 초기 유한요소모델의 민감도 결과와 비교하여 우수한 정확성 및 효율성을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 방법을 주파수응답을 고려하는 최적설계에 이용하는 경우, 결과의 정확성 및 계산비용 측면에서 매우 효과적인 방법이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자연, 터널 그리고 지하공간
• /
• 제2권1호
• /
• pp.130-138
• /
• 2000

본 연구에서는 수평보강재로 보강된 터널 막장의 거동에 관한 매개변수 연구결과를 다루었다. 매개변수 연구에서는 막장주변의 3차원 응력-변형율 거동을 보다 효율적으로 모델링하기 위해 3차원 유한요소해석 모형을 적용하였으며 보강패턴에 따른 막장의 거동을 고찰하기 위해 다양한 경계조건에 대한 해석을 수행하였다. 해석결과를 토대로 막장의 응력해방-변위거동의 관계를 고찰하였으며, 보강패턴과 막장 변위의 정성${\cdot}$정량적인 관계를 제시함과 아울러서 향후 수행될 반경험적 설계/해석법의 개발을 위한 데이터베이스를 구축하였다. 한편, 해석결과 보강재 타설수 및 길이 등 각 보강설계 인자에 대한 임계치가 존재하는 것으로 나타났으며 따라서 보다 안전하고 경제적인 설계를 위해서는 이를 고려하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국재난정보학회 2016년 정기학술대회
• /
• pp.311-313
• /
• 2016

본 연구는 지진격리장치가 적용된 파이핑 시스템에서 빌딩과 같은 구조요소의 상호작용에 의한 동적 거동을 분석하고자 기존 복층구조 파이핑 시스템과 빌딩시스템에 triple friction pendulum이 적용된 격리장치를 적용 하였다. 파이핑 시스템의 시간이력해석에 의한 동적거동 평가를 위해 OpenSees를 이용하여 지진격리된 빌딩 및 파이핑시스템의 수치해석모델을 구축하였으며, 또한 파이핑시스템의 경우 ceiling system and supporting system 등과 같은 요소로 구분하여 유한요소모델을 구축하였다. 결과적으로 지진격리장치가 적용된 빌딩-파이핑 시스템의 경우 각층의 drift 및 변위가 일정한 반면 비 적용된 시스템의 경우 층 가속도에 의한 구조물의 변위가 빌딩층에 따라 상당히 증가함을 볼 수 있다.