• 터널과지하공간
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• 제28권5호
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• pp.426-441
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• 2018

일반화된 Hoek-Brown (GHB) 파괴조건식은 최근 각종 암반공학적 계산에 활발히 이용되고 있지만 Mohr 파괴포락선이 해석적 수식으로 표시되지 않아 적용범위를 넓히는데 어려움이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 이 연구에서는 GHB 파괴함수에 내포된 수직응력 - 접선마찰각 관계식을 다항식으로 최적 근사시켜 접선마찰각을 수직응력의 명시적 근사함수로 표시하는 새로운 방법을 제안하였다. 이 수직응력 - 접선마찰각 관계식을 직선 또는 2차 다항식으로 최적 근사시킬 경우 접선마찰각에 대한 해석적 해가 존재한다. 이 해를 전단응력 - 접선마찰각 관계식에 대입하면 GHB 파괴함수의 근사적 Mohr 파괴 포락선을 유도하는 것이 가능하다. 유도한 근사 Mohr 파괴포락선은 GSI 값 전체 범위에서 정해와 매우 근사함이 입증되었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권4호
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• pp.336-345
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• 2012

균열성장 수명에는 구조 형상의 복잡함, 작용하중의 변동, 재료물성 분포 등의 영향으로 불확실성이 포함된다. 따라서 이러한 불확실 인자들에 대해 계산된 수명의 강건성을 확보하기 위해서는 신뢰성 평가가 요구된다. 하지만 형상이 복잡한 터빈 휠의 경우 균열성장 수명 계산의 주요 변수인 응력확대계수의 표현식을 알기 힘들며, 이를 유한요소해석으로 계산하므로 수명 계산 및 신뢰성 평가에 많은 시간이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 균열성장 수명의 반응표면을 사용함으로써 신뢰성 평가의 효율성을 높일 수 있음을 고찰하였다. 이를 위해 형상이 복잡한 터빈 휠을 모델로 유한요소해석으로 생성된 응력확대계수 데이터를 회귀분석하여 근사모델을 생성한 후 응력확대계수의 회귀계수, Paris 계수, 초기균열길이에 대한 균열성장 수명의 반응표면을 생성하여 신뢰성해석에 사용하였다. 신뢰성해석은 몬테카를로 시뮬레이션으로 수행하였으며, 연구결과 반응표면의 사용이 신뢰성 평가 시 필요한 균열성장 수명의 계산량을 효과적으로 줄일 수 있었다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제13권2호
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• pp.96-105
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• 1995

본 연구에서는 종래의 미소피로균열 성장속도 해석방법에 대한 수정안을 제시하고 수정 후의 방 법에 의해서 계산한 값들과 S4SC 탄소강에 대한 Nisitani와 Goto의 실험결과를 비교하여 계산한 값과 실험데이터 사이에 양호한 일치가 있음을 보였다. 이미 제시된 피로균열성장속도 식에는 하한계수준과 피로한도를 연관시키는 재료상수와 탄소성 거동에 대한 수정 및 균열닫힘효과를 나타내는 방법이 포함되어 있다. 본 연구에서 행한 수정중의 하나는 기하학적인 상수대신에 퍼만(Forman)의 탄성응력 강도계수 범위식을 이용하는 것이고, 다른 하나는 균열이 성장함에 따라 편심형단면으로 되면서 모멘트에 기인해 발생되는 굽힘효과를 고려하는 것이다. 이 방 법을 수명예측에 사용하면 용접구조물은 물론 기계구조물의 보다 정확한 수명예측이 가능할 것 이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권2호
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• pp.223-230
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• 2012

취성이 큰 재료의 강도는 일반적으로 정규분포 또는 와이블분포로 설명되어 왔으나 감마분포도적합할 수 있다. 재료의 파손이 가해진 응력의 연속된 값 중 가장 큰 값에 좌우된다면 극치분포를 적용하는 것이 합당하다. 본 논문에서는 재료강도가 감마분포를 따르며 극치분포하는 응력이 작용할 경우 응력-강도 간섭이론에 기반하여 신뢰도 계산식을 제시하였으며, 확률분포 파라미터별 신뢰도와 안전율 및 변동계수와의 관계를 통하여 신뢰도 계산식의 유효성을 입증하였다. 안전율과 변동계수에 기반한 신뢰도 예측방법으로 목표 신뢰도가 설정되었을 때 최소한 요구되는 안전율과 최대로 허용되는 응력의 변동계수를 예측할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.161-171
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• 1993

본문은 3차원 응력 공간에서 암석이나 콘크리트등 경성기초 지반재료의 응력 - 변형율 거동에 대해 소성이론에 기초를 두고 Desai 등에 의해 제안된 구성식에 대해 기술하고 이를 증명하기 위해 3주응력을 독립적으로 제어 할 수 있는 고압력 입방체 3축실험기를 이용하여 다양한 응력 경로 실험을 한 것으로 사용재료는 콘크리트 시료를 제작 이용하였으며 그 주요한 결론으로서는 1) 경성재료의 구성모텔은 3주응력이 별도로 제어되는 3축실험을 시행함으로써 다양한 응력경로를 보다 정확히 설명할 수 있다. 이점은 경화재료 특히 암석이나 콘크리트와 같은 재료의 구성식을 설명하는데 있어서 필수적이라고 판단한다. 2) 이와같은 경성재료의 구성식은 항복과 경화거동을 유일한 함수로써 연속적으로 정의할 수 있으므로 지금까지 두개의 함수를 이용하여 표현한 두 항복면의 불연속을 제거할 수 있다. 따라서 두 함수의 교차점에서 sigulality point를 피할 수 있으므로 computer계산에 관련된 난점을 제거할 수 있다. 3) 본 콘크리트와 같은 재료의 경우도 $J_1-{\sqrt{J_{2D}}}$면, 8면체면 그리고 3축면등에서의 항복거동(그림11-그림 14)과 체적변형률(그림 15) 그리고 응력-변형률거동(그림 16-그림 18)에 대해 이론 예측치와 실험결과치가 잘 일치하고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.796-800
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• 2009

토목구조물 및 사면의 붕괴는 집중호우가 내리는 경우 많이 발생하고 있으며, 특히 사면에서는 붕괴까지의 변형이 급속히 진행되어 이를 사전에 예방하기는 매우 어려운 현실이다. 침투 및 배수과정에서의 사면 붕괴는 강우침투로 인한 지반의 물리적 특성변화가 직접적으로 사면의 안전계수 변화에 영향을 주는 것으로 판단되며, 이때 발생하는 물리적 특성변화로는 침투시 사면 내 지반의 단위 중량은 증가하여 전단응력의 증가 및 전단강도 감소현상이 발생하며, 이와 반대로 사면 내 배수로 인하여 전단응력의 감소 및 전단강도의 증가현상이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 강우침투로 발생하는 지반의 포화도 변화를 지반 내 투수계수의 함수로 설명하여 강우로 인한 지반의 침투 및 배수과정을 규명하고자 한다. 일반적으로 지반 내 지하수의 침투과정은 라플라스 공식을 적용한다. 그러나 라플라스 공식은 정상 상태(Steady State)일 경우에만 사용할 수 있고, 강우 등으로 인한 지하수의 수두 변화가 발생한 비정상 상태(Unsteady State)의 경우에는 부적합하므로 사면과 옹벽 등의 토질구조물에서는 안전성 변화를 계산할 수 없다. 이를 위해 사면 내 지반의 침투 및 배수과정을 투수계수의 함수로 나타내어, 강우의 침투과정을 Fourier Series, 변수분리법 및 섭동함수를 사용하여 식으로 유도함으로서 강우에 의한 지반의 침투 및 배수과정에 따른 사면 내 지하수의 분포를 예측한다. 침투과정 해석을 위하여 지표에서 포화대까지의 깊이 10m의 모델사면 및 지표부터 포화대까지의 포화도는 직선으로 비례한다는 가정을 적용한다. 먼저 푸리에 급수를 이용, 시간에 따른 온도를 열전달에 관하여 편미분하여 발생하는 열확산계수를 투수계수로 변환함에 따라 지하수의 시간과 수직방향거리에 대한 지반의 포화도를 산정한다. 변수분리법은 산정된 포화도에 지반의 초기조건과 경계조건를 고려하기 위해 적용하며, 변수분리법에 의해 산정된 지하수 분포를 섭동함수법으로 과도 및 정상상태로 분류한다. 본 연구의 수행으로 인해 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, Fourier Series와 변수분리법, 섭동함수를 이용하여 강우에 의한 지반의 포화도 변화를 수식적으로 나타낼 수 있으며 둘째, 지반에서의 강우침투과정을 식으로 표현함으로서, 깊이별 시간에 따른 포화도의 영역이 상부로부터 하부로 전이되는 과정을 알 수 있다. 셋째, 푸리에 급수를 이용한 지반의 침투계산으로 강우로 인한 지반의 포화영역 및 불포화영역을 명확히 구분할 수 있으며, 각 깊이별 포화도를 계산하여 각 구간에서 불포화구간의 전단강도에 대한 보다 정확한 계산이 가능하리라 판단된다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제6회(2017년)
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• pp.251-258
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• 2017

비닐하우스는 원예시설 중 가장 중요한 구조물로서 전국에서 이용하고 있으며, 경제적이기 때문에 농업 재배에서 가장 많이 쓰인다. 폭설 시 눈에 의한 하중으로 비닐하우스의 속이 빈 파이프의 변형이 유도된다. 본 논문에서는 비닐하우스의 80%를 차지하는 단동식 구조를 모델로 삼아 비닐하우스 지붕 위치에 따른 눈의 하중을 계산한 후 EDISON 해석 프로그램과 상용 프로그램을 이용하여 비닐하우스에 최대 변위와 응력을 분석하여 농업진흥청에서 제안한 보강재를 해석했다. 추가로 보강재의 접하는 위치를 이동하여 최대 변위와 파이프에 가해지는 응력을 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권5호통권72호
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• pp.713-724
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• 2004

거동이 복잡한 실제 구조물의 사용하중으로 인한 피로 균열 해석 방법을 제시하기 위해 구 당산철교 플레이트교 세로보에 발생한 피로균열을 대상으로 하여 사용 기간에 따른 피로균열의 길이를 계산하였다. 계산의 편리와 컴퓨터의 계산 용량 등을 고려하여 특정 부분만 정밀하게 해석하였고, 구조해석의 오차와 열차의 운행 하중 등을 고려하기 위해 여러 보정계수를 사용하였다. 상부구조 1개 경간을 보요소로 모델링하여 열차 통과로 인한 세로보의 거동 이력을 해석하였으며, 세로보 연결부의 플랜지가 절취된 곳에 집중된 응력을 구하기 위하여 세로보 한 개를 쉘요소로 모델링하여 정밀해석을 수행하였다. 피로균열의 진행은 파괴역학적 모델을 사용하여 계산하였으며, 응력확대계수는 유한요소해석 방법으로 J-Integral를 구하여 환산한 값을 사용하였다. 가정한 초기균열의 크기와 균열 진행속도 계산식에 따라 차이는 있으나 계산된 피로균열의 길이는 현장에서 조사된 피로균열길이에 잘 부합되는 것으로 나타났다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.83-97
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• 1995

본 논문의 목적은 종굽힘모멘트를 받는 선각거더의 최종강도를 계산하는 간이식을 도출하는 것이다. 먼저 기 제안된바 있는 계산식들을 조사 분석하였으며, 지금까지의 계산식 도출방법을 크게 해석적 방법, 경험적 방법 및 선형근사법의 3종류로 분류하였다. 선각거더는 종굽힘모멘트의 증가와 함께 압축플랜지의 붕괴와 인장플랜지의 항복에 의해 전체적으로 최종강도에 도달한다고 알려져 있다. 이때 선측부도 압축플랜지 부근에서는 붕괴하며, 인장플랜지 부근에서는 항복상태에 도달해 있는 경우가 많다. 그러나, 중립축부근에서는 여전히 탄성상태에 남아있는 것이 보통이다. 이같은 사실을 근거로 선각 횡단면에 걸쳐 적절한 응력분포를 가정하였으며, 이것으로부터 최종강도 계산식을 해석적인 방법으로 도출하였다. 본 계산식의 정도는 기존의 모형실험 및 수치해석결과와 비교하여 검증하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.279-288
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• 1999

콘크리트 구조물의 크리프해석은 주로 크리프식의 중첩원리에 기초한 방법에 의해 수행되고 있다. 그러나 크리프식의 중첩을 응력이 증가하거나 일정할 경우에는 비교적 정확한 예측이 가능하지만, 응력이 감소하는 경우에는 상당한 오차를 나타낸다. 이것은 지속하중과 응력감소 과정에서 크리프와 관련된 콘크리트의 성질이 변화되므로 크리프 회복을 크리프 식의 중첩으로 정확하게 모사할수 없기 때문이다. 따라서, 본 연구에서는 감소와 증가를 반복하는 응력 이력을 지니는 콘크리트 구조물의 좀더 정확하고 합리적인 장기거동 해석을 위하여 응력의 감소를 단순히 크리프식의 중첩에 의해 해석한 기존의 방법과는 달리 크리프식과 크리프 회복식으로 표현하여, 소위 2함수 방법(two-function method)를 콘크리트구조물의 해석에 적용하는 방법을 제시하였다. 본 연구의 2함수방법을 콘크리트 구조물의 장기거동 해석을 적용하기 위해, 시간단계 동안 다양한 응력 변화에 대하여 크리프 변형도 증분량을 계산하는 방법을 제시하였다. 본 연구의 해석방법에 의해서 해석된 결과를 기존의 크리프식의 중첩에 의한 결과 및 기존의 실험결과들과 비교 분석한 결과, 기존의 중첩법은 실험결과와 많은 차이를 보이고 있으나 본 연구의 해석방법은 실험결과와 잘 맞고 있음을 보여주고 있다. 따라서, 크리프회복식을 이용하는 본 연구의 해석방법은 기존의 크리프식의 중첩방법이나 기존의 설계기준에 비해 변화하는 응력이력 하에서의 콘크리트 구조물의 크리프거동을 더 정확하게 서술할 수 있는 방법으로서 앞으로 설계기준 작성과 실제 구조물 해석에 효율적인 응용이 기대되고 있다.