• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.1-10
• /
• 2022

본 논문에서는 지반 구조물의 재료 물성치에 대한 추계장 세트를 이용하여 재료 물성치의 공간적 임의성 및 확률 특성을 역추정한다. 이러한 추정된 재료 물성치의 확률분포 및 확률특성을 이용하여 구조 형상에 대한 위상 최적화를 수행하고, 기존의 결정론적 위상 최적화 결과와 비교한다. 재료 물성치에 대한 한 세트의 추계장들을 생성하고, 각 추계장에서 재료 물성치의 공간적 임의성을 모사한다. 각 추계장에서 재료 물성치의 부분값들을 이용하여 실제 재료 물성치의 확률분포와 확률 특성을 추정한다. 추정된 실제 재료 물성치의 확률특성을 추계장 세트의 확률 특성과 비교한다. 또한, 임의성을 가진 재료탄성계수를 가지는 지반구조물의 최적화 응답변화도와 임의성이 없는 재료탄성계수를 가지는 지반구조의 응답변화도를 비교한다. 따라서, 실제 재료 물성치의 공간적 임의성을 고려한 정량화된 확률론적 위상 최적화 결과를 얻을 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제36권4호
• /
• pp.259-264
• /
• 2023

본 논문에서는 3차원 엮임 재료의 재료 물성치들을 효율적으로 분석하고 추후 최적설계 연구에 활용하기 위해서 파라메트릭 배치 해석 워크플로우를 제시하였다. 3차원 엮임 재료를 구성하는 와이어들 사이의 간격을 설계 매개변수로 하는 파라메트릭 모델에 대해서 임의의 변수 조합을 가지는 2,500개의 수치 모델을 생성하였으며, 상용 프로그램인 매트랩과 앤시스의 여러 모듈을 사용하여 체적탄성계수, 열전도도, 유체투과율과 같은 다양한 재료 물성치들을 배치 해석을 통해서 자동으로 얻어질 수 있도록 구성하였다. 이와 같이 얻어진 대용량의 재료 물성치 데이터베이스를 활용해서 회귀 분석을 수행하였으며, 그 결과 설계 변수들과 재료 물성치 사이의 경향성과 수치 해석 결과의 정확도를 검증하였다. 또한 확보된 데이터베이스를 통해서 3차원 엮임 재료의 물성치를 예측할 수 있는 인공 신경망을 구성하고 학습시켰으며, 그 결과 임의의 설계 매개변수 값들을 가지는 엮임 재료 모델에 대해서 구조 및 유체해석 과정 없이도 높은 정확도로 재료 물성치들을 추정할 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제17권5호
• /
• pp.25-38
• /
• 2004

본 연구에서는 라드와 기지의 강성행렬의 중첩을 통해서 임의의 방향에서 공간적으로 보강된 복합재(SRC)의 강성을 예측하였다. 예측치를 실험과 비교하기 위하여 SRC의 물성치를 측정하였다. 라드방향에서는 강성행렬의 중첩을 통해서 예측된 물성치가 실험치와 일치하였고, 라드에서 벗어난 방향에서는 연성행렬의 중첩을 통해서 예측된 물성치가 실험치와 비교적 일치하였다. 이런 이유로 강성행렬과 연성행렬의 중첩을 공간적으로 조합한 물성치 조화함수를 이용하여, SRC의 모든 방향에서 물성치를 예측하였다. 이러한 물성치 조화함수를 이용한 결과, 예측치와 실험치가 라드방향과 라드에서 벗어난 방향 모두에서 일치하였다

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
• /
• 제4회(2015년)
• /
• pp.229-233
• /
• 2015

복합재는 높은 비강도와 비강성을 가지고 있어 자동차, 항공기 등 전반적인 산업분야에서 널리 사용되는 재료이다. 우주선의 노즐 부분과 같이 높은 온도뿐만 아니라 높은 압력이 작용하는 환경에서 사용하기 위한 재료로 복합재가 필요하다. 복합재의 물성치를 아는 것은 매우 중요한데 모재(matrix)와 강화섬유(fiber) 각각의 물성치를 수치적으로 대입해 얻는 결과는 실험값과의 오차가 커 예측하는데 있어 더 정확한 방법이 필요할 것이다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용한 EDISON용 CASADsolver 프로그램을 활용해 분석하였다. Matrix와 fiber의 물성치를 대입해 복합재의 물성치를 구해 실험으로 측정된 물성치, 경험식으로 계산된 물성치와 비교를 하였다.

• Composites Research
• /
• 제29권1호
• /
• pp.33-39
• /
• 2016

본 논문에서는 3차원 평직 복합재료의 3-방향 섬유다발의 굴곡각에 따른 다양한 모델링을 구축하고, 제시한 모델에 대하여 등가 물성치를 예측하였다. 3차원 평직복합재료의 단위셀을 정의하고 미시역학 계산결과인 섬유다발 물성치를 사용하여 섬유다발에 굴곡각에 따라 물성치가 변화하도록 요소 물성축을 설정 후 3차원 평직 복합재료의 중시해석을 수행하였다. 계산결과 등가물성치는 참고문헌에 제시된 해석 및 실험값을 비교하여 타당성을 확보하였으며 계산결과 3-방향 섬유다발 굴곡각이 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 또한 초기파손 강도와 파손순서에 대해서도 조사하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.353-360
• /
• 2010

본 논문에서는 단 한번 만의 간단한 구형 인덴테이션 임프레션 실험을 통하여 재료 소성 물성치를 측정함에 있어서 효율적인 알고리즘이 개발되었다. 본 논문에서는 레프리젠터티브 스트레인의 새로운 정의를 기반으로 연구가 수행되어 예전의 연구와 비교할 때 상당한 량의 피팅 매개변수의 개수를 줄이게 됨으로서 계산 량이 대폭 줄어들면서 연구가 쉽게 진행될 수 있었다. 또한 레프리젠터티브 스트레인에 대한 새로운 정의는 보다 명확한 물리적 임의를 부여하였다. 역 해석의 신뢰성을 증명하기 위하여 본 논문에서는 거의 모든 공학적 금속과 합금이 포함되는 재료 세트들을 사용하여 해석을 진행하였다. 수치 해석 모델링을 통하여 얻은 P-${\delta}$ 그래프를 바탕으로 하여 인덴테이션 반응 특성과 재료의 탄소성 물성치가 양 함수에 의하여 연계되었고, 역 해석방법을 적용시켜 재료의 항복응력과 power-law 경화 지수가 얻어진다. 마지막으로, 역 해석을 통하여 얻어진 재료 물성 치와 실제 실험을 통하여 얻어진 재료 물성치가 좋은 일치성을 가진다는 것을 보여준다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제29권1호
• /
• pp.61-65
• /
• 2016

복합재는 높은 비강도와 비강성을 가지고 있어 자동차, 항공기 등 전반적인 산업분야에서 널리 사용되는 재료이다. 우주선의 노즐 부분과 같이 높은 온도뿐만 아니라 높은 압력이 작용하는 환경에서 사용하기 위한 재료로 복합재가 필요하다. 복합재의 물성치를 아는 것은 매우 중요한데 모재(matrix)와 강화섬유(fiber) 각각의 물성치를 수치적으로 대입해 얻는 결과는 실험값과의 오차가 커 예측하는데 있어 더 정확한 방법이 필요할 것이다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용한 EDISON용 CASAD solver 프로그램을 활용해 분석하였다. matrix와 fiber의 물성치를 대입해 복합재의 물성치를 구해 실험으로 측정된 물성치, 경험식으로 계산된 물성치와 비교를 하였다.

• Composites Research
• /
• 제27권1호
• /
• pp.19-24
• /
• 2014

본 연구에서 아마/비닐에스테르(Flax/vinyl ester)를 적용한 친환경 구조물 설계를 위한 선행 연구로서 아마/비닐 에스테르 자연 섬유 복합재료의 기계적 물성치를 분석하였다. 시편 제작을 위해 VARTM 제작 공법이 적용되었다. 참고문헌에서 제시한 자연 섬유 복합재료의 물성치와 본 연구에서 제작된 시편의 물성치를 비교하였다. 이 결과를 바탕으로 아마/비닐 에스테르 복합재료가 친환경 구조물에 적용하는 것이 유리함을 확인하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.111-117
• /
• 1999

섬유강화 복합재료의 섬유와 수지까지 세부적으로 모델링이 가능한 Direct Numerical Simulation을 통해서 Boron/Aluminum 섬유강화 복합재료의 탄성계수들을 구해 보았다. 수치실험에서는 복합재료를 직교이방성 물질로 가정하였고, 특정 체적에 대한 평균치를 이용해서 물성치를 구하였으며, 혼합법칙에 의해서 구한 값 및 대표체적요소(Representative Volume Element)를 사용해서 구한 값들과 비교하였다. 혼합법칙의 경우, 섬유방향 인장계수(E₁)을 제외한 나머지 물성치들에 대해서는 상당한 차이를 나타내며, 이는 혼합법칙 유도과정에서 가정한 기본가정들이 적절하지 않기 때문이라는 것을 수치실험(Numerical Experiment)을 통해 알 수 있었다.

• Composites Research
• /
• 제15권6호
• /
• pp.30-37
• /
• 2002

꼰 섬유(twisted yarn)로 이루어진 복합재료의 탄성계수를 예측하기 위한 강성모델을 제시하였다. 이 모델은 단위 셀 구조를 바탕으로 하여 좌표변환과 구성 재료의 연성 상수를 체적 평균함으로써 복합재료의 탄성계수를 예측하는 방법이다. 해석적인 결과와 실험치와의 비교를 위하여 두 종류의 꼬임 각을 가지는 섬유로 구성된 복합재료에 대한 시험을 하였으며 인장, 압축, 전단 강도와 탄성계수를 구하였다. 이 시험편은 유리섬유 및 에폭시 수지를 사용한 RTM 성형법으로 제조하였다. 탄성계수에 대한 비교 곁과 예측치와 실험치는 비교적 잘 일치하였다. 이 모델에 의해 구해진 3차원적인 탄성계수 값은, 꼬인 섬유로 이루어진 직조형 복합재료 구조물의 구조해석을 위한 기본 물성치 입력값으로 사용될 수 있다.