• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.591-601
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• 2003

파형강판은 파형 형상으로 가공된 강판으로 높은 면내, 면외 방향의 강성을 갖으며, 건물, 교량 등으로 적용도가 높아지고 있다. 파형강판을 플레이트 거더나 프리스트레스트 박스거더교의 복부판으로 적용하면, 파형강판의 Accordion효과에 의해 플랜지가 휨응력을 복부판이 전단응력을 대부분 지지하는 효율적인 구조를 얻을 수 있다. 전단응력을 받는 파형 강판은 전체좌굴, 국부좌굴, 및 연성좌굴에 의해 내하력을 상실할 수 있다. 좌굴 강도에 미치는 기하학적인 인자들의 영향을 파악하기 위하여 유한요소해석법을 이용한 좌굴해석이 수행되었다. 해석결과는 복부판의 좌굴강도와 좌굴형상이 개개 인자들에 의존할 뿐만 아니라 패널의 세장비와 같은 두 개의 변수가 상호작용하는 복합변수에 의존하는 것을 보여주었다.

• 한국생산제조학회지
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• 제18권4호
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• pp.337-347
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• 2009

Generally, finite element models used in structural analysis have some uncertainties of the geometric dimensions, applied loads and boundary conditions, as well as in material properties due to the manufacturability of aluminum intensive body. Therefore, it is very important to refine or update a finite element model by correlating it with dynamic and static tests. The structural optimization problems of automotive body are considered for mechanical structures with initial stiffness due to preloading and in operation condition or manufacturing. As the mean compliance and deflection under preloading are chosen as the objective function and constraints, their sensitivities must be derived. The optimization problem is iteratively solved by a sequential convex approximation method in the commercial software. The design variables are corrected by the strain energy scale factor in the element levels. This paper presents an updated method based on the sensitivities of structural responses and the residual error vectors between experimental and simulation models.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권8호
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• pp.553-566
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• 2021

하천 합류부는 두 개의 수체가 만나 전단층을 이루고 전단층을 따라 강한 혼합양상을 보이는 특징이 있다. 자연하천에서 합류하는 대비되는 두 하천의 색은 전단층을 따라 구분될 수 있는데, 이는 위성 또는 무인항공체를 이용해 촬영된 항공영상을 통해 쉽게 관측할 수 있다. 본 연구에서는 취득 비용이 저렴한 RGB 항공 영상을 이용해 합류부에서 발생하는 전단층을 추출하고 전단층 주변의 기하학적 특성을 정량적으로 산정하는 방법을 제시한다. 본 방법은 네 단계로 구분된다. 첫 번째로, 합류부 흐름에서 전단층 추출을 위해 가우시안 혼합 모형을 바탕으로 한 영상 분할을 수행하여 본류와 지류가 포함된 픽셀을 추출해낸다. 다음으로 추출된 하천 수역에 자기조직화지도를 적용해 하천의유선을 1차원 곡선으로 단순화한다. 추출된 수체 영역과 1차원 곡선들을 이용해 본류와 지류의 수역을 이미지상 직교좌표계에서 곡선좌표계로 투영한 뒤, 마지막으로 전단층의 기하학적 특성을 산정한다. 결과적으로 개발된 전단층 추출법을 경상남도의 낙동강과 남강의 합류부가 촬영된 위성 영상에 적용하여 자연하천 합류부의 기하학적 특성인 합류각, 합류하는 두 하천의 상하류 하천 폭, 전단층의 길이, 그리고 전단층의 최대 두께를 각각 정량적으로 추출하는 데에 성공하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.491-499
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• 2002

직교이방성 적층평판해석을 위해 퇴화 쉘요소에 기초를 둔 p-version 유한요소법이 제안되었다. 이 모델의 비선형 정식화과정에서 기하비선형의 경우 von Karman의 대변형-소변형률 가정을 설명하기 위해 Total Lagrangian 방법이 채택되었으며, 재료비선형의 경우 Huber-Mises의 항복기준과 변형률경화 항복함수에 근거를 둔 Prandtl-Reuss 유동법칙이 사용되었다. 재료모델은 이방성을 표현하는 매개변수에 의해 이방겅재료를 고려할 수 있도록 하였다. 적층평판이론으로는 전단변형 효과를 고려할 수 있는 등가단출이론(ESL Theory)에 기초를 두었기 때문에 두 적층간 계면에서의 전단변형률은 연속이라는 조건을 갖게된다 적분형 르장드르 다항식이 형상함수로 사용되었으며 형상함수의 차수는 1차에서 10차까지 변화시킬 수 있다. 또한, Causs-Lobatto 수치적될법을 사용하기 때문에 기존의 가우스 적분점에서 계산되던 응력값은 이 적분법의 적분점이 절점에 위치하므로 절점에서 바로 응력값이 산출되도록 하였다 극한하중 수렴성, 비선형 효과, 소성역의 형상 등의 비교관점을 통해 p-version 유한요소 모델의 적정성을 보이고자 하였다.

• 지질공학
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• 제32권1호
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• pp.59-72
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• 2022

본 연구는 부산 기장지역의 백악기 흑운모 화강암에 대하여 삼차원 개별체 수치해석 기반의 응력-변형 해석을 수행하고 절리성 암반의 강도 및 변형특성을 평가하였다. 절리성 암반의 역학적 특성에 대한 규모효과 및 REV를 규명하기 위한 워크플로우가 제시되었으며 연구지역에서 결정된 REV(representative elementary volume) 크기의 DFN(discrete fracture network) 큐브 블록에 대한 블록강도, 변형계수, 전단탄성계수, 체적탄성계수 등의 강도 및 변형 파라미터가 산정되었다. 연구지역의 역학적 REV 크기는 15 m 큐브로 평가되었으며 DFN 큐브 블록의 평균 블록강도 및 평균 변형계수는 각각 신선암의 52.8% 및 57.7%로 추정되었다. 연구지역의 절리성 암반은 역학적으로 뚜렷한 직교이방성을 나타내는 것으로 평가되었으며 삼차원 수치해석을 통하여 산정된 변형 파라미터를 이용하여 선형-탄성의 직교이방성 구성모델이 도출되었다. 연구지역에 대한 직교이방성 구성모델은 등가의 연속체 해석을 통한 터널 및 지하공간의 안정성 평가에 활용될 수 있다.

• Composites Research
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• 제20권3호
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• pp.43-49
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• 2007

회전원판의 동적 불안정성은 회전속도를 제한하는 가장 중요한 요인이다. 복합재료를 회전원판에 적용시킬 경우 동적 안정성을 증가시킬 수 있어 경량화와 고속화를 동시에 이룰 수 있다. 티모쉔코 효과라고 불리는 횡전단변형과 회전관성이 판 구조물의 동적거동에 미치는 영향은 많은 연구가 진행되어왔으나 원판의 회전이 이 효과에 미치는 영향에 대한 연구는 극히 제한적이며 복합재료 원판의 경우는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 티모쉔코 효과를 고려한 직교이방성 회전원판의 동적 방정식을 유도하였으며 상용 유한요소 프로그램인 MSC/NASTRAN을 이용하여 진동해석을 수행하였다. 해석결과에 따르면 특정 모드에서는 일반적으로 알려진 바와는 달리 회전수의 증가에 따라 티모쉔코 효과가 감소하다 증가하는 현상을 보였다. 또한 데이터만을 기초로 회전증가에 따른 티모쉔코 효과의 감소는 두께비가 작아질수록 증가하고, 반경비, 탄성계수 대 전단계수 비, 진동 모드 수가 커질수록 증가하는 것으로 결론지을 수 있다.

• 지질공학
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• 제24권3호
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• pp.363-372
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• 2014

화강암은 미세균열 및 광물입자의 배열형태에 따라 직교하는 세 방향(rift, grain, hardway)의 이방성을 내포한다. 본 연구에서는 포천화강암의 미세균열 분포특성에 따른 이방성이 탄성파에 미치는 영향을 확인하기 위해서 자유단공진시험을 수행하였으며, 비구속압축파, 전단파, 포아송비, 재료 감쇠비등의 공진특성 등을 파악하였다. 결과적으로, 미세균열 분포 특성에 따라 비구속압축파와 전단파가 서로 다른 경향을 보여주고 있음을 확인하였다. 또한, 포아송비와 재료감쇄비도 세 개의 결방향에 따라 이방성 특성이 나타남을 확인하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제32권3호
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• pp.98-106
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• 1995

대형구조물의 국부구조계에는 후판, 선체이중저와 같은 복판팬널 또는 FRP판과 같은 복합적층판에 집중질량, 질량-스프링계 또는 지지스프링 등으로 간주되는 부가제가 추가된 복합제의 진동해석을 수행하여야 되는 경우가 않다. 본 연구에서는 팬널의 receptance와 부가계의 receptance를 합성하여 복합제의 고유진동특성 및 강제진동응답을 효과적으로 얻을 수 있는 receptance 방법의 적용을 제시한다. 상기 팬널들은 전단변형 및 회전관성효과가 매우 크고 대부분 직교이방성 강성을 갖기 때문에 직교이방성 Mindlin판유추 구조계로 간주하였으며, Mindlin판유추 구조계의 receptance를 구하기 위해 assumed mode-Lagrange 운동방정식 원용에 의해 구하는 방법을 정식화하였다. 이때 진동파형은 Timoshenko 보함수 또는 이의 성질을 갖는 다항식을 사용하였다. 등방성후판 및 실선 이중저의 1/8축적 모델을 대상으로 일련의 수치계산을 수행하여 본연구에서 제시한 방법의 타당성을 보였다.

• Composites Research
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• 제12권2호
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• pp.82-90
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• 1999

일반적 직교이방성 복합재료의 기계적 성질을 측정하기 위한 간단한 실험방법으로 편축시험편에 대한 인장시험 또는 굽힘시험이 흔히 사용된다. 이때 재료의 특성상 인장시험편에서는 전단변형이 발생될 수밖에 없으며, 굽힘시험편에서는 비틀림변형을 피할 수 없다. 그러나, 시험장치의 그림 또는 지지대에서의 구속은 커플링에 의한 변형을 수용할 수 없고, 따라서 이에 따른 응력집중을 유발한다. 결과적으로 불균일한 변형장과 응력장을 낳게되어 측정값의 정확도를 저하시키며, 조기 파손으로 인한 복합재료 강도의 과소평가를 가져오게 된다. 본 연구에서는 이를 완화하기 위한 방안으로 시험편 경계면 형상의 변화를 제안한다. 이를 위하여 경사좌표계에서의 적층이론을 유도하며, 각 시험조건에 대한 특성방정식을 구한다. 유한요소해석을 수행하여 특정방정식을 이용하여 수정된 시험편 형상의 유용성을 보인다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.823-829
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• 2002

철근콘크리트 기둥-철골 보 합성골조는 철근콘크리트와 철골부재의 재료적인 장점을 살린 합리적인 구조물이나, 이질 재료간의 접합으로 인해 보-기둥 접합부의 설계와 해석에서는 많은 구조적인 문제점들이 생기게 된다. 이 연구에서는 철골 보의 하중이 콘크리트 기둥으로 원활히 전달되면서 현장 시공성이 우수한 새로운 형태의 합성골조 접합부의 형식을 제안하고자 한다. 이 연구에서 고안된 접합부는 H 형강을 반분한 T 형강을 시스템 내부 및 외부의 모든 응력 전달 요소를 연결하는 주요 요소로 하고, 보 플랜지의 인장력 전달을 위해 한 방향은 고강도 강봉을, 이와 직교하는 방향은 강재 연결판을 사용하였다. 스티프너보강된 ㄱ형강을 사용하여 보 플랜지의 인장력을 기둥면에 전달하도록 하였으며, T 형강에 용접된 전단 접합판을 보의 웨브와 고력볼트로 접합하여 전단력을 지지하도록 설계하였다. 이 연구에서는 보의 플랜지로부터 스티프너 보강된 ㄱ형강을 통해 강봉이나 연결판으로 전달되는 휨모멘트 전달성능을 확인하고자 구조성능 시험을 수행하였다. 시험체는 실제 보-기둥 접합부를 모델로 하여, 실물크기로 4개가 제작되었으며, 구조실험은 철골 보의 양 단부를 단순지지한 상태에서 기둥 중앙에 집중하중을 가해 보-기둥 접합부에 휨모멘트와 전단력을 작용시키는 방식으로 진행되었다. 실험결과, 이 연구에서 제안된 접합부는 현장 적용이 가능한 가공성과 운반성 및 시공성을 가지며, 철골 보-접합용 ㄱ형강 -연결용 강봉 및 연결판에 의한 응력전달이 매우 순조로운 것으로 나타났다.