• 전산구조공학
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• 제8권3호
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• pp.59-66
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• 1995

점소성이론을 이용하여 충격하중을 받는 구조물의 거동을 하중시간에 따라 조사하였다. 점소성이론은 재료의 소성특성과 시간변화특성을 나타내는 Rheology 이론을 동시에 고려한 이론이다. 점소성 구성방정식을 구한 후, 이를 이차원 유한요소해석프로그램에서 심어서 평면응력, 평면 변형률, 축대칭 구조물의 동적 거동을 해석할 수 있도록 기존프로그램을 수정.개발하였다. Perzyna에 의한 점소성 구성방정식은 유한요소해석에서 Explicit 적분법을 사용해야 하는데 반하여, 본 연구에서 구한 구성방정식은 Implicit 적분법을 적용할 수 있도록 Algorithm을 개발하였다. 다양한 하중시간을 갖는 충격하중을 선택한 구조물에 가해 해석한 결과, 하중시간이 길수록 변형이 증가하여 점소성 거동을 하며, 높은 고유진동수 성분이 점소성거동으로 거의 소멸된다는 결론을 얻었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.504-507
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• 2010

본 논문에서는 저온용 오스테나이트계 스테인리스강(ASS)의 온도 및 변형률 속도의 영향을 고려한 통합 구성 방정식 및 손상 모델을 제안하였다. 저온 영역에서, 304L ASS의 온도 및 변형률 속도별 인장 실험을 시행하였다. 그 결과, 변형 유기 마르텐사이트 상변태에 의해 상변태 유기 소성(TRIP)이 저온에서 현저히 나타났으며 온도 및 변형률 속도의 영향이 지대하였다. 실험 결과를 바탕으로 ASS의 저온 거동 및 특성을 규명하여 수치 모델에 반영하였다. 저온에서 일어나는 2차 경화 현상을 표현하기 위해, Bodner/Partom 점소성 구성 방정식을 수정하고 Tomita/Iwamoto 변형 유기 상변태 모델을 구성 방정식에 적용시켰다. 저온 연성 파단 현상을 표현하기 위해, Bodner/Chan 손상모델을 수정하여 접목시켰다. 제안된 모델을 유한요소 프로그램에 탑재시키고, 온도 및 변형률 속도 의존 재료 정수를 결정하였다. 저온 영역에서, 온도 및 변형률 속도별 재료 거동을 시뮬레이션하고 이를 실험 결과와 비교 및 검증하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.190-200
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• 1991

본 연구에서는 고온에 노출되는 열-점소성 거동의 해석을 위해 소성유동, 크 리프, 응력풀림(stress relaxation)등의 거동을 동시에 다룰 수 있는 통일구성방정식 모델에 대해 논하고 적절한 모델을 선정한다. 이 모델은 미소변형이론에 근거한 것 이므로 구조물의 거동을 소변형률(small strain)과 소회전(small rotation)의 범위내 로 가정하여 해석한다.선정된 모델에 대해서 시간변화율 형태의 방정식으로부터 유 한요소법을 통한 수치화와 사용된 구성방정식을 효율적으로 처리할 수 있는 수치해석 법상의 알고리듬을 제안한다. 제안된 알고리즘을 사용하여 유한요소법 전산코드를 적상하고, 작성된 코드를 이용하여 고온에서 하중을 받는 단순보와 국부적으로 심한 가열을 받는 구조물에 적용하여 고전적인 구성방정식으로 복합적인 해석이 어려웠던 열-점소성 거동을 효과적으로 해석할 수 있음을 보인다. 본 논문은 응력해석에 주안 점을 두었으므로 열해석에 관한 상세한 논의는 가급적 생략하기로 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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• pp.1014-1020
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• 1995

고온구조물은 고온에서의 운전상태에 따라 복잡한 하중이력을 경험하게 됨으로써 상온에서 발생하는 손상 기구와는 달리 온도 의존성을 가질 뿐만 아니라, 상온에서 볼 수 없는 크립-피로의 상호작용에 의한 손상현상이 나타나게 된다. 따라서 고온 구조물의 건전성 평가를 위한 비탄성 해석을 신뢰성 있게 수행하기 위해서는 구조물의 비선형 거동을 비교적 정확히 예측할 수 있는 통합 구성방정식의 개발 및 적용과 온도에 따른 재료의 물성치 확보가 필수적이다. 본 연구에서는 통합 점소성 모델인 수정된 Chaboche 모델에 대해서 내연적 시간 적분법을 적용하여 ABAQUS의 UMAT으로 구현하였고, 개발된 프로그램을 이용하여 INCONEL 718을 사용한 단순 인장해석, 반복 소성 특성해석 및 크립 해석을 수행하여 프로그램의 신뢰성을 평가하였다. 또한 원공이 있는 평판에 대한 예제해석을 수행함으로써 개발된 프로그램이 고온구조물의 건전성 평가를 위한 비탄성 해석에 적절하게 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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• pp.195-200
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• 2006

실내실험을 통해 미고결 셰일의 압밀은 시간 의존적 비복원 점성변형임을 보였다. 점소성 이론과 Cam-clay 이론을 접목하여 미고결 셰일의 구성방정식이 동항복/정항복면의 크기에 대한 지수함수의 형태로 주어짐을 보였으며 이를 통해 크립 변형은 시간에 대한 로그함수의 형태로 구해짐을 보였다. 실험자료와 이론을 비교하여 구성방정식의 물질상수를 규명한 결과 셰일의 항복점은 변형속도가 10배 증가함에 따라 약 6%의 증가하는 것으로 나타났으며 이는 실내 변형속도 조건에서 규명한 셰일의 물성(항복점, 공극률)을 실제 현장 변형속도 조건에 적용시에 상당한 오차를 유발할 수 있음을 시사한다.

• 대한조선학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.77-86
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• 1997

최근들어 안전하고 합리적인 구조를 설계하기 위하여 구조물의 내충돌 또는 내충격에 대한 요구와 관심이 높아지고 있는데, 이러한 문제들은 아주 짧은 시간동안에 대변형이 일어나는 비선형문제라는 특징이 있다. 구조재료는 변형속도가 빨라짐에 따라 정적인 범주에서 보이는 거동과는 달리 변형률 의존적인 거동을 보인다. 따라서 대변형 소성문제인 충돌해석 등에는 종래 사용하여 온 변형률 비의존 재료구성방정식으로는 한계가 있다. 이 논문에서는 이러한 점을 개선하기 위하여 연강의 소성거동을 잘 나타낼 수 있는 소성슬립모델을 채용하고, 비선형경화를 도입하여 변형도 적용범위를 확장한 대변형 탄소성 변형률의존 재료구성방정식을 제시하였다. 본 구성방정식의 특징으로 항복조건과 하중조건이 필요없기 때문에 계산이 간편하며, 전위밀도와 속도로써 소성을 표현하기 때문에 보다 물리적인 의미를 가지고 금속재료의 소성현상을 나타낼 수 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.200-206
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• 2011

The mechanical properties of the most widely used cryogenic materials, i.e. austenitic stainless steel (ASS), aluminum alloy and invar steel, strongly depend on temperatures and strain rates. These phenomena show very complicated non-linear behaviors and cannot be expressed by general constitutive equation. In this study, an unified constitutive equation was proposed to represent the effect of temperature and strain rate on the materials. The proposed constitutive equation has been based on Tomita/Iwamoto and Bodner/Partom model for the expression of 2nd hardening due to martensite phase transformation of ASS. To simulate ductile fracture, modified Bodner/Chan damage model was additionally applied to the model and the model validity was verified by comparison of experimental and simulation results.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.1657-1664
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• 1991

본 연구에서는 재료의 이방성을 고려한 점소성 모델을 제시하였다. 공학적 인 견지에서 볼 때 이방성 재료의 기계적 거동을 표한하기 위해서는 단순화 이론(si- mplified theory)의 개발이 필요하게 되었으며 이에따라 Betten은 등방성 소성 포텐셜 (isotropic plastic potential)에서 응력텐서를 재료의 이방성을 포함하는 변환 응력 텐서(mapped stress tensor)로 대체함으로써 이방성을 고려하였다. 그러므로 실제 이방성 재료의 비탄성 거동은 가상의 등방성 상태로 치환되며 여기에 소성 포텐셜 이 론을 적용하게 된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.437-445
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• 2016

현재 많은 산업에서 구조물의 온도환경 유지를 위한 단열재로 폴리우레탄 폼이 사용되며, 수명 동안 정적 및 동적의 다양한 하중이 이에 부과된다. 폴리우레탄 폼은 고분자재료로써 다공성이며, 단열성능은 내부기공의 크기에 크게 의존한다. 또한, 폴리우레탄 폼의 기계적 거동은 변형률 속도 및 온도에 대한 의존성이 큰 동시에 압축에 대하여 큰 비선형 연성거동을 보인다. 이러한 비선형 연성 압축거동 중에 폴리우레탄 폼은 변형률의 증가에 따라 기공율과 탄성계수의 감소를 보인다. 따라서 본 연구에서는 상기 특성들을 포함한 폴리우레탄 폼의 변형률 속도 및 온도 의존 비선형 압축거동을 모사하기 위하여 온도 의존 손상 점소성 구성방정식이 개발되었다.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.1455-1464
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• 1994

A new and efficient algorithm for the integration of the thermal-elasto-plastic constitutive equation is proposed. While it falls into the category of the return mapping method, the algorithm adopts the three point approximation of plastic corrector within one time increment step. The results of its application to a von Mises-type thermal-elasto-plastic model with combined hardening and temperature-dependent material properties show that the accurate iso-error maps are obtained for both angular and radial errors. The accuracy achieved is because the predicted stress increment in a single step calculation follows the exact value closely not only at the end of the step but also through the whole path. Also, the comparison of the computational time for the new and other algorithms shows that the new one is very efficient.