• 콘크리트학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.280-287
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• 2003

산업폐기물 중 하나인 굴패각(Oyster Shell, OS)에 대한 건설재료로써의 활용성을 검토하기 위해 굴패각을 혼합한 콘크리트의 장기역학적 특성과 내구성을 실험적으로 평가하였다. 실험결과에 따르면 굴패각을 10% 대체한 콘크리트의 장기강도는 굴패각을 대체하지 않은 콘크리트와 유사한 결과를 보였으나, 굴패각을 20% 대체한 콘크리트의 장기강도는 감소하는 것을 보였다. 즉, 일정 한도 이상의 굴패각 대체는 콘크리트의 장기재령 강도에 열화요인으로 작용할 수 있는 것으로 나타났고, 굴패각의 대체에 따른 탄성계수 저하는 대체율에 거의 비례적으로 저하하였으며 굴패각의 대체율 20%에서 약 10∼15% 저하하였다. 굴패각의 대체율이 증가할수록 건조수축 발생량은 증가하였으며 기존의 건조수축과 크리프 모델식은 굴패각의 증가에 따른 영향을 잘 반영하지 못하였고 이에 대한 예측식의 보정이 필요하다. 잔골재의 일부를 굴패각으로 대체하여도 콘크리트의 동결융해 저항성, 탄산화 저항성, 및 화학침식 저항성에는 나쁜 영향을 미치지 않으며, 투수 저항성은 오히려 크게 개선되었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.151-160
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• 2017

Growing demand and rapid development of the synthetic fiber rope in mooring system have taken place since it has been used in deep water platform lately. Unlike a chain mooring, synthetic fiber rope composed of lightweight materials such as Polyester(polyethylene terephthalate), HMPE(high modulus polyethylene) and Aramid(aromatic polyamide). Non-linear stiffness and another failure mode are distinct characteristics of synthetic fiber rope when compared to mooring chain. When these ropes are exposed to environmental load for a long time, the length of rope will be increased permanently. This is called 'the creep phenomenon'. Due to the phenomenon, The initial characteristics of mooring systems would be changed because the length and stiffness of the rope have been changed as time goes on. The changed characteristics of fiber rope cause different mooring tension and vessel offset compared to the initial design condition. Commercial mooring analysis software that widely used in industries is unable to take into account this phenomenon automatically. Even though the American Petroleum Institute (API) or other classification rules present some standard or criteria with respect to length and stiffness of a mooring line, simulation guide considers the mechanical properties that is not mentioned in such rules. In this paper, the effect of creep phenomenon in the fiber rope mooring system under specific environment condition is investigated. Desiged mooring system for a Mobile Offshore Drilling Unit(MODU) with HMPE rope which has the highest creep is analyzed in a time domain in order to investigate the effects creep phenomenon to vessel offset and mooring tension. We have developed a new procedure to an analysis of mooring system reflecting the creep phenomenon and it is validated through a time domain simulation using non-linear mooring analysis software, OrcaFlex. The result shows that the creep phenomenon should be considered in analysis procedure because it affects the length and stiffness of synthetic fiber rope in case of high water temperature and permanent mooring system.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.483-491
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• 2010

본 논문에서는 점탄성 재료의 피로균열 성장을 분석하기 위해 ${\Delta}J$-적분을 이용하였다. J-적분의 계산 시 기존의 수치해석 방법이 아닌 해석적인 적분 해를 도출하여 계산시간을 절감하고 정확도를 크게 높였다. 계산 시 응력확대계수는 특정 균열에 대해 참조하는 방법이 아닌 유한요소해석을 통해 구하는 방법을 사용하였다. 기존의 ${\Delta}K$를 이용한 피로균열 예측과는 달리 크리프 변형계수, 단 두 개의 피로성장 모델 변수만을 가지고 다양한 하중과 하중주기에서의 피로균열 성장을 성공적으로 분석할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.42-54
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• 1999

섬유-금속 적층 복합재료(FMLC)는 섬유와 금속 박판으로 구성된 새로운 형태의 구조재로 가볍고 우수한 피로 특성을 가지며 금속과 같이 가소성과 충격저항성이 우수하고, 가공성이 뛰어나다. 본 연구에서는 여러 하중 조건하에 있는 섬유-금속 적층 복합재료를 유전자 알고리듬을 이용하여 최적 설계하였다. 전단변형이론에 근거한 유한요소법을 사용하여 적층판을 해석하였으며, 설계변수로 금속판의 강도와 섬유 층의 수에 따른 적층각도를 두었다. 섬유층과 금속판의 적합도 함수로는 각각 Tasi-Hill failure criterion과 Miser yield criterion을 사용하였다. 유전자 알고리듬의 연산자로는 토너먼트 선택과 균일 교배를 사용하였다. 효율적인 진화를 위해 엘리티스트 모델을 사용하며, 높은 정확도를 가진 해를 얻기 위해 크리프 무작위 탐색(creeping random search) 방법을 통해 더 우수한 자손을 얻었다. 여러 가지 하중 조건에 대하여 최적설계 결과를 나타내었으며, 파괴 지수 측면에서 탄소섬유강화복합재료(CFRP)와 비교하였다. 해석 결과 섬유-금속 적층 복합재료는 탄소섬유강화복합재료에 비하여 집중하중이나 분포하중 형태에 대하여 우수한 특성을 보였으며, 파괴 지수의 편차가 적어 예기치 않은 하중에 잘 견딜 것으로 사료된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권5호
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• pp.531-542
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• 2011

본 논문에서는 3차원 유한요소법과 수치시간적분을 사용하여 교량 내 단면의 시간에 따른 온도분포를 결정하였다. 초기재령 구조물의 거동을 효과적으로 모사하기 위해 시간에 따라 변하는 재료특성과 온도분포에 따른 열응력을 고려하였다. 온도분포는 비선형이며 열전도율, 비열, 콘크리트의 수화열, 대류계수 등의 재료 상수들과 태양열에 영향을 받으므로 주요한 영향인자인 시공시의 계절, 풍속, 교량 상판포장에 대한 영향을 고려하였다. 본 논문의 해석결과와 이전의 다른 해석연구와 비교를 통해 제안된 수치모델의 타당성을 검증하였다. 네 개의 다른 교량 단면의 연구를 토대로 더 타당한 설계결과를 얻기 위해서는 콘크리트 교량에서의 크리프 변형이 고려되어야 된다는 점과 도로교설계기준에서 제시한 온도분포는 개선될 필요가 있다는 것을 알 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.615-625
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• 2014

고층 건물에서 많이 사용되는 장스팬 플랫 플레이트에서 과도한 시공 하중의 작용과 그에 따른 슬래브의 장기 처짐은 콘크리트 슬래브 디자인에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 플랫 플레이트의 장기처짐에서 슬래브의 조기 균열을 유발하는 시공하중의 영향을 이론적으로 연구하였다. 연구 결과를 바탕으로 플랫 플레이트의 장기처짐 산정법을 개발하였다. 제안한 방법에서는 슬래브 균열에 의한 즉시처짐 증가와 크리프 및 건조수축 효과에 의한 장기처짐 증가를 고려한다. 시공하중의 영향을 평가하기 위하여 실제 시공중인 플랫플레이트 건물에서 시공단계부터 슬래브의 장기처짐을 계측하였다. 계측결과, 시공하중에 의한 조기재령 슬래브의 즉시처짐은 플랫 플레이트의 장기처짐을 크게 증가시켰다. 슬래브 장기처짐 제안법은 계측된 슬래브의 장기처짐과 비교하여 검증하였으며, 제안모델은 시공하중에 의한 플랫 플레이트의 장기처짐을 비교적 잘 예측하는 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.707-714
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• 2014

콘크리트 충전강관(CFT)은 강관의 내부에 콘크리트로 채워진 기둥이다. CFT는 강재와 콘크리트로 구성되며, 강재는 콘크리트를 내부에서 구속시켰고, 내부 콘크리트는 기둥의 압축하중을 감당한다. 본 실험에서 73~100MPa급 고강도 콘크리트에 관해 유동성실험, 압축강도실험, 압송압력실험을 실시하였으며, CFT용 고강도 콘크리트의 물리적 성질을 알아보기 위해 슬럼프, 슬럼프 플로우, 공기량, U-box시험, O-Lot시험, L-flow시험이 진행되었다. 이러한 연구의 결과를 바탕으로 Mock-up테스트에서 콘크리트 충전성 시험, 수화열 측정 시험, 응력계측 시험을 수행하였다. 현장적용은 상암동 및 서강대 현장의 두 곳에 각각 ${\Box}-566{\times}566{\times}10$, ${\Box}-400{\times}400{\times}25$의 대상기둥을 선정하여 현장계측을 진행하였다. CFT기둥의 장기거동 예측에 관하여 설계하중에 대해 콘크리트의 탄성변형과 건조수축, 크리프 수축을 고려한 ACI 209 재료모델을 사용한 결과는 계측결과와 거의 일치하였다.

• 한국가스학회지
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• 제14권1호
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• pp.47-54
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• 2010

가스 파이프의 배관 작업 중 작업 공정 수 및 단가를 낮추는 방법으로 PE관과 강관 일체형 볼 밸브를 개발하였다. 이를 위하여 먼저 유한요소해석을 근간으로 한 가상생산 지원 설계를 수행하여 누설에 대한 안전성을 갖는 프로토타입 제품 설계안을 제시하고, 이를 검증하기 위하여 누설 시험을 병행하는 통합적인 방법을 취하였다. 다양한 설계 모델을 대상으로 내압에 대한 접촉해석을 수행하여 제안된 최종설계안으로부터, 여름(${\Delta}T\;=\;60^{\circ}C$)과 겨울(${\Delta}T\;=\;-50^{\circ}C$)의 과장된 온도의 변화조건에도 비교적 광범위한 부분에서 최대 접촉압력이 각각 71 MPa, 및 8.1 MPa을 유지할 것을 예측하였다. 최종설계안을 바탕으로 시제품을 만들어, 열간 내압크리프 시험을 수행하였으며 사용압력(0.25 MPa)보다 훨씬 높은 가압조건(54 MPa)에서도 기밀을 유지하는 것을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제20권2호
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• pp.88-104
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• 1988

이차원의 유한요소법을 이용하여 axisymmetric R-$\theta$system으로 나누어서 정상과 부하추종 운전시에 핵연료 페렛트와 피복관의 열역학적 거동을 분석하기 위해서 FURA전산코드를 개발하였다. 온도분포와 내부압력을 정확히 계산하기 위해서 페렛트와 피복관의 변형과 핵분열의 기체방출을 전체 핵연료봉 길이로 고려하였다. 열역학적 평 형방정식을 얻기 위해서 Galerkin's Technique과 가상일의 원리를 사용하였고 역학적 해석을 위해서 탄성-소성, 크리프뿐만아니라 스엘링, 재배열, 고밀화 현상등을 고려하였다. 기하학적 모델에서는 4-결점 요소라 페레트 길이의 1/2만을 택하였다. 비선형식을 안정하게 해석하기 위해서 음해법을 도입하여 뉴튼-랩손 반복법을 적용하였다 이 코드의 검증은 해석해와 실험데이타로 비교하였다. 핵연료봉의 일반적인 거동은 axisymmetry system으로 계산하였고 균열된 페레트에 접촉하는 피복관의 거동은 R-$\theta$system을 사용하였다. 부하추종에 의한 피복관의 변형시효의 민감도는 출력율, 진동수, 진폭등으로 비교하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.249-256
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• 2008

초고층 건축물의 건설이 증가함에 따라 설계, 시공, 사용 단계에서 구조물의 거동을 정확히 예측하는 연구가 점점 중요해지고 있다. 이러한 초고층 건축물의 거동을 예측하기 위해 많은 연구들이 있어 왔지만 대부분의 연구가 기둥이나 보와 같은 선 요소를 사용한 2차원 골조 해석에 중점을 두고 있다. 최근 초고층 건축물에는 다양한 건축 구조 시스템이 적용되고 있으며, 특히 플랫플레이트 구조를 적용하는 사례가 늘고 있다. 그러나 기존의 2차원 해석기법 만으로는 플랫플레이트 구조를 포함하는 초고층 건축물을 합리적으로 모델링하여 해석하는 것이 어려우며, 구조 부재 간 변형이나 하중 전달 과정을 입체적으로 모사하는 데에도 한계가 있다. 따라서 이 연구에서는 기둥, 보와 같은 구조 부재와 동바리와 같은 비구조 부재를 모델링하기 위한 선 요소와 슬래브 구조 부재를 모사하기 위한 평판 요소를 사용하여 초고층 건축물의 거동을 예측하기 위한 3차원 해석기법을 제안하였다. 구조물의 거동을 보다 합리적으로 예측하기 위해 가설공사와 같은 시공 단계, 크리프와 건조수축과 같은 콘크리트의 비탄성거동의 영향을 고려하였다.