• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.247-250
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• 2009

본 연구에서는 반복하중을 받는 구리 나노와이어에서 나타나는 초탄성 거동을 분자동역학 전산모사를 통해 해석하였다. 나노스케일에서는 표면적 대 부피비가 매우 크기 때문에 표면효과가 지배적으로 나타난다. 이로 인해 벌크상태에서는 보이지 않던 새로운 성질들이 나노크기에서 나타나는데, 이러한 효과로 인해 나노와이어의 경우에는 초탄성 거동을 보인다. 초탄성 거동은 나노와이어의 결정학적 방향의 재배열에 의한 것으로써, 하중을 받는 동안 나노와이어의 결정 구조는 변하지 않으며, 쌍정의 발생 및 쌍정계면의 전파에 의해 결정학적 방향이 재배열된다. 재배열에 의해 부분적으로 변형되었던 나노와이어는 하중을 제거하거나 하중의 방향이 바뀜에 따라 원래의 상태를 회복하는 거동을 보이게 된다. 본 연구에서는 분자 동역학 전산 모사를 통해 <100>/{100} 구리 나노와이어가 반복적인 압축-인장 거동 하에서 초탄성을 보이게 됨을 확인하였으며, 반복 하중 싸이클을 증가시키는 전산모사를 통해 나노와이어의 초탄성이 영구적으로 유지됨을 확인하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.14 no.1
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• pp.1-9
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• 2010

The actual hysteretic behavior of structural elements and systems is closer to smooth hysteretic behavior than piece-wise linear behavior. This paper presents a methodology for computing the constant-ductility inelastic response spectra for smooth hysteretic behaviors. The effect of the hysteretic smoothness on the inelastic response spectra for acceleration, displacement, and input energy is evaluated. The results indicate that increasing smoothness in the hysteretic behavior decreases the inelastic response spectra.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.1
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• pp.41-48
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• 1991

A set of constitutive equations is formulated to predict elastic-plastic strain hardening response of sintered porous iron under combined tension and torsion. The proposed constitutive equations were capable of predicting characteristic behaviors of porous metals. Agreement between theoretical curves and experimental data for elastic-plastic response of sintered porous iron was very good for various initial porosities.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.192-195
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• 2010

본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

• Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.104-408
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• 2003

케이블 장대 교량의 해석에 있어서 기하적인 비선형만을 고려한 해석이 보편적이었다. 하지만 이 연구에서는 내진 해석시 케이블지지 교량이 비탄성적으로 거동 할 수 있기 때문에, 기하적인 비선형 이외에 재료적인 비선형을 고려할 필요가 있음을 보이고자 한다. 극한 하중 상태를 모사하기 위하여 사하중에 하중계수를 곱하여 하중을 증가시켜 중력방향으로 하중을 가하였고, 지진에 대한 하중 상태를 모사하기 위하여 교축방향의 지진 하중에 대한 등가의 등분포 하중과 이의 0.3배에 해당하는 수직 방향 하중을 동시에 가하였다. 이러한 해석을 통하여 자중의 2배 이상의 하중이 가해지면 거더가 비탄성적으로 거동 할 수 있고, 또한 교축 방향과 수직 방향의 설계지진하중을 고려할 경우 수평방향의 구속이 모두 풀리면 주탑이 비탄성적으로 거동 할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 케이블지지 교량의 지진 해석시 특정한 경우에 있어서는 비탄성 거동을 고려해야 할 필요가 있을 것으로 보인다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.1
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• pp.46-57
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• 1998

노스리지 지진하의 모멘트 저항 강 뼈대 구조물에 대한 사례연구결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 탄성과 비탄성 동적해석 방법의 신뢰도가 구조물의 동적거동의 모형화에 크게 영향을 받는다는 것을 알 수 있었고 구조물의 동적거동의 모형화를 위한 보다 개선된 지침과 기준의 필요성이 부각되었다. 2) 비탄성 횡방향 정적해석은 6층높이의 건물까지는 비탄성동적해석과 유사한 결과를 보였으나 10층 이상의 건물에서는 고차 모드 효과를 고려하지 못하여 상당히 상이한 결과를 나타냈다. 3) 응답스펙트럼 해석은 노스리지 지진하에서 탄성 시간이력 해석에 비하여 100%까지 상이한 결과를 보였다. 특정지진에 대한 구조물거동의 상세조사시 응답 스펙트럼 해석 대신 시간이력해석을 수행하는 것이 바람직하다. 4) 탄성 부재력의 저항능력 비와 소성 회전각 등의 거동지수 등은 현존하는 건물의 연결부 손상을 검사하기 위한 지침을 마련하는데 도움을 줄 수 있지만 특정 연결부를 검사에서 배제시키는 유일한 근거로 사용되어서는 안될 것으로 판단된다.

• Computational Structural Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.5-12
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• 1997

최근 지진에서 발생한 건물의 손상을 살펴보면, 지진하중을 받는 건물의 3차원 거동에 의해서만 설명할 수 있는 경우가 많이 있다. 특히, 비대칭의 평면을 가지는 건물에서 발생하는 비틀림 거동은 2차원 모델로는 파악하기가 어렵기 때문에 구조물과 개별 부재의 3차원 거동을 보다 정확히 이해함으로써 구조물의 내진능력을 더 정확히 평가할 수 있다. 이를 위해서는 3차원 모델에 의한 비탄성 동적해석이 필요하게 된다. 현재, 전산기의 발달과 더불어 많은 자유도를 요구하는 3차원 구조물의 비탄성해석이 가능해지고, 구조부재의 비탄성거동에 관한 많은 실험으로 다양한 구조부재의 모델이 개발되어 지진에 대한 건물의 설계시 개인용 컴퓨터를 사용하여 이러한 3차원 비탄성 동적해석의 반영이 가능하게 되었다. 실제로 지진이 많이 발생하는 국가에서는 비탄성해석에 대해 많은 연구들이 진행되고 있으며, 일부 국가에서는 건물의 내진설계시 강진에 대한 비탄성해석을 요구하고 있다. 이 글에서는 삼성건설 기술연구소에서 도곡동 102고층 건물의 해석에 사용하였던 3차원 비탄성 동적해석 프로그램인 CANNY-E에 대하여 그 구성과 특징을 소개하고자 한다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.15 no.3
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• pp.11-26
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• 2011

The inelastic displacement ratio is defined as the ratio of the peak inelastic displacement to the peak linear elastic displacement. The inelastic displacement ratio allows simple evaluation of the peak inelastic displacement directly from the peak elastic displacement without computation of the inelastic response. Existing research of the inelastic displacement ratio is limited to piece-wise linear systems such as bilinear or stiffness degrading systems. In this paper, the inelastic displacement ratio is investigated for smooth hysteretic behavior systems subjected to near- and far-fault earthquakes. A simple formula of the inelastic displacement ratio is proposed by using a two step procedure of regression analysis.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.4
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• pp.827-838
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• 1994

Numerous pavement response models rely on constitutive relationships to describe the response of granular materials. In this study, a nonlinear elastic constitutive model which is a function of bulk stress and octahedral shear stress is proposed to describe the resilient behavior of thick granular base courses under flexible airfield pavements. Special features of this model are its accuracy to predict the nonlinear resilient behavior, its simplicity to determine the material constants and its ability to model the secondary effect of decreasing the resilient modulus due to shear effects. In laboratory tests, the nonlinear resilient behavior of granular materials is investigated and values of resilient moduli are determined to provide data for verifying the proposed model. It is found that the resilient modulus is much more dependent on the states of stresses in terms of bulk stress and deviator stress than any other factors. Result of comparison shows that predicted values of resilient moduli are in good agreement with the measured values indicating that the proposed model is suitable to describe the nonlinear resilient behavior of the granular material with wide range of stress states which meet in airfield pavements.

• Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.208-215
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• 2003

지진하중에 대한 구조물의 동적 거동과 성능을 예측 평가하기 위하여 실험적 방법들이 흔히 사용되고 있으나, 실험장비의 제약과 구조물의 규모 등으로 대부분 축소모형실험에 의존하고 있다. 그러나 일반적인 상사법칙(similitude law)은 탄성범위에서 유도된 것으로 지진거동과 같은 비탄성 거동을 예측하는 경우에는 한계가 있다. 또한 탄성범위 내에서도 크기효과(size offset)가 발생하므로 축소모형의 실험결과를 원형 구조물에 직접 적용하는 것은 많은주의가 필요하다. 본 연구에서는 원형 구조물(prototype)과 축소모형(scaled model)을 모두 실험 대상으로 하여 실제 축소모형만을 실험하여 원형 구조물의 거동을 예측하는 경우의 문제점을 확인하고 그 해결방법을 모색하고자 한다. 실제로 축소모형실험에서는 원형 구조물의 경계조건을 정확히 재현하기 어려우며, 실험모형의 제작과정과 실험과정에서의 모든오차가강성의 변화로 반영되어 나타난다. 따라서 본 연구에서는 기하학적 상사율과 변화된 강성비(stiffness ratio)를 함께 고려하여 고유진동수의 오차를 보정하고 비탄성 거동중에도 직접적인 실험결과의 비교가 가능한 상사법칙을 제안하였다. 더불어 제안된 상사법칙을 적용한 유사동적실험 (pseudodynamic test)을 수행하여 실험오차보정(experimental error compensation)효과를 검증하였다.