• 한국지반공학회논문집
• /
• 제21권3호
• /
• pp.65-77
• /
• 2005

본 연구에서는 계단식 보강토 옹벽에 대한 측소 모형실험 수행하고 그 결과를 토대로 계단식 보강토 옹벽의 파괴 메카니즘을 분석하였다. 보강토 옹벽의 모형설험은 5m 높이의 현장옹벽에 대해 상사법칙을 적용하여 축소$\cdot$모사하였으며 상사법칙 적용 결과에 따라 보강재를 선택하여 실험을 실시하였다. 또한, 파괴 메카니즘 분석을 위해 자중에 의한 파괴를 성공적으로 유도하였다. 실험결과를 토대로 보강토 옹벽의 상$\cdot$하단 옹벽의 이격거리와 보강재 길이가 파괴 양상에 미치는 영향을 분석하였으며 아울러 현재 적용되고 있는 설계기준의 타당성 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권6호
• /
• pp.527-532
• /
• 2009

고속충돌 파괴현상에 대한 병렬계산기법을 다루었다. 특히 세라믹 재료는 다른 연성 금속 재료와 달리 강성이 크고 가볍기 때문에 충돌 방호 구조물로 활용이 되고 있다. 재료의 고속 관통 문제의 경우 매우 짧은 시간에 대변형이 일어나며, 세라믹 재료의 깨지는 특성 때문에 실험적으로 이를 분석하기 매우 어렵다. 본 연구에서는 세라믹 파괴현상을 수치적으로 모사하기 위해 절점분리기법을(node separation scheme) 적용하였다. 절점분리기법의 제약으로는 재료의 파괴가 발생함에 따라 새로운 절점이 생기게 되고, 이로 인해 지속적으로 계산 시간이 늘어난다는 사실이다. 해석 시간을 단축하기 위해 MPI(Message Passing Interface)를 이용한 병렬화를 수행하였다. 고속충돌 문제의 특이사항으로 시간에 따라 각각의 프로세서에 할당된 영역의 계산량이 비균일 해지며, 이로 인한 병렬 성능의 저하가 발생한다. 본 연구에서는 이를 방지하기 위해 동적영역할당기법을 적용하였다. 고속충돌 문제 해석을 통하여 적용된 기법의 정확성 및 병렬 성능에 대해 기술하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제16권3호
• /
• pp.259-276
• /
• 2006

큰 초기응력을 받는 암반에서의 파괴 과정은 굴착경계에 평행하게 발생하는 응력 유도 균열에 의해 지배된다. 특히 지압의 절대크기가 암반 강도의 일정 비율 이상이 되면 응력 집중에 의한 암반의 취성 파괴를 유발하고, 이러한 현상은 터널 굴착 시 발생하는 파괴음과, 굴착면에 평행한 형태로 암편이 탈락하는 취성파괴 현상을 동반한다. Mohr-Coulomb과 같은 기존의 구성 모델은 일반적으로 마찰각과 점착력을 일정한 값으로 가정하므로, 점진적인 암반의 취성파괴 현상을 모사하기 어렵다. 본 논문에서는 일반적인 수치해석 코드에서 취성파괴를 잘 모의할 수 있는 것으로 알려진 CW-FS 모델을 사용하여 유류 저장공동 주변 암반에 대한 수치해석을 실시하고, 그 결과를 선형 Mohr-Coulomb 모델의 결과와 비교하였다. 또한 마찰각과 점착력 성분의 전단 소성변형률 한계를 변화시키면서 해석을 실시하여, 유류 저장공동에서 관찰된 취성파괴와 비슷한 양상을 보이는 해석 결과를 찾아보았다. 결과적으로 CW-FS 모델은 견고한 암반에서의 취성파괴를 모의하는데 있어 적절한 해석방법이라는 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권4호
• /
• pp.769-777
• /
• 2015

본 연구에서는 속도 의존성을 나타내는 콘크리트의 인장거동을 모사하기 위하여 유변학적(rheological) 모델을 개발하였고 이를 평가하였다. 일반적으로 외부에서 가해지는 하중 속도가 증가할수록 콘크리트의 물성(강도, 탄성계수, 파괴에너지 등)은 그 크기가 증가한다. 콘크리트의 강도는 다른 물성에 비하여 큰 속도의존성을 나타내고, 압축 하중인 경우보다 인장 하중을 받는 경우 그 속도의존성이 크게 나타난다. 이러한 콘크리트의 속도 의존성을 모사하기 위하여, 기존 RBSN(Rigid-Body-Spring-Network) 모델의 거동을 나타내는 스프링 세트에 대쉬포트(Dashpot)와 같은 점성 요소와 Coulomb 마찰 요소를 조합하였다. 요소의 조합에 따라 세 가지 모델( 1)점탄성, 2)점소성, 3)점탄소성 손상(Damage 모델)을 고려하였고, 이에 대한 구성관계식을 유도하였다. 개발된 해석모델은 직접인장 실험의 응력-변형률 관계곡선과 비교 검증되었고, 이중 점탄소성 손상 모델은 실험결과를 잘 모사할 수 있음을 확인하였다.

• Composites Research
• /
• 제29권4호
• /
• pp.203-208
• /
• 2016

금속/고분자 샌드위치 복합재는 경량성과 제진, 방음 등의 다기능성의 측면에서 기존의 스틸 강판을 대체할 후보 중 하나로서 연구되고 있다. 금속/고분자 복합재의 활용하기 위해서는 접착력을 바탕으로 한 박리 거동 예측이 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 응집요소를 사용하여 유한요소 해석을 통해 접착제를 사용한 고분자 테이프의 박리거동 해석을 수행하였다. 응집요소의 특성은 박리시험과 역학 관계로부터 도출한 파괴인성을 통해 정의하였고 이를 해석에 적용하였다. 스틸 강판에서 고분자 테이프를 박리하는 시험을 모사하였고, 해석결과와 시험결과를 비교하여 박리 거동 모사가 가능함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권3A호
• /
• pp.309-316
• /
• 2010

이 논문에서는 인장과 압축하중에 놓은 무근 콘크리트와 철근콘크리트 구조물의 거동을 모사하기 위해 비국소화 이방성 손상모델을 제안하였다. 손상변수로써 대칭형의 이차 텐서을 사용한 연속체 손상모델에 기초한다. 콘크리트와 같은 준-취성재료에 있어 손상양상은 인장부와 압축부에서 다른 양상을 나타낸다. 이러한 두 개의 손상영역은 전체 변형률 텐서의 주변형률 성분을 손상텐서 속도에 비례하는 손상진전 법칙을 이용하여 모델링하였다. 제안된 모델의 유효성을 검토하기 위해 nooru-mohamed에 의해 실시된 이중 노치가 있는 시험체와 철근콘크리트 휨 시험체를 대상으로 해석을 수행하였다. 해석결과, 비국소화 이방성 모델은 혼합모드 파괴에 대한 균열진전을 적절히 모사할 수 있었으며 철근콘크리트 휨 시험체의 구조적 파괴에 있어서도 높은 수준의 콘크리트 손상 및 철근의 항복까지를 해석할 수 있었다.

• 한국해안해양공학회지
• /
• 제16권4
• /
• pp.191-195
• /
• 2004

본 논문에서는 고분자기지 복합재의 해저환경에서의 압축특성에 대한 영향을 연구하였다. 실험에 사용된 시편은 두꺼운 두께를 갖는 적층된 Carbon-Epoxy 복합재를 사용하였으며, 충분한 해수 함유를 위해 시편을 해수에 13개원 동안 침지시켰다. Carbon-Epoxy 복합재의 포화 해수함유량은 시편무게의 약 1.2%였다. 해저환경을 모사하기 위해 네 경우의 정수압력(0.1, 100, 200, 270 MPa)을 적용하여 실험하였다. 실험결과로써 압축탄성계수는 정수압력이 0.1 MPa에서 200 MPa로 증가함에 따라 약 10%정도 증가하였다. 또한 압력을 270 MPa로 증가시킴에 따라 압축탄성계수는 2.3%가 더 증가하였다. 압축파괴강도와 압축파괴변형률은 정수압력이 증가함에 따라 선형적으로 증가함을 알 수 있었다. 정수압력이 0.1 MPa에서 270 MPa로 증가함에 따라 압축파괴강도는 약28％가 증가하였고 압축파괴변형률은 약 8.5%의 증가를 나타내었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제28권3호
• /
• pp.309-316
• /
• 2015

상태 기반 페리다이나믹 모델은 일반적인 재료 구성 모델을 구현할 수 있고 비국부 영역 내에서 연결된 모든 결합의 변형을 통해 각 절점의 재료 응답이 결정되기 때문에 체적 및 전단 변형을 모두 표현할 수 있다. 따라서 상태 기반 모델은 복잡한 동적 취성 파괴 현상(분기균열, 2차 균열, 계단균열, 균열 유착 등)을 해석하는데 유용하다. 본 논문에서는 평면응력 탄성체에 대해 2차원 상태 기반 페리다이나믹 모델을 적용하고 에너지해방율과 페리다이나믹 에너지 포텐셜로부터 손상 모델을 구성하였다. 페리다이나믹 파괴 해석 모델을 통해 취성 유리 재료에 대해 균열 면에 평행한 압축 응력파가 균열 분기 패턴에 미치는 영향에 대해 조사하였다. 실험을 통해 관찰된 동적 균열 진전 및 분기 패턴에 대한 주요 특성들이 페리다이나믹 해석을 통해 확인되었다. 또한 강한 인장 하중 하의 계단균열과 이차균열 등이 상태 기반 페리다이나믹 시뮬레이션을 통해 잘 모사가 되는 것을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권6호
• /
• pp.753-760
• /
• 2013

금속 재료의 수소취화 현상에 대한 분석은 수소플랜트의 안전성 평가를 위해 매우 중요하다. 수소환경하 취화된 재료의 기계적 물성과 파괴인성은 구조 건전성 평가에 가장 기본적이며 중요한 자료이다. 본 논문은 최근에 개발된 유한요소 해석 기반 현상학적 손상해석을 소형펀치 실험에 적용하고 Inconel 617 재료의 대기 중 소형펀치 실험결과와 비교 함으로써 손상해석 기법의 적용 타당성을 보였다. 또한 역변환 기법을 사용하여 소형펀치 실험으로부터 인장물성을 예측하고 인장실험으로부터 구한 재료 물성과 비교하여 적용 가능성을 검증하였다. 검증된 결과를 바탕으로 수소취화된 시편에 대한 소형펀치 실험결과에 역변환 기법과 손상해석을 적용하여 수소취화 된 재료의 기계적물성과 파괴인성을 예측하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제19권4호
• /
• pp.57-66
• /
• 2015

본 연구는 경량콘크리트와 GFRP 보강근을 휨보강근으로 사용하여 제작되는 GFRP 보강근 경량콘크리트 슬래브를 교량 슬래브 등에 활용해보기 위한 사전 연구로서, 기존의 철근 콘크리트 슬래브와 GFRP 보강근 경량콘크리트 슬래브의 휨 거동 차이점 분석에 초점을 두었다. 이를 위하여 일련의 슬래브 실험체들을 제작하고 3점 휨 실험 및 수치해석을 행하였다. 실험 결과, GFRP 보강근 경량콘크리트 슬래브 실험체는 GFRP 보강근의 과다보강으로 인하여 실험체 하부에 발생된 초기균열이 하중 재하면의 콘크리트 압축부까지 연결되면서 전단파괴되는 경향을 보였다. 그리고 철근 콘크리트로 제작된 슬래브 실험체에 비하여 무게는 72%이었으며 휨 실험에서의 파괴하중은 58%인 것으로 나타났다. 한편, midas FEA를 이용하여 행한 수치해석 과정은 실험에서 나타난 전단파괴 하중까지 잘 모사하였다. 그러나 GFRP 보강근의 인장강도 대신 탄성계수가 입력값으로 요구됨에 따라 가력되는 하중과 처짐은 실험에서 나타난 전단파괴 이후에도 계속하여 증가하는 경향을 보였다.