• 한국해양공학회지
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• 제27권2호
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• pp.19-26
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• 2013

Stress triaxiality is recognized as one of the most important factors for predicting the failure strain of ductile metals. This study dealt with the effect of the average stress triaxiality on the failure strain of a typical low-temperature high-strength marine structural steel, EH36. Tensile tests were carried out on flat specimens with different notches, from relatively smooth to very sharp levels. Numerical simulations of each specimen were performed by using ABAQUS. The failure initiation points in numerical simulations were identified from a comparison of the engineering stress vs. strain curves obtained from experiments with simulated ones. The failure strain curves for various dimensionless critical energy levels were established in the average stress triaxiality domain and compared with the identified failure strain points. It was observed that most of the failure initiation points were approximated with a 100% dimensionless critical energy curve. It was concluded that the failure strains were well expressed as a function of the average stress triaxiality.

• 한국해양공학회지
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• 제29권6호
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• pp.454-462
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• 2015

An extended study was conducted on the fracture criterion by Choung et al. (2011; 2012) and Choung and Nam (2013), and the results are presented in two parts. The theoretical background of the fracture and the results of new experimental studies were reported in Part I, and three-dimensional fracture surface formulations and verifications are reported in Part II. How the corrected true stress can be processed from the extrapolated true stress is first introduced. Numerical simulations using the corrected true stress were conducted for pure shear, shear-tension, and pure compression tests. The numerical results perfectly coincided with test results, except for the pure shear simulations, where volume locking appeared to prevent a load reduction. The average stress triaxialities, average normalized lode parameters, and equivalent plastic strain at fracture initiation were extracted from numerical simulations to formulate a new three-dimensional fracture strain surface. A series of extra tests with asymmetric notch specimens was performed to check the validity of the newly developed fracture strain surface. Then, a new user-subroutine was developed to calculate and transfer the two fracture parameters to commercial finite element code. Simulation results based on the user-subroutine were in good agreement with the test results.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.90-98
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• 2018

최근 철근 콘크리트 구조물에 다양한 철근 이음이 사용되고 있다. 이에 따라 커플러 이음 철근의 인장 특성에 대한 파악이 중요해졌다. 본 연구에서는 커플러 이음 철근의 연성도에 대한 평가를 위하여 ASTM A615 기준에 따라 생산된 Grade 60 D22(#7), D29(#9), 그리고 두 종류의 커플러를 상대로 1축 인장시험을 수행하였다. 보다 정확하고 다양한 지점에서 자유로운 계측이 가능한 이미지 프로세싱 방법을 사용하여 변형률을 계측하였다. 1축 인장시험 결과, 응력-변형률 관계와 응력 단계별 종방향 변형률 분포를 산출할 수 있었고, 이를 통하여 동일한 표점거리 내에서 커플러 이음 부분이 많이 차지할수록 평균변형률이 낮아지는 것을 알 수 있었다. 또한 커플러 이음철근의 극한거동 및 파단 시변형률에 대한 평가를 통해 커플러의 길이에 대한 한계상태변형률과 파단변형률과의 상관관계를 정식화하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권3호
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• pp.281-288
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• 2016

복합재는 재료 불균질성에 의해 고속 충돌 시 방호성능 자료가 산포한다. 본 연구에서는 다수의 충돌시험으로 복합판재 잔류속도 산포를 확보하고 수치해석으로 예측하는 방법을 정립하였다. 먼저 10개의 동일 시편으로 인장시험을 수행하여 파단변형률 산포를 얻었다. 같은 재료로 제작된 4ply([0/90]s)와 8ply([0/90/0/90]s) GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic) 복합판재에 FSP(Fragment Simulating Projectile) 고속 충돌시험을 동일 조건에서 다수 수행하여 잔류속도 산포를 얻었다. 인장시험에서 얻어진 파단 변형률 분포를 이용하여 수치해석을 수행하였다. 충돌속도는 4ply와 8ply 각각 411.7m/s와 592.5m/s이다. 시험 결과와 비교하여 적절한 잔류속도의 산포를 예측할 수 있었다. 추가적으로 복합판재의 경우 Solid요소 대비 Layered Solid요소로 모델링하면 계산시간이 감소되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.193-203
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• 2022

본 연구는 국내에서 주로 사용되는 강구조 보-기둥 접합상세와 논스캘럽접합상세의 내진성능을 비교하기 위해 실대형 정적반복실험과 실험과 동일한 모델링 통한 FEM해석을 진행하였다. 정량적인 수치비교를 위해 이전연구에서 사용된 변형률집중지수와 모멘트전달효율을을 인용하였다. 보 웨브의 용접면적 감소에 따라 플랜지 부분의 변형률이 증가되어 회전각에 따른 소성변형능력이 감소되거나 취성파단이 일어나는 현상을 보였다. 해석결과와 실험결과 비교시 H형 전체단면적에 대한 웨브 용접비가 60%이하로 떨어질 경우 취성파단이 일어날 가능성이 높아지는 경향이 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제25권2호
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• pp.92-100
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• 2011

The main goal of this paper is to provide the theoretical background for the fracture phenomena in marine structural steels. In this paper, various fracture criteria are theoretically investigated: shear failure criteria with constant failure strain and stress triaxiality-dependent failure strain (piecewise failure and Johnson-Cook criteria), forming limit curve failure criterion, micromechanical porosity failure criterion, and continuum damage mechanics failure criterion. It is obvious that stress triaxiality is a very important index to determine the failure phenomenon for ductile materials. Assuming a piecewise failure strain curve as a function of stress triaxiality, the numerical results coincide well with the test results for smooth and notched specimens, where low and high stress triaxialities are observed. Therefore, it is proved that a failure criterion with reliable material constants presents a plastic deformation process, as well as fracture initiation and evolution.

• 한국해양공학회지
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• 제25권2호
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• pp.134-144
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• 2011

In this paper, the global study trends for material behaviors are investigated regarding the static and dynamic hardenings and final fractures of marine structural steels. In particular, after reviewing all of the papers published at the 4th and 5th ICCGS (International Conference on Collision and Grounding of Ship), the used hardening and fracture properties are summarized, explicitly presenting the material properties. Although some studies have attempted to employ new plasticity and fracture models, it is obvious that most still employed an ideal hardening rule such as perfect plastic or linear hardening and a simple shear fracture criterion with an assumed value of failure strain. HSE (2001) presented pioneering study results regarding the temperature dependency of material strain hardening at various levels of temperature, but did not show strain rate hardening at intermediate or high strain rate ranges. Nemat-Nasser and Guo (2003) carried out fully coupled tests for DH-36 steel: strain hardening, strain rate hardening, and temperature hardening and softening at multiple steps of strain rates and temperatures. The main goal of this paper is to provide the theoretical background for strain and strain rate hardening. In addition, it presents the procedure and methodology needed to derive the material constants for the static hardening constitutive equations of Ludwik, Hollomon, Swift, and Ramberg-Osgood and for the dynamic hardening constitutive equations of power from Cowper-Symonds and Johnson-Cook.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.50-60
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• 2023

BGA(ball grid array)는 높은 집적도와 우수한 방열 성능을 갖고 있어 널리 이용되는 방식의 패키지이다. BGA에서 솔더볼은 패키지와 PCB를 전기적으로 연결하는 중요한 역할을 하므로, 다양한 기계적 하중 하에서 솔더볼의 비탄성 변형을 이해하는 것은 반도체 패키지의 강건설계에 필수적이다. 본 연구에서는 공정 중 PCB의 휨, die와 substrate 간의 열팽창 계수 차이 등으로 인해 소성변형이 발생한 솔더볼의 초기 형상이 비탄성 변형과 파단에 미치는 영향을 유한요소 해석으로 분석하였다. 시뮬레이션 결과, shear와 bending 하중에서 tilted, hourglass 형상 모두 파단이 발생한 반면, compression 하중이 작용하는 경우는 모두 파단이 발생하지 않았다. Shear와 bending 하중에 compression이 각각 결합될 경우, 응력삼축비가 0보다 작은 값으로 유지되어 파단이 억제되었다. 또한 변형에 취약한 요소의 Lagrangian-Green 변형률 텐서를 이용해 비교한 결과, 동일한 하중 조건이라도 솔더볼의 형상에 따라 변형의 양상에 유의미한 차이가 있음을 확인하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제20권6호
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• pp.44-47
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• 2004

본 기술은 와이어로프의 중간 부위와 단부에 코일스프링을 설치하여 하중 작용시 압축으로 저항하게 하는 낙석방지 울타리의 제작ㆍ설치 기술이다. 이는 낙석 발생시 고유진동수가 작고 큰 변형률이 유도되므로 접촉시간이 길어 와이어로프에 발생하는 장력을 감소시키고 충격흡수능력을 향상시켰으며, 압축으로 저항하여 와이어로프가 먼저 파단된 후 스프링이 항복하도록 하여 안전성을 향상시킨 기술이다.(중략)

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
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• pp.127.2-127.2
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• 2005