• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.69-76
• /
• 2003

최근 들어 심해역에 대한 개발과 합섬섬유 재질 케이블의 발달로 인하여 저장력 케이블의 사용이 증가되었다. 저장력 케이블은 장력에 의한 복원력이 작기 때문에 대변위가 발생하게 되며, 따라서 기하학적 비선형이 강하게 나타나게 된다. 또한 해양환경에서는 유체 비선형도 작용하게 된다. 본 연구에서는 수치해석적 방법을 통하여 불균일하게 구성된 예인되는 저장력 케이블의 3차원 동적거동 해석을 수행한다. 수치해석에서는 유체 및 기하학적 비선형과 굽힘강성이 고려되며, 유한차분법(음해법)을 적용하여 풀이된다. 비선형 해를 구하기 위해서 뉴톤-랍슨 방법을 사용한다. 대형 행렬을 풀이하기 위하여 불록삼중대각행렬 풀이법이 적용되는데, 이 방법은 일반적인 행렬 풀이법인 가우스-조르단 방법에 비하여 계산시간을 상당히 줄일 수 있었다. 선배열 음탐 케이블에 대한 다양한 예제해석을 수행하였으며, 해석결과는 미국 우즈홀 해양연구소에서 개발된 프로그램 결과와 잘 일치하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제26권4호
• /
• pp.293-300
• /
• 2013

본 논문에서는 앵커볼트의 체결력을 고려한 유한요소 모델을 제안함으로써 앵커볼트로 연결된 부재의 해석적 평가방법을 제안하였다. LS-DYNA를 사용한 유한요소 모델링은 복잡한 3차원 상세모델보다는 단순화된 앵커모델들을 적용함으로써 해석 효율성을 고려하였다. 앵커볼트는 Beam 혹은 Solid 요소로 토크 조임에 따른 앵커볼트 긴장상태를 반영하였고, 토크 조임에 따른 체결력을 고려하기 위해 너트면에 압축력을 도입하거나 너트를 Shell 혹은 Solid로 고려하여 작용 토크값으로 산정되는 체결력과 등가의 하중을 도입하였다. 외력 작용 시 체결력과 마찰력에 의한 앵커볼트의 하중전달은 nodal rigid 혹은 contact 조건으로 고려하였다. 체결력을 고려한 세 종류의 앵커모델을 적용한 해석결과, Model I과 Model III는 볼트 축력과 전단력이 매우 유사한 값으로 계산되었고, Model II의 경우, 볼트 축력과 전단력이 다소 과소평가되는 것으로 나타났다. Model I은 다른 두 모델에 비해 수치해석적으로 효율적인 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제16권5호
• /
• pp.141-148
• /
• 2000

사면 안정 해석은 주로 파괴 활동면의 전단 강도와 발휘되는 전단 강도의 최대비로서 표현되는 파괴활동의 추정을 위해 기존의 고전적인 방법을 사용하거나 이와 유사한 방법등이 사용되어 왔다. 이러한 방법들은 토질에 있어서의 상호 작용력과 그에 따른 전당력 및 사면 활동면의 반복되는 추정등의 가정으로 불확실성을 내포하고 있다. 본 연구에서는 토질전체를 연속체로 규정하고 비선형 유한요소법을 이용한 토질의 실제 응력과 강도를 정확하게 계산하였다. 사면 안정은 점차적 인증력의 증가로서 사면의 붕괴 활동면이 나타나FEo 까지로 해석되었다. 제시된 방법의 세부적인 사항은 예제를 통하여 설명되어 있다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제20권2호
• /
• pp.279-288
• /
• 2008

본 논문에서는 압축력을 받는 고장력 볼트 마찰이음부의 미끄러짐 거동을 3차원 유한요소 해석 및 실험을 통하여 규명하였다. 모재의 두께가 고장력 불트이음부에 끼치는 영향을 미끄러짐 하중, 볼트의 변형 및 파괴하중과의 관계와 함께 파악하였다. 초기 미끄러짐 하중 이후의 볼트의 강성을 고려한 이음부의 거동 모델을 제시하고 유한요소해석 및 실험을 통하여 비교, 분석하였다. 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에서 지원되는 고체요소를 사용하여 해석모델을 작성하였고 모재 사이의 마찰 및 미끄러짐이 발생한 이후 볼트와 모재 사이의 마찰 등을 고려하였다. 기존의 문헌에 제시된 여러 가지 강재의 응력-변형도 관계를 적용하였으며 미끄러짐 변위와 볼트 주변의 축응력들을 비교하였다. 모재의 두께가 볼트의 직경보다 작은 경우에는 압축력에 의한 휨좌굴에 시험체에 발생하였고 모재의 두께가 볼트 직경보다 두꺼운 경우에는 볼트의 전단파괴가 이음부의 극한강도를 나타냄을 파악하였다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 1998년도 춘계학술발표회논문집(2)
• /
• pp.297-302
• /
• 1998

유한요소법을 이용하여 스프링으로 연속 지지되고 축방향 하중이 작용하는 핵연료봉의 자유진동 해석올 수행하였다. 본 해석에는 지지격자 지지점에서 핵연료봉의 변위가 구속되지 않는 실제 경계조건을 반영하였다. 이러한 경계조건은 지지점 스프링 상수에 의하여 핵연료봉 해석모델의 탄성항이 약화되는 현상을 반영할 수 있어서 지지점이 구속된 기존의 모델보다 고유진동수를 작게 예측한다. 스프링 상수가 어떤 임계값 이하를 갖는 경우 고유진동수 뿐만 아니라 모드형상도 크게 변하기 때문에 지지점을 구속한 모델에 의한 해석은 실제 진동현상을 상당히 왜곡 할 수 있다. 핵연료봉에 작용하는 축방향력이 인장력에서 압축력으로 감소함에 따라 고유진동수도 감소하지만 핵연료봉의 고유형상은 변하지 않았다. 지지격자 스프링 상수의 점진적인 감소와 핵연료봉 축방향 압축력의 감소를 동시에 적용하는 경우 고유 진동수는 두 변수를 별도로 적용했을 때 얻은 최소값의 변화에 따르는 경향을 나타내었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.544-547
• /
• 2009

본 연구는 자기부상력의 선형 및 비선형효과가 이동중인 자기부상열차의 부상공극에 미치는 영향을 파악하는데 목적이 있다. 이를 위하여 자기공극의 피드백을 포함한 1자유도 차량에 대한 운동방정식을 구성하고, 최적능동제어기법을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 해석결과 차량의 속도가 증가함에 따라 자기부상력의 선형 및 비선형효과가 자기부상차량의 부상공극에 미치는 영향에 뚜렷한 차이가 발생함을 알 수 있다. 결국 자기부상열차의 정확한 해석을 위해서는 자기부상력의 비선형효과를 고려한 해석이 필요할 것으로 판단된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
• /
• pp.984-986
• /
• 2005

변압기 권선내에서 발생되는 고장을 유한요소 전자계해석 프로그램(FLUX2D)을 이용하여 해석하였다. 50kVA, 13200/230(V) 단상 변압기의 권선간 고장시 전자계해석을 1차측 권선고장(turn-to-earth)과 2차측 권선고장(turn-to-turn)을 모의하여 해석하였다. 권선내부 고장 및 2차측 단락시 누설 자속분포, 권선간의 힘의 분포, 변압기 내부 권선의 정상시와 단락시의 전자계비교, 단락권선과 권선 상호간의 전자계 해석을 통하여 변압기에 미치는 영향을 해석하였다. 변압기 권선간 단락시의 전자력 분석결과는 변압기의 절연설계 및 단락기계력에 대한 프레임 구조 설계를 위한 자료로 활용될 수 있다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제28권1호
• /
• pp.29-39
• /
• 2012

본 연구에서는 암반근입 현장타설말뚝의 선단지지력에 영향을 미치는 주요 영향인자들과 이들 영향인자에 따른 선단지지력의 변화특성을 수치해석을 통하여 분석하였다. 수치해석은 일반적으로 널리 사용되는 연속체해석 중 유한차분해석(FDM)과 암반에 존재하는 불연속면(절리, 단층 등)의 특성을 고려할 수 있는 불연속체해석 중 개별요소해석(DEM)을 병행함으로서 해석의 정확도를 높였다. 그 결과, 암반에 근입된 현장타설말뚝의 선단지지력($q_{max}$)은 암반의 탄성계수($E_m$), 불연속면의 간격($S_j$)에 비례하여 증가하였으며, 말뚝의 직경(D)에는 반비례하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 불연속면의 경사($i_j$)에 대해서는 불연속면의 경사($i_j$)가 $0^{\circ}$ < $i_j$ < $60^{\circ}$일 때의 선단지지력은 그 외 경사의 선단지지력에 비해 최대 약 50%까지 감소하였으며 이는 말뚝으로부터 전해진 하중에 의하여 말뚝하부 암반 자체 보다 암반의 불연속면에서 먼저 전단파괴가 발생하였기 때문인 것으로 판단된다. 불연속면의 경사($i_j$)가 불연속면의 내부마찰각(${\phi}_j$)과 근접할 때 선단지지력이 최소치에 가까운 것으로 나타났으며, 따라서 불연속면의 경사가 일반적인 암반 및 암반 불연속면 내부마찰각의 범위인 $20^{\circ}{\sim}40^{\circ}$에 존재할 때는 선단지지력의 산정 시 반드시 불연속면 경사의 영향을 고려해야하는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제5권1호
• /
• pp.75-84
• /
• 2004

연약지반 개량공법의 하나인 쇄석기둥은 일반 연직배수공법에 주로 사용되는 모래재료 대신에 쇄석재료를 사용하며 배수 및 침하량 감소, 지지력 증대의 복합 효과에 의해 지반을 개량한다. 최근 들어 대규모 토목공사에 사용되는 건설재료로서 막대한 양이 소요되는 모래는 현재 수요는 급증하고 구득은 갈수록 어려워져 재료는 고갈상태에 이르고 있는 실정으로서 쇄석기둥공법의 적용이 더욱 늘어나고 있는 추세이다. 특히, 최근 들어 쇄석기둥의 지지력 보강효과를 이용하는 경향이 증가함에 따라 지지력 보강 예측이 중요한 관심사항으로 대두되었으나 아직까지 주변지반과 쇄석기둥 구조체의 상호 거동을 합리적으로 반영한 산정식이 제시되어있지 못한 상태이다. 따라서 본 연구에서는 연약지반상에 조성된 쇄석기둥에 의한 개량효과중 지지력 증대효과를 규명하기 위해 쇄석기둥의 지지력 거동을 수치해석적으로 시뮬레이션하였다. 이렇게 함으로써 쇄석기둥이 설치되는 원지반의 물성과 쇄석기둥의 물성을 반영하면서 하중-침하거동을 파악하고자 하였다. 수치해석 시뮬레이션에 의한 지지력 거동을 원지반조건, 쇄석기둥 조건별로 분석하여 쇄석기둥의 지지력 거동식을 제안하고 제안된 지지력 예측방법과 거동을 계측한 실측치와의 검증을 실시하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제30권1호
• /
• pp.103-116
• /
• 2014

본 논문에서는 석션파일의 하중지지력 및 압밀 거동에 대한 수치해석 내용을 다루었다. 수치해석에서는 파일-지반 간 인터페이스 거동이 고려된 3차원 모델을 적용하여 석션파일의 길이 대 직경 비, 하중 형태(수직하중, 수평 및 조합하중)를 변화시키며 해석을 수행하고 그 결과를 토대로 수직 및 수평지지력 거동 특성을 고찰하였다. 아울러 임의의 수직하중이 작용하는 조건에 대해 응력-간극수압 연계해석을 수행하여 석션파일의 하중재하 후 압밀거동을 고찰하였다. 해석 결과 석션파일의 지지력은 석션파일과 지반간의 상호작용 모델링 여부에 따라 큰 차이가 발생하는 것으로 검토되어 인터페이스 모델링의 중요성이 부각되었으며 산정된 하중지지력 결과를 토대로 제시된 조합하중에 대한 파괴포락선을 제시하였다. 아울러 응력-간극수압 연계해석에 근거한 압밀해석 결과를 분석한 결과 석션파일은 주면마찰이 주 하중지지 구조인 관계로 수직하중 재하시 과잉간극수압 발생량 및 압밀침하량은 미미한 것으로 검토되었다.