• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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• 제13권4호
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• pp.446-457
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• 2012

Aeroelastic analysis of an aircraft with a high aspect ratio wing for medium altitude and long endurance capability was attempted in this paper. In order to achieve such an objective, various structural models were adopted. The traditional approach has been based on a one-dimensional Euler-Bernoulli beam model. The structural analysis results of the present beam model were compared with those by the three-dimensional NASTRAN finite element model. In it, a taper ratio of 0.5 was applied; it was comprised of 21 ribs and 3 spars, and included two control surfaces. The relevant unsteady aerodynamic forces were obtained by using ZAERO, which is based on the doublet lattice method that considers flow compressibility. To obtain the unsteady aerodynamic force, the structural mode shapes and natural frequencies were transferred to ZAERO. Two types of unsteady aerodynamic forces were considered. The first was the unsteady aerodynamic forces which were based on the one-dimensional beam shape; the other was based on the three-dimensional FEM model shape. These two types of aerodynamic forces were compared, and applied to the foregoing flutter analysis. The ultimate goal of the present research is to analyze the possible interaction between the rigid-body degrees of freedom and the aeroelastic modes. This will be achieved after the development of a reliable nonlinear beam formulation that would validate the current results as well as enable a thorough investigation of the nonlinearity. Moreover, such analysis will allow for an examination of the above-mentioned interaction between the flight dynamics and aeroelastic modes with the inclusion of the rigid body degrees of freedom.

• 소성∙가공
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• 제29권3호
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• pp.163-171
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• 2020

We present a multi-step cold drawing for a non-equiatomic Co₁₀Cr₁₅Fe₂₅Mn₁₀Ni₃₀V₁₀ high entropy alloy (HEA) with a simple face-centered cubic (FCC) crystal structure. The distribution of strain in the cold-drawn Co₁₀Cr₁₅Fe₂₅Mn₁₀Ni₃₀V₁₀ HEA wires was analyzed by the finite element method (FEM). The effective strain was expected to be higher as it was closer to the surface of the wire. However, the reverse shear strain acted to cause a transition in the shear strain behavior. The critical effective strain at which the shear strain transition behavior is completely shifted was predicted to be 4.75. Severely cold-drawn Co₁₀Cr₁₅Fe₂₅Mn₁₀Ni₃₀V₁₀ HEA wires up to 96% of the maximum cross-sectional reduction ratio were successfully manufactured without breakage. With the assistance of electron back-scattering diffraction and transmission electron microscope analyses, the abundant deformation twins were found in the region of high effective strain, which is a major strengthening mechanism for the cold-drawn Co₁₀Cr₁₅Fe₂₅Mn₁₀Ni₃₀V₁₀ HEA wire.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권5호
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• pp.641-648
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• 2013

보 구조물들은 보다 우수한 성능을 위하여 다양한 형태의 보강재 또는 단면 형상을 가지게 된다. 강성재단을 설계에 적용하기 위해서는 강성재단에 의해서 발생하는 연계 거동을 정확하게 예측하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 문헌에서 보고된 복합재료 보의 특이한 연계거동(면외 굽힘-전단 연계)을 실험적으로 확인하기 위하여, 등가의 동적 연계거동을 나타내는 강성재단 된 등방성 박스보를 제작하였다. 제작된 시편의 주파수 및 모드 형상 등의 동적 특성을 3 차원 유한요소해석과 비교 검토하여, 문헌에 보고된 특이한 전단 연계 거동이 발생함을 확인하였다. 이러한 거동은 보강재의 적절한 배치를 통해 원하는 방향으로 강성재단 될 수 있고, 얻어진 연계 거동은 다양한 분야에 응용될 수 있다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 1988년도 학술세미나 강연집
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• pp.3-67
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• 1988

Model studies on the response of homgeneous earth embankment dams subjected to strike-slip fault movement have been penomed via centrifuge and finite element analysis. The centrifuge model tests have shown that crack development in earth embankment experiences two major patters: shear failure deep inside the embankment and tension failure near the surface. The shear rupture zone develops from the base level and propagates upward continuously in the transverse direction but allows no open leakage chnnel. The open tensile cracks develop near the surface of the embankment, but they disappear deep in the embankment. The functional relationship has been developed based on the results of the centrifuge model tests incorporating tile variables of amount of fault movement, embankment geometry, and crack propagation extent in earth des. This set of information can be used as a guide line to evaluate a "transient" safety of the duaged embankment subjected to strike-slip fault movement. The finite element analysis has supplemented the additional expluations on crack development behavior identified from the results of the centrifuge model tests. The bounding surface time-independent plasticity soil model was employed in the numerical analysis. Due to the assumption of continuum in the current version of the 3-D FEM code, the prediction of the soil structure response beyond the failure condition was not quantitatively accurate. However, the fundamental mechanism of crack development was qualitatively evaluated based on the stress analysis for the deformed soil elements of the damaged earth embankment. The tensile failure zone is identified when the minor principal stress of the deformed soil elements less than zero. The shear failure zone is identified when the stress state of the deformed soil elements is at the point where the critical state line intersects the bounding surface.g surface.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권8호
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• pp.7-15
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• 2020

인공신경망(ANN) 지진응답 예측모델 구성을 위해 다양한 지진파 및 지반 조건 하에서 구조물의 최대변위 및 최대 전단력 데이터베이스 구축이 필요하다. 하지만 3차원 컴퓨터 해석을 활용한 데이터베이스 구축은 많은 시간 및 인력, 비용을 발생시킨다. 본 연구에서는 주어진 지반의 포아송비와 전단파 속도에 대하여 건물의 지진응답을 예측할 수 있는 ANN 모델 개발 프레임워크를 소개하였다. 데이터베이스 구축에는 지반-상부 구조물 효과를 고려할 수 있는 간단한 단자유도 모델을 이용하였고 개발된 ANN 모델의 정확도를 결정계수(R²)를 통하여 논의하였다. 또한 구축된 데이터베이스의 백분위 90~100에서 ANN 모델을 구성하고 결정계수를 통해 각 백분위에서 ANN 모델의 정확도에 대하여 논의하였다.

• Computers and Concrete
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• 제24권3호
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• pp.207-222
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• 2019

This paper has presented an effective and accurate meso-scale finite element model for simulating the fracture process of concrete under compression-shear loading. In the proposed model, concrete is parted into four important phases: aggregates, cement matrix, interfacial transition zone (ITZ), and the initial defects. Aggregate particles were modelled as randomly distributed polygons with a varying size according to the sieve curve developed by Fuller and Thompson. With regard to initial defects, only voids are considered. Cohesive elements with zero thickness are inserted into the initial mesh of cement matrix and along the interface between aggregate and cement matrix to simulate the cracking process of concrete. The constitutive model provided by ABAQUS is modified based on Wang's experiment and used to describe the failure behaviour of cohesive elements. User defined programs for aggregate delivery, cohesive element insertion and modified facture constitutive model are developed based on Python language, and embedded into the commercial FEM package ABAQUS. The effectiveness and accuracy of the proposed model are firstly identified by comparing the numerical results with the experimental ones, and then it is used to investigate the effect of meso-structure on the macro behavior of concrete. The shear strength of concrete under different pressures is also involved in this study, which could provide a reference for the macroscopic simulation of concrete component under shear force.

• 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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• 제10권1호
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• pp.37-41
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• 2008

본 연구에서는 초고속 자기부상열차의 개발을 위한 기초연구의 성격을 가지고 있는 고온초전도 자기부상자석의 최적 설계를 수행하였다. 고온초전도 자기부상자석은 임계전류, 발생자장, 지상도체 등을 고려하여야 하는데 3차원 수치해석법을 이용하여 권선의 구조를 설계하였다. 권선의 형태로써 더블팬케이크형 고온초전도 권선을 선택하였으며 일정한 길이의 초전도선으로 최적의 부상조건을 가지는 구조를 도출하였다. 본 연구에서 제시한 조건은 총 800m 고온초전도선을 사용하는 가정 하에 piece length 400m로 내경 100mm인 더블팬케이크형 코일 2개를 제작하여 직렬로 연결한 부상자석이다. 제작한 자석의 인덕턴스는 279.4mH였으며 임계전류는 42A 였다. 인덕턴스, 발생자장 모두 설계 시 제시한 계산 값과 일치하는 결과를 보여주었으므로 본 연구는 성공적으로 수행되었다고 할 수 있으며 본 결과는 향후 초전도 자기부상자석의 설계에 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권8호
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• pp.35-41
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• 2008

1-g 진동대 또는 지오센트리퓨지를 사용한 지반지진모사에 대한 동적모형실험을 수행할 때 층 분할된 연성전단상자가 자주 이용되고 있다. 본 연구는 3차원 수치해석기법을 이용하여 자유장, 강성토조와 층 분할된 연성전단상자내 모형지반을 각각 모델링하고 거동을 비교 분석하였다. 분석결과 강성토조의 거동과 자유장의 그것은 상당한 차이를 보이는 반면에 층 분할된 연성전단상자의 거동은 자유장과 유사한 거동을 하였다. 그러나 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 가속도가 과소평가되는 경향을 보였고, 특히 모형 중심부에서 가장자리로 갈수록 자유장의 것과 큰 차이를 보였다. 또한 층 분할된 연성전단상자는 자유장에 비해 장주기 특성을 가진 거동을 하여 지반가속도가 자유장의 그것보다 감소하는 경향을 보이는데, 이는 층 분할된 연성전단상자에서 주변지반의 강성과 관성효과가 제대로 반영되지 못해 발생하는 현상으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권6C호
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• pp.295-301
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• 2009

쏘일네일을 이용한 사면 보강 시 그 보강 효과를 검토하는데 있어서 네일의 전단력은 무시하고 인발에 대한 저항력만 고려하여 보수적으로 설계를 하는 것이 일반적이다. 이는 연성거동을 하는 이형철근이 네일의 주된 재료가 되기 때문인데 강성거동을 하는 강관을 네일의 재료로 하였을 경우, 인발에 대한 저항력 외에도 파괴면에서의 전단저항력이 크게 작용할 것이다. 따라서 본 연구에서는 전단강도감소기법을 이용하여 보강재로 보강된 균질한 사면을 대상으로 강관과 이형철근의 네일 적용시 그 보강 효과를 검토하였다. 각 조건에서 수치해석을 실시하여 안전율과 네일 부재에 작용하는 힘을 통하여 네일의 전단력이 안전율에 미치는 영향을 검토하였으며, 네일 개수를 변화시켜가며 여러 경우에 대한 일반적인 경향도 분석하였다. 본 연구 결과 네일의 보강재 거동시, 네일의 전단력이 인발저항력에 비해 상대적으로 미치는 효과는 강관이 이형철근보다 전단저항력이 크게 작용하는 것을 확인하였으며 이에 따라 강관의 안전율이 보다 큰 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3D호
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• pp.425-433
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• 2006

본 연구에서는 화강암 골재를 이용한 아스팔트 표층용 혼합물 및 기층용 혼합물의 동탄성계수를 평가하고, 배합설계에 사용된 데이터를 바탕으로 신뢰성이 높고, 간단한 형태의 동탄성계수 예측방정식을 개발하는 목표를 두고 있다. 기존의 마샬 배합설계가 아닌 슈퍼페이브 배합설계를 이용하여, 재료들의 기본 물성치를 정리하였다. 표층용(13mm 및 19mm)과 기층용(25mm) 밀입도 아스팔트 혼합물을 적용하였고, 국내의 대표적인 아스팔트 AP-3, AP-5 아스팔트 바인더를 이용하여 배합설계를 실시하였다. 최적아스팔트함량에 공극률 2%, 4%, 6%의 시편과 공극률 4%에 최적 아스팔트 함량에서 ${\pm}1%$의 아스팔트 함량을 이용하여 시편을 제작하였다. 5개의 다른 시험온도, -10, 5, 21, 40, $55^{\circ}C$ 및 0.05, 0.1, 1, 10, 25Hz의 5개의 하중주파수를 이용하여 일축압축 시험모드로 동탄성 계수를 평가하였다. 기존의 동탄성계수 예측용 Witczak 방정식을 표층용 및 기층용 아스팔트 혼합물 실험결과를 이용하여 국내 아스팔트 혼합물에 적용할 수 있는 수정된 예측방정식을 제안하였다. 예측방정식에 사용된 각각의 변수들에 의한 영향정도를 상호 비교 평가하였고, 제한된 실험 자료로 인해 예측방정식의 신뢰도는 약 80% 수준으로 평가되었다.