• 비파괴검사학회지
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• 제28권6호
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• pp.483-495
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• 2008

The paper presents a numerical study to evaluate the phase velocities and attenuations of the average longitudinal and shear ultrasonic waves resulting from multiple scattering in fiber-reinforced composites. A computational procedure developed in this work is first used to produce a random, yet largely even distribution of fibers. Both the viscoelastic epoxy matrix and lossless randomly distributed graphite fibers are modeled using the mass-spring-dashpot lattice model, with no damping for the latter. By numerically simulating ultrasonic through-transmission tests using this direct model of composites, phase velocities and attenuations of the longitudinal and shear waves through the composite are found as functions of frequency or fiber concentration. The numerical results are observed to generally agree with the corresponding results in the literature. Discrepancies found in some detail aspects, particularly in the attenuation results, are also addressed.

• Coupled systems mechanics
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• 제12권4호
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• pp.297-313
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• 2023

This paper deals with delamination analysis of non-linear viscoelastic multilayered beam subjected to bending in the plane of the layers. For this purpose, first, a non-linear viscoelastic model is presented. In order to take into account the non-linear viscoelastic behaviour, a non-linear spring and a non-linear dashpot are assembled in series with a linear spring connected in parallel to a linear dashpot. The behaviours of the non-linear spring and dashpot are described by applying non-linear stress-strain and stress-rate of strain relationships, respectively. The constitutive law of the model is derived. Due to the non-linear spring and dashpot, the constitutive law is non-linear. This law is used for describing the time-dependent mechanical behaviour of the beam under consideration. The material properties involved in the constitutive law vary along the beam length due to the continuous material inhomogeneity of the layers. Solution of the strain energy release rate for the delamination is obtained by analyzing the balance of the energy with considering of the non-linear viscoelastic behaviour. The strain energy release rate is found also by using the complementary strain energy for verification. A parametric study is carried-out by using the solution obtained. The solutions derived and the results obtained help to understand the time-dependent delamination of non-linear viscoelastic beams under loading in the plane of layers.

• Earthquakes and Structures
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• 제16권6호
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• pp.691-704
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• 2019

This study simulates the responses of large-scale bridge piers under pseudo-dynamic tests to investigate the performance of four types of numerical models that consider the nonlinear behavior of the pier and the rocking behavior of the footing. In the models, beam-column elements with plastic hinges are used for the pier, two types of foundation models (rotational spring and distributed spring models) are adopted for the footing behavior, and two types of viscous damping models (Rayleigh and dashpot models) are applied for energy dissipation. Results show that the nonlinear pier model combined with the distributed spring-dashpot foundation model can reasonably capture the behavior of the piers in the tests. Although the commonly used rotational spring foundation model adopts a nonlinear moment-rotation property that reflects the effect of footing uplift, it cannot suitably simulate the hysteretic moment-rotation response of the footing in the dynamic analysis once the footing uplifts. In addition, the piers are susceptible to cracking damage under strong seismic loading and the induced plastic response can provide contribution to earthquake energy dissipation.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권6호
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• pp.407-418
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• 2021

본 연구에서는 유목의 유입량의 특성과 유목줄기의 길이에 따른 하천흐름과 유목거동을 분석하기 위해 2차원 흐름모형인 Nays2DH와 유목동역학모형을 결합하고 이를 활용하여 장애물 근처에서의 유목의 군집특성과 거동을 분석하였다. 또한 유목의 충돌거동을 모의하기 위해 유목동역학모형에 Dashpot-spring 모형을 추가하여 유목의 충돌에 따른 군집특성도 비교하였다. 모의결과 유목줄기의 길이에 따라 장애물구간의 통과율, 유목의 군집이송, 유목들의 평균위치가 민감하게 반응하였고 유목의 유입규모에 대해서는 통과율 이외에는 미미한 반응을 나타냈다. 본 연구를 통해 수공구조물과 유목의 상호작용을 이해할 수 있었으며 이를 통해 유목의 이송과 군집현상 등을 사전에 예측함으로써 수공구조물의 내구성 유지방안 구축에 도움이 될 것으로 사료된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.5-16
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• 2022

극한 및 극서지에서는 환경적 요인으로 인하여 지반 침하가 발생할 수 있다. 지반의 침하는 부주면 마찰력을 발생시켜 선단 하중을 증가시켜 말뚝의 안정성을 저해할 수 있다. 본 연구에서는 지반 침하 시 부주면 마찰력에 의해 소폭 압축되는 지반 변형 대응 부재가 삽입되어 부주면 마찰력을 저감시키는 말뚝을 제안하였다. 지반 변형 대응 부재로는 스프링 및 스프링-대시팟 부재가 고려되었다. 제안된 말뚝의 성능을 검증하기 위해 모형 실험을 통해 지반 침하 시 일반 말뚝과 지반 변형 대응 부재가 적용된 말뚝의 선단 하중, 주면 마찰력, 횡 토압을 측정하고 분석하였다. 실험 결과, 스프링 부재 말뚝은 침하량이 작은 경우에는 스프링의 압축에 의해 상대변위가 줄어들며 부주면 마찰력이 감소하였다. 그러나 지반이 지속적으로 침하함에 따라 스프링이 더 이상 압축되지 않는 시점부터는 하중 전달 기전이 일반 말뚝과 유사해졌다. 스프링-대시팟 부재 말뚝의 경우, 대시팟이 스프링으로의 하중 전달을 지연시키고 하중 제하 곡선상에 주면 마찰력을 위치시키므로 지반 침하로 인한 부주면 마찰력이 지속적으로 감소하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.769-777
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• 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.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.413-430
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• 2011

최근 들어, 폭발하중에 대해여 안전한 사회기반시설에 대한 관심이 증가하고 있다. 폭발하중은 가스폭발이나 폭탄 폭발에 의하여 발생된다. 본 연구에서는 가스폭발하중을 받는 터널구조물을 각 부재로 나누어 1자유도 질량-스프링-감쇠기 모델로 치환하여 해석하는 모델을 개발하였다. 간이 모델을 사용하여 터널설계 요인인 최대 폭발하중크기, 지속시간, 부재 두께, 토피고에 대하여 민감도 해석을 수행하였다. 또한, 유한요소법을 사용하여 가스폭발에 대한 터널의 동적거동과 주변지반에 발생되는 파괴영역에 대하여 조사하였다. 1자유도 질량-스프링-감쇠기 모델과 FEM 해석결과의 비교로부터 터널의 중앙벽에 대한 동적거동결과는 거의 차이가 없음을 보여주었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제7권4호
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• pp.189-196
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• 2000

Effect of ball filling ratio on the behavior of balls motion and their collision characteristic in a tumbler-ball milling of metal powder are investigated by a computer simulation. The discrete element method and the extended Kelvin model composed of nonlinear spring and nonlinear dashpot were employed in the simulation. It can be possible that analysis of the individual balls motion in a three-dimensional actual mill by the two-dimensional model simulation, since the simulated trajectories of ball paths are in relatively good agreement with the actual ones. It knows that the balls motion in the tumbler-ball mill is strongly influenced by the surface conditions of the balls and mill container wall. The energy consumption of the individual balls during impact and the impact frequency of the individual balls increased with an increase in the ball filling ratio and showed maximum values at about 50-60% ball filling ratio, and then decreased.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제13권4호
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• pp.413-419
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• 1992

The theoretical equation for the relaxation spectrum of nonlinear viscoelastic polymeric material was derived from the Ree-Eyring and Maxwell non-Newtonian model. This model consists of infinite number of hyperbolic sine law Maxwell elements coupled in parallel plus a spring without a dashpot. Infinite number of nonlinear viscoelastic Maxwell elements can be used by specifying distribution of relaxation times, hole volumes, molecular weights, crystallite size and conformational size, etc. The experimentals of stress relaxation were carried out using the tensile tester with the solvent chamber. The relaxation spectra of nylon 6 filament fibers in various electrolytic solutions were obtained by applying the experimental stress relaxation curves to the theoretical equation of relaxation spectrum. The determination of relaxation spectra was performed from computer calculation.

• Smart Structures and Systems
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• 제12권3_4호
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• pp.441-463
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• 2013

In this paper, a simplified planar model is developed for damage estimation of interlocked caisson systems. Firstly, a conceptual dynamic model of the interlocked caisson system is designed on the basis of the characteristics of existing harbor caisson structures. A mass-spring-dashpot model allowing only the sway motion is formulated. To represent the condition of interlocking mechanisms, each caisson unit is connected to adjacent ones via springs and dashpots. Secondly, the accuracy of the planar model's vibration analysis is numerically evaluated on a 3-D FE model of the interlocked caisson system. Finally, the simplified planar model is employed for damage estimation in the interlocked caisson system. For localizing damaged caissons, a damage detection method based on modal strain energy is formulated for the caisson system.