• 한국음향학회지
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• 제35권4호
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• pp.261-271
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• 2016

지반에 인입된 파일에 대한 거동 해석은 지반의 비선형 거동 특성으로 인해 일반적으로 유한요소에 기반한 수치적인 방법을 주로 이용한다. 그러나 수치 해석은 파일-지반 모델링 및 연산에 많은 노력과 시간을 요구하므로 파일의 제원과 지반 물성치가 확정되지 않은 초기 설계 단계에서는 활용에 많은 한계를 갖는다. 반면, 지반을 선형화한 이론해석의 경우 수치 해석에 비해 모델이 단순하고 연산 시간이 매우 짧으므로, 해석의 신뢰성이 확보된다면 지반-지지구조의 거동 특성을 초기에 예측하는데 유용할 것이다. 본 연구에서 대상으로 하는 풍력발전기의 경우, 초기 설계 단계에서 풍력터빈의 고유진동수 예측을 위한 동적 거동 해석이 요구되며, 이 때 지반에 인입된 풍력터빈의 지지구조는 탄성경계조건으로 단순화하여 동적 거동 해석에 반영할 수 있다. 이를 위해, 본 논문에서는 풍력터빈 지지구조의 선단부 탄성 계수를 도출하고자 지반에 인입된 파일에 대한 파일-지반 연성해석을 수행하였다. 해석 시 지반의 변형은 탄성범위 이내에 있다고 단순화하여 지반에 인입된 파일을 탄성지지된 보로 모델링하였다. 탄성지지보 모델을 이용해 파일 선단에 수평 하중 또는 모멘트가 작용할 때 발생하는 파일의 횡변형을 구하고, 이로부터 영향계수를 도출하였다. 풍력터빈의 지지구조에 대한 해석 예로써, 모노파일과 석션파일에 대해 파일 선단의 영향계수를 구하고, 이를 문헌의 결과와 비교함으로써 해석 결과의 신뢰도를 검증하였다. 또한 이 두 파일의 깊이에 따른 변형 및 선단부의 스프링 상수를 비교하여 지지구조의 강성 측면에서 모노파일과 석션파일의 특성을 살펴보았다.

• 한국정밀공학회지
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• 제25권8호
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• pp.80-87
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• 2008

This paper investigated into the impact characteristics of the stainless sheet with thickness of 0.7 mm on the stretching boundary condition through three-dimensional finite element analysis. High speed tensile tests were carried out to obtain strain-stress relationships with the effects of the strain rate. The FE analysis was performed by the ABAQUS explicit code. In order to improve an accuracy of the FE analysis, the hyper-elastic model and the damping factor were introduced. Through the comparison of the results of the FE analyses and those of the impact tests, a proper FE model was obtained. The results of the FE analyses showed that the absorption rate of energy maintains almost 82.5-83.5% irrespective of the impact energy level and the diameter of the impact head. From the results of FE analyses, variations of stress, strain, dissipation energy, strain energy density, and local deformation characteristics in the stainless sheet during the collision and the rebound of the impact head were quantitatively examined. In addition, it was shown that the fracture of the specimen occurs when the plastic strain is 0.42 and the maximum value of the plastic dissipation energy of the specimen is nearly 1.83 J.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권5호
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• pp.629-635
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• 2010

SGBEM-FEM 교호법이 Nikishkov, Park 및 Atluri 에 의하여 제안되었었다. 제안된 방법을 사용하면 임의 형태의 평면 혹은 비평면 삼차원 균열에 대하여 복합 모드의 응력강도계수를 구할 수 있다. 그러나 현장에서의 적용을 위해서는 이 방법의 정확성 및 신뢰성에 대한 검토가 더욱 필요하다. 따라서 본 논문에서는 응력강도계수에 영향을 주는 주요한 몇 가지 인자를 검토하였다. 그리고 원통의 내부 및 외부에 존재하는 원주방향 표면균열에 대한 응력강도계수를 구하여 기존의 해와 비교하였다. 그 결과 SGBEM-FEM 교호법은 이들 균열에 대하여 정확한 해를 주고 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제22권2호
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• pp.93-105
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• 2012

균열암반의 등가역학적 물성을 수치해석적으로 결정할 때 2차원 및 3차원 해석을 비교하였다. 수직균열모델과 암반균열망(DFN) 모델이 균열암반의 형상으로 이용되었으며 3차원 모델으로부터 다양한 방향으로 2차원 모델을 절단하여 역학적 물성을 비교하였다. 본 연구의 지질데이터는 영국 셀라필드 지역의 자료를 기본으로 사용하였다. 직교균열모델에서는 컴플라이언스텐서의 변환을 이용한 해석적 방법이 물성결정을 위해 이용되었으며 암반균열망모델에서는 수치실험이 실시되었다. 2차원 모델에서는 균열이 항상 모델평면과 직교한다고 가정하기 때문에 탄성계수는 항상 3차원보다 크게 계산이 되었다. 2차원 해석에서의 포아송비는 3차원 해석보다 큰 값을 나타내는 경향이 있었으나 반대의 경향도 관찰되었다. 본 논문은 3차원 형상을 단순화시켜 사용하는 2차원 해석의 한계를 정량적으로 고찰하였다는데 의의가 있다.

• Smart Structures and Systems
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• 제19권2호
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• pp.115-126
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• 2017

In this paper, size dependent bending and free flexural vibration behaviors of functionally graded (FG) nanobeams are investigated using a nonlocal quasi-3D theory in which both shear deformation and thickness stretching effects are introduced. The nonlocal elastic behavior is described by the differential constitutive model of Eringen, which enables the present model to become effective in the analysis and design of nanostructures. The present theory incorporates the length scale parameter (nonlocal parameter) which can capture the small scale effect, and furthermore accounts for both shear deformation and thickness stretching effects by virtue of a hyperbolic variation of all displacements through the thickness without using shear correction factor. The material properties of FG nanobeams are assumed to vary through the thickness according to a power law. The neutral surface position for such FG nanobeams is determined and the present theory based on exact neutral surface position is employed here. The governing equations are derived using the principal of minimum total potential energy. The effects of nonlocal parameter, aspect ratio and various material compositions on the static and dynamic responses of the FG nanobeam are discussed in detail. A detailed numerical study is carried out to examine the effect of material gradient index, the nonlocal parameter, the beam aspect ratio on the global response of the FG nanobeam. These findings are important in mechanical design considerations of devices that use carbon nanotubes.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권1호
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• pp.67-74
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• 2016

유리섬유 보강집성재의 볼트접합부 항복전단내력을 예측하기 위해 인장형 전단시험을 통해 측정된 실측값과 설계기준에 의한 예측값을 비교하였다. 볼트접합부의 항복전단내력 예측식을 위해 층재의 방향별 탄성계수, 포아송비, 전단계수를 측정하였다. 설계기준의 예측식 보정을 위해 유리섬유 보강집성재의 파괴거동을 반영한 파괴인성계수($K_{ft}$)를 적용하여 보정항복전단내력을 비교하였다. 층재의 탄성계수는 섬유방향에 따라 연륜폭, 연륜각과 높은 상관관계를 보였다. 유리섬유 보강집성재의 보정항복전단내력은 직경과 보강재에 따라 실측치와 비슷한 경향을 보였으며, 직물형 유리섬유보강집성재의 볼트접합부가 가장 높은 내력성능을 보였다. 볼트직경과 보강재에 따른 유리섬유 보강집성재 볼트접합부의 항복전단내력은 건축구조설계기준의 제안식을 보정한 예측치가 가장 잘 일치하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.39.1-39.1
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• 2009

NiTi alloy is widely used innumerous biomedical applications (orthodontics, cardiovascular, orthopaedics, etc.) for its distinctive thermomechanical and mechanical properties such as shape memory effect, super elasticity, low elastic modulus and high damping capacity. However, NiTi alloy is still a controversial biomaterial because of its high Ni content which can trigger the risk of allergy and adverse reactions when Ni ion releases into the human body. In order to improve the corrosion resistance of the TiNi alloy and suppress the release of Ni ions, many surface modification techniques have been employed in previous literature such as thermal oxidation, laser surface treatment, sol-gel method, anodic oxidation and electrochemical methods. In this paper, the NiTi was electrochemically etched in various electrolytes to modify surface. The microstructure, element distribution, phase composition and roughness of the surface were investigatedby scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectrometry(EDS), X-ray diffractometry (XRD) and atomic force microscopy (AFM). Systematic controlling of nano and submicron surface features was achieved by altered density of hydro fluidic acid in etchant solution. Nanoscale surface topography, such as, pore density, pore width, pore height, surface roughness and surface tension were extensively analyzed as systematical variables.Importantly, bone forming cell, osteoblast adhesion was increased in high density of hydro fluidic treated surface structures, i.e., in greater nanoscale surface roughness and in high surface areas through increasing pore densities.All results delineate the importance of surface topography parameter (pores) inNiTi to increase the biocompatibility of NiTi in identical chemistry which is crucial factor for determining biomaterials.

• 콘크리트학회지
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• 제11권2호
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• pp.177-186
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• 1999

본 연구의 목적은 탄소섬유쉬트로 보강된 시험체의 주요 파괴모드인 계면모드인 계면박리 모드에 의한 부재의 파괴를 규명하는 것이다. 탄소섬유쉬트로 보강된 손상된 보시험체의 계면박리 모드를 해석하기 위하여 선형탄성 파괴역학(LEFM)의 컴플라이언스법과 유한요소법을 사용하여 계면파괴 역학변수인 에너지해방율(strain energy release rate, G)을 고찰하였다. 손상된 단순 보시험체의 해석결과, 최대 에너지해방율($G_{max}$)은 에폭시 접착두께에 관계없이 바깥 휨균열에서 시작된 계면 전단 균열 길이가 18mm 부근에서 발생하였다. 보강보의 강도 해석결과, 극한강도 설계법에 따른 단면의 공칭 휨 강도에 대한 계면박리에 의해 부재가 파괴되는 것으로 해석되었다. 또한 적용된 접착두께 1mm~3mm는 에너지해방율에 거의 영향을 미치지 않아 계면박리의 주요 인자가 아닌 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권1호
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• pp.93-101
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• 1984

본(本) 논문(論文)에서는 일정변단면장주(一定變斷面長柱)의 탄성임좌굴하중(彈性臨挫屈荷重)을 구하는 각산식(咯算式)을 제시(提示)하였다. 특히, 고가도로설계시(高架道路設計時) 자주 나타나는 일단고정(一端固定) 타단자유(他端自由)인 중실원형(中實圓形) 및 구형단면(矩形斷面)에 한(限)하였다. 처짐곡선 미분방정식(微分方程式)의 정밀해(精密解)는 Bessel 함수(凾數)로 나타나는데, Bisection method를 이용하여 Computer로 수치해석(數値解析)하였다. 또 자중(自重)고려시 F.E.M에 의한 해석(解析)은 고유치(固有値) 문제(問題)가 되므로 Jacobi method를 이용하여 수치해석(數値解析)하였고, 균일단면장주(均一斷面長柱)의 정밀해(精密解)와 비교(比較)하여 F.E.M에 의한 근사해(近似解)의 신뢰도(信賴度)를 높였다. 그 결과(結果) 일정변단면장주(一定變斷面長柱)의 임계좌굴하중(臨界挫屈荷重)은 형상계수(形狀係數)와 단면변화율(斷面變化率)에 대해 균일단면장주(均一斷面長柱)의 비례식(比例式)으로 나타낼 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.803-811
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• 2002

일반적으로 강콘크리트 합성형교는 불완전합성에 대한 해석의 복잡함 때문에 강재와 콘크리트 계면에서의 상대변위가 발생하지 않는 완전합성형으로 설계된다. 그러나, 이러한 설계는 기존 강합성형 의 거동을 평가하는 경우 실제 구조물의 내하력과 내구성을 정확하게 도출하지 못하게 된다. 이러한 경우에는 불완전합성이론을 이용하여 구조물의 거동을 정확히 반영해야 한다. 본 연구에서는 집중하중을 받는 단순합성형교에 대하여 처짐 거동을 고려한 불완전합성곡률의 변화양상을 확인하기 위하여 유한요소해석 모델을 이용하여 전단연결재의 배치간격과 배치열수 그리고 콘크리트 탄성계수를 매개변수로 선택하여 해석을 수행하였다. 본 연구의 결과로서 합성형의 처짐이 증가할수록 불완전합성 정도가 증가함을 알 수 있었으며, 콘크리트 슬래브에서 균열이 발생으로 인한 강성 및 강도의 감소가 합성정도에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다.