• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.311-318
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• 2002

In this study, we developed an analysis method of plate forming by induction heating and verified the effectiveness of the present method through a series of experiments. The phenomena of the induction heating is a 3D transient problem coupled with electromagnetic, heat transfer, and elastoplastic large deformation analyses. To solve the problem, we suggest a proper model and an integrated system. Using the present analysis model, we can estimate the plate deformation in heating without experiments and simulate the plate bending process of induction heating.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권4호
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• pp.531-545
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• 2015

Two fundamental issues exist in the damage theory of geo-material based on the concept of thermodynamics: existence or nonexistence of the dissipation potential, and whether the dissipation potential could be decoupled into a damage potential and a plastic one or not. Thermodynamics theory of elastoplastic damage assumes the existence of dissipation potential, but the presence of dissipation potential is conditional. Based on the dissipation inequality in accord with the second law of thermodynamics, the sufficient and necessary conditions are given for the existence of the dissipation potential separately in total and incremental forms firstly, and proved strictly in theory. With taking advantage of the basic mechanical properties of geo-materials, the nonexistence of the dissipative potential is verified. The sufficient and necessary conditions are also given and proved for the decoupling of the dissipation potential of geo-materials in total and incremental forms. Similarly, the non-decoupling of the dissipation potential has also been proved, which indicates the dissipation potential of geo-materials in total or incremental forms could not be decoupled into a dissipative potential for plasticity and that for damage respectively. The research results for the fundamental issues in the thermodynamics theory of damage will help establish and improve the theoretic basis of elastoplastic damage constitutive model for geo-materials.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권1호
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• pp.7-15
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• 1994

동을 중간재로 하는 $Si_3N_4/SUS304$ 접합재의 접합계면 근방의 잔류응력 분포를 유한요소법과 X선 응력측정법을 이용하여 해석을 하였다. 그 결과, 접합재의 세라믹부 계면 근방의 잔류응력 분포를 정량적으로 밝혀낼 수 있었다. 세라믹부에 발생되는 접합 잔류응력은 접합계면 근방에서 대단히 크게 나타났으며, 특히 최대인장 잔류응력 ${\sigma}_x$는 단부에서 발생하였다. 한편, ${\sigma}_x$는 접합계면 근방에서 3차원분포를 하고 있기 때문에 2차원 유한요소 해석결과와는 대단히 다른 값을 나타내고 있으며, 특히 시험편 중앙부의 계면 근방에서는 X선 실측결과가 인장 잔류응력임에 반하여 2차원 유한요소 해석결과는 압축 잔류응력으로 계산되어짐을 알았다. 따라서, 이와같은 3차원 분포를 하고 있는 접합계면 근방의 잔류응력 ${\sigma}_x$보다 간편하고 정확하게 예측할 수 있는 유한요소 해석모델에 대하여 서로 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.377-387
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• 2008

트러스 구조는 단면의 효율이 높고, 단순하면서도 합리적인 형태로 사용될 수 있어 입체적인 대공간 구조의 지붕구조에 자주 사용되는 구조이지만, 구조물을 구성하는 부재의 수가 방대하며 세장하게 된다. 또한 구조물 전체의 거동은 개부재의 좌굴에 지배되는 경우가 대부분이므로 트러스 구조를 해석할 경우에는 개부재의 탄소성 좌굴거동 및 좌굴 후 거동을 고려하는 것이 필수적이다. 반복 축 하중을 받는 트러스 부재의 좌굴 후 거동을 해석하기 위해서는 일반적으로 보 요소를 이용한 요소분할 모델 및 소성힌지 모델이 사용되지만, 전체 구조물을 해석할 경우 계산 부하 및 불안정성이 증가하므로 유용한 방법이라고 할 수 없다. 본 연구에서는 트러스 부재의 탄소성 좌굴거동을 표현할 수 있는 해석기법의 개발을 목적으로, 열역학을 사용한 정식화를 통해 1개의 요소로 부재 전체의 거동을 표현 가능한 수치해석 기법을 유도한다. 제안모델은 부재의 요소 분할을 필요로 하지 않으므로 계산상의 효율성이 높은 모델이며 부재 중앙의 회전변위를 부재내력의 손상정도로 판단하여 좌굴 후 거동을 표현하는 데미지 모델 및 세장비가 작은 경우에 유용한 근사해석법 등을 제안한다. 또한 2종류의 제안모델 해석결과와 유한요소법의 분할모델 해석결과를 비교하여, 제안모델의 신뢰성을 검토하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.1-8
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• 1999

본 논문의 목적은 탄소성 지진 응답해석을 수행하여 고층 벽식 아파트의 내진성능을 평가하는 것이다 먼저 구조물을 3차원 입체 모델화 하여 정적 탄소성 해석을 수행하고 층강성 및 항복 충전단력을 평가한 후 그 결과를 이용하여 집준 질량계 모델을 사용한 시간 이력 지진 응답해석을 수행한다 탄소성 이력 모델로는 bi-linear 모델 및 Clough 모델을 입력 지진동파형으로는 4종류의 기록 지진동 띠 Centro 1940 NS, Taft 1952 EW Hachinohe 1968 NSm Kobe 1995 NS를 사용하고 입력 지진동의 강도는 최대 지반속도치 12Kine이 되도록 크기를 조절하여 입력한다 탄소성 지진응답 해석결과 고층 벽식 아파트는 진도 5정도의 지진동 크기에서 전층에소성 변형이 발생하여 취약한 내진성능을 보여준다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권5호
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• pp.469-485
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• 2016

심부 터널 주변 암반의 파괴는 불연속면의 영향을 크게 받는 천부 터널 주변과 다르게 응력의 크기와 방향이 지배한다. 응력 지배 파괴의 양상은 응력 조건, 암석의 특성에 따라 연성과 취성으로 구분할 수 있으며 파석, 판상 파괴, 암석 파열 현상의 결과로 나타나는 V-형 홈 형태 취성 파괴 영역의 범위와 깊이는 심부 터널의 굴착과 보강 설계의 주요 인자이므로 이를 파악하는 것은 중요하다. 취성 파괴의 특성은 응력 조건에 따라 점착력 상실과 마찰력 전이로 구성된다는 점과 진행성 파괴라는 점이다. 본 연구는 이중 선형 절단 파괴 포락선과 탄성-탄소성 연계 해석과 점진적 탄소성 영역 확대라는 해석 절차와 방법을 도입하여 터널 주변 취성 암반의 파괴를 합리적으로 모사할 수 있는 3차원 수치 모델을 구현하였다. 이 수치 모델이 예상한 취성 파괴 영역의 깊이는 기존 사례 연구를 통한 경험식의 결과와 부합되었다.

• 소성∙가공
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• 제29권4호
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• pp.194-202
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• 2020

In this paper, experimental and numerical study on a combined sheet metal forming and plate forging of a seal part of a passenger car's hub bearing is conducted to develop the new process of which target is to remove machining process by plate forging and to achieve near-net shape manufacturing. The previous process of a sheet metal forming inevitably needed a machining process for making stepped sheet after conventional sheet metal forming in a progressive way. The stepped sheet is intended to be formed by plate forging in this study. Through the systematic way of developing the combined forming process using solid elements based-elastoplastic finite element method (FEM), several conceptual designs are made and an optimized process design in terms of geometric dimensioning and tolerance of straightness of the thin part is found, which is exposed to bending in metal forming of axisymmetric part. The predicted straightness measured by the slope angle of the tilted thin region is compared with the experimental straightness, showing that they are in a good agreement with each other. Through this study, a systematic approach to optimal process design, based on elastoplastic FEM with solid elements, is established, which will contribute to innovating the conventional small-scaled sheet metal forming processes which can be dealt with by solid elements.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권5호
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• pp.569-583
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• 2015

Two fundamental issues exist in the damage theory of geo-material based on the concept of thermodynamics: existence or nonexistence of the dissipation potential, and whether the dissipation potential could be decoupled into a damage potential and a plastic one or not. Thermodynamics theory of elastoplastic damage assumes the existence of dissipation potential, but the presence of dissipation potential is conditional. Based on the dissipation inequality in accord with the second law of thermodynamics, the sufficient and necessary conditions are given for the existence of the dissipation potential separately in total and incremental forms firstly, and proved strictly in theory. With taking advantage of the basic mechanical properties of geo-materials, the nonexistence of the dissipative potential is verified. The sufficient and necessary conditions are also given and proved for the decoupling of the dissipation potential of geo-materials in total and incremental forms. Similarly, the non-decoupling of the dissipation potential has also been proved, which indicates the dissipation potential of geo-materials in total or incremental forms could not be decoupled into a dissipative potential for plasticity and that for damage respectively. The research results for the fundamental issues in the thermodynamics theory of damage will help establish and improve the theoretic basis of elastoplastic damage constitutive model for geo-materials.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권1호
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• pp.69-83
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• 2019

This paper investigates the structural behavior of very high strength concrete encased steel composite columns via combined experimental and analytical study. The experimental programme examines stub composite columns under pure compression and eccentric compression. The experimental results show that the high strength encased concrete composite column exhibits brittle post peak behavior and low ductility but has acceptable compressive resistance. The high strength concrete encased composite column subjected to early spalling and initial flexural cracking due to its brittle nature that may degrade the stiffness and ultimate resistance. The analytical study compares the current code methods (ACI 318, Eurocode 4, AISC 360 and Chinese JGJ 138) in predicting the compressive resistance of the high strength concrete encased composite columns to verify the accuracy. The plastic design resistance may not be fully achieved. A database including the concrete encased composite column under concentered and eccentric compression is established to verify the predictions using the proposed elastic, elastoplastic and plastic methods. Image-oriented intelligent recognition tool-based fiber element method is programmed to predict the load resistances. It is found that the plastic method can give an accurate prediction of the load resistance for the encased composite column using normal strength concrete (20-60 MPa) while the elastoplastic method provides reasonably conservative predictions for the encased composite column using high strength concrete (60-120 MPa).

• Advances in Computational Design
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• 제4권1호
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• pp.53-72
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• 2019

Safety measures for tower cranes are extremely important among the seismic countermeasures at high-rise building construction sites. In particular, the collapse of a tower crane from a high position is a very serious catastrophe. An example of such an accident due to an earthquake is the case of the Taipei 101 Building (the author was the project director), which occurred on March 31, 2002. Failure of the bolted joints of the tower-crane mast was the direct cause of the collapse. Therefore, it is necessary to design for this eventuality and to take the necessary measures on construction sites. This can only be done by understanding the precise dynamic behavior of mast joints during an earthquake. Consequently, we created a new hybrid-element model (using beam, shell, and solid elements) that not only expressed the detailed behavior of the site joints of a tower-crane mast during an earthquake but also suppressed any increase in the total calculation time and revealed its behavior through computer simulations. Using the proposed structural model and simulation method, effective information for designing safe joints during earthquakes can be provided by considering workability (control of the bolt pretension axial force and other factors) and less construction cost. Notably, this analysis showed that the joint behavior of the initial pretension axial force of a bolt is considerably reduced after the axial force of the bolt exceeds the yield strength. A maximum decrease of 50% in the initial pretension axial force under the El Centro N-S Wave ($v_{max}=100cm/s$) was observed. Furthermore, this method can be applied to analyze the seismic responses of general temporary structures in construction sites.