• 한국방재학회 논문집
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• 제9권6호
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• pp.1-9
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• 2009

콘크리트의 구속효과 및 재료 비선형성, 강재의 변형 경화, 초기작용 축력을 고려하여 원형 콘크리트 충전 강관(Concrete Filled Steel Tube : CFT) 기둥의 해석을 위한 프로그램을 작성하고 검증 및 해석을 수행하였다. 축력-모멘트 상관관계 해석, 모멘트-곡률 해석, 모멘트-횡변위에 대한 해석을 수행하고, 선행연구자의 실험결과와 비교하여 검증하였다. 검증결과, 작성된 프로그램은 실제 CFT 기둥의 거동에 근접하였으며, 콘크리트의 구속효과를 고려한 경우 그렇지 않은 경우보다 더 큰 강도와 연성능력을 나타내었다. 콘크리트의 강도와 강관의 두께 변화에 따른 간단한 매개변수 해석을 수행하였으며, 콘크리트의 강도 증가 시 CFT 기둥의 강도는 증가하나 연성은 저하되는 결과를 보여주었다. 반면에 강관 두께를 증가시키는 경우에는, CFT 기둥의 강도와 연성 모두 증가하는 결과를 보여주었다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2011년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.428-435
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• 2011

In general, thickness of the sublayers under track is designed based on concept of vertical soil reaction value or vertical stiffness. However, this design method cannot take consideration into soil-track interaction under repetitive load, traffic condition and velocity of the train. Furthermore, the reinforced roadbed soils experience complex behavior that cannot be explained by conventional stress-strain relation expressed as soil reaction value k. The reinforced roadbed soils also can produce cumulative permanent deformation under repetitive load caused by train. Therefore new design method for the sublayers under track must be developed that can consider both elastic modulus and permanent deformation. In this study, a new design concept, a rule-of-thumb, is proposed as the form of design monograph that is developed using elastic multi-layer and finite element programs by analyzing stress and deformation in the sublayers with changing the thickness and elastic modulus of the sublayers and also using data obtained from repetitive triaxial test. This new design concept can be applied to design of the reinforced roadbed before developing full version of design methodology that can consider MGT, axial load and the material properties of the layers. The new design monograph allows the user to design the thickness of the reinforced roadbed based on permanent deformation, elastic modulus and MGT.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.1568-1575
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• 1990

본 연구에서는 중앙균열을 가진 SB41강의 평판이 하중제어와 변형률제어 피로 상태에서 소규모 항복, 대규모 항복, 또는 전면 항복의 각 응력에서 피로균열 진전 속 도와 J적분 범위, .DELTA.J와의 관계를 조사하는 한편, 피로균열 진전 속도를 지배하는 국 소적 역학 인자인 균열선단 개구변위, COD와 균열 진전 속도와 관계 및 그 특성을 고 찰하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.370-376
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• 2001

When an adhesive joint is exposed to high environmental temperature, the tensile load capability of the adhesive joint decreases because the elastic modulus and failure strength of structural adhesive decrease. The thermo-mechanical properties of structural adhesive can be improved by addition of fillers to the adhesive. In this paper, the elastic modulus and failure strength of adhesives as well as the tensile load capability of tubular single lap adhesive joints were experimentally and theoretically investigated with respect to the volume fraction of filler (alumina) and the environmental temperature. Also the tensile modulus of the fille containing epoxy adhesive was predicted using a new equation which considers filler shape, filler content and environmental temperature. The tensile load capability of the adhesive joint was predicted by using the effective strain obtained from the finite element analysis and a new failure model, from which the relation between the bonding length and the crack length was developed with respect to the volume fraction of filler.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.130-134
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• 2019

본 논문에서는 레이저기반 응력측정을 위한 비접촉식 로드셀을 개발을 위하여, 실내실험을 통하여 기술을 검증하고, 실규모 실험을 통하여 문제점을 파악하였으며, 최종적으로 현장적용에 적합한 응력측정용 비접촉식 로드셀 프로토타입을 개발하였다. 이를 위하여, 중심공 압축타입의 로드셀 제작에 사용되는 로드셀 몸체 표면에 용사코팅기술을 이용하여 알루미나를 도포하고, 레이저를 기반으로한 압분광법을 이용하여, 비접촉식으로 응력을 계측하였다. 이때, 인가되는 응력과 스펙트럼 이동간의 관계가 선형임을 확인하였다. 해당 기술의 현장 적용성 확인을 위하여, 실규모 프리스트레스 콘크리트 시편을 제작하고, 레이저를 조사하여 인가된 응력을 확인하는 과정에서, 반복적인 상황 하에서 레이저 조사 위치가 동일해야 함을 확인하였다. 이를 보완하기 위하여 프로브를 고정할 수 있는 케이싱이 포함된 로드셀 프로토타입을 제작하였고, 실내일축압축시험을 통하여 압축력과 스펙트럼 이동간의 선형성을 확인하였다. 따라서, 본 연구를 통하여 개발된 비접촉식 로드셀을 이용하여, 압축력을 효과적으로 측정할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.686-691
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• 2016

용접강구조물에서는 용접비드와 같은 응력집중부가 많이 존재한다. 또한 용접부에서는 용접결함이 발생할 가능성이 많다. 반복적인 피로하중이 응력집중부에 작용하면 응력집중부에서 피로균열이 발생하고, 발생된 균열의 전파에 의해 피로파괴사고를 일으킨다. 따라서 피로파괴사고를 미연에 방지하기 위하여 균열발생수명과 균열전파수명과 같은 피로수명의 파악이 필요하다. 본 연구에서는 피로균열전파특성 연구에 사용되는 컴플라이언스를 도출하였다. 이 컴플라이언스는 피로균열의 자동화 측정에 활용할 수 있다. 본 연구에서는 CT시험편에 대하여 in-house FEM program을 사용하여 컴플라이언스를 계산하였다. 이 계산결과는 저자의 앞선 연구에서 본 프로그램을 사용하여 계산한 J integral의 계산결과와 대비하여 a/W와의 관계를 제시하였다. 그리고 또한 CT시험편 Back Face의 중앙부로부터 위아래 방향의 스트레인 분포에 계산을 실시하였다. 이 분포에서는 중심으로부터 위아래로 갈수록 스트레인이 감소하는 경향을 나타내었다. 이상의 계산과정으로부터 균열진전시험의 자동수행을 위한 컴플라이언스를 얻을 수 있었다. 이것으로부터 CT 시험편의 피로균열진전시험의 자동화에 활용이 가능하게 되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권7호
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• pp.37-47
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• 2017

본 연구에서는 강관매입말뚝의 하중-침하 및 전단응력 전이 특성을 분석하기 위하여 시험시공 및 수치해석을 수행하였다. 동재하시험 및 정재하시험을 수행한 결과 EOID 및 Restrike 시험을 통해 평가된 말뚝의 설계지지력은 정재하시험에서 평가된 설계 지지력에 비해 각각 약 56~105% 및 65~121%의 범위를 보였으며, 말뚝재하시험 이전에 수행된 Class-A type 수치해석의 경우 38~142%의 범위를 보였다. 또한 Restrike 시험에서 평가된 설계지지력은 EOID 시험의 설계지지력에 비해 12~60% 증가된 것으로 평가되었다. EOID에서는 선단지지력이 크게 측정되는 데 비해, Restrike 시험에서는 주면마찰력이 크게 측정되었는데 Restrike 시험의 타격에너지가 충분하지 않은 경우 말뚝의 선단지지력이 과소평가될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 본 연구의 분석에 의하면 동재하시험을 통해 말뚝의 지지력을 합리적으로 평가하기 위해서는 주면지지력은 Restrike 시험 결과를, 선단지지력은 EOID 시험 결과를 적용하는 것이 합리적인 것을 알 수 있었다. 정재하시험 실측값과 수치해석으로부터 예측된 하중-침하 관계는 탄성범위까지는 어느 정도 유사하지만 항복이 발생한 이후의 거동은 크게 벗어났다. 즉 실측값은 항복 이후 경화현상이 거의 없이 마치 탄성-완전소성(elastic-perfectly plastic) 재료와 유사하게 파괴에 도달되는 반면에, 수치해석에서는 변형경화(strain hardening)과정을 거치면서 파괴에 점진적으로 도달되는 경향을 보였다. 말뚝의 하중-침하 특성은 지반의 강성에 영향을 받으며, 축력분포는 지반의 전단 강도상수에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회지
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• 제13권4호통권35호
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• pp.55-62
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• 1999

Cold rolled steel has much plastic strain in the material surface produced by manufacturing process. The strain causes the variation of surface residual stress, in which influences the fatigue behavior under repeated loading. As experimental results, it was confirmed that the behavior of residual stress ${\sigma}_r$, with cycle N consisted of three stages except stress amplitude near fatigue limit in SPCC steel. On the first stage compressive residual stress decreased rapidly, on the second stage gradually, and on the last stage slightly. The relation between ${\sigma}_r$, and log N appeared linear behavior except the early part of cycle ratio $N/N_f$. The average gradient of ${\sigma}_r$, with respect to log N seemed to take a constant value without initial cycle ratio. On the other hand, the $N_f$ line was regressed by the first-order polynomial equation on ${\sigma}_r-log\;N_f$ diagram. Therefore, this study showed that both the gradient of ${\sigma}_r$, with respect to log N and the $N_f$ line was useful in predicting the cycle ratio $N/N_f$.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권2호
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• pp.135-154
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• 2002

This paper presents the convected material frame approach to study the nonlinear behavior of inelastic frame structures. The convected material frame approach is a modification of the co-rotational approximation by incorporating an adaptive convected material frame in the basic definition of the displacement vector and strain tensor. In the formulation, each discrete element is associated with a local coordinate system that rotates and translates with the element. For each load increment, the corresponding strain-displacement and nodal force-stress relationships are defined in the updated local coordinates, and based on the updated element geometry. The rigid body motion and deformation displacements are decoupled for each increment. This modified approach incorporates the geometrical nonlinearities through the continuous updating of the material frame geometry. A generalized nonlinear function is used to derive the inelastic constitutive relation and the kinematic hardening is considered. The equation of motion is integrated by an explicit procedure and it involves only vector assemblage and vector storage in the analysis by assuming a lumped mass matrix of diagonal form. Several numerical examples are demonstrated in close agreement with the solutions obtained by the ANSYS code. Numerical studies show that the proposed approach is capable of investigating large deflection of inelastic planar structures and providing an excellent numerical performance.

• Steel and Composite Structures
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• 제26권4호
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• pp.501-511
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• 2018

Concrete-filled steel tubular (CFT) columns are commonly used in engineering structures and always subjected to torsion in practice. This paper is thus devoted to investigate the mechanical behavior of circular CFT columns under pure torsion.3D finite element models based on reasonable material constitutive relation were established for analyzing the load-strain ($T-{\gamma}$) curves of circular CFT columns under pure torsion. The numerical simulation indicated that local bulking of the steel tube in CFT columns was prevented and the shear strength and ductility of the core concrete were significantly improved due to the confinement effect between the steel tube and the core concrete. Based on the results, formulas to predict the torsional ultimate bearing capacity of circular CFT columns were proposed with satisfactory correspondence with experimental results. Besides, formulas of composite shear stiffness and the overall process of the $T-{\gamma}$ relation of circular CFT columns under pure torsion were proposed.