• 한국지반공학회논문집
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• 제22권11호
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• pp.75-87
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• 2006

본 논문에서는 과압밀된 점토에서 피에조콘 관입으로 인한 과잉간극수압의 공간적인 분포를 알아내기 위한 대형 토조시험을 실시하고 분석결과를 제시하였다. 시험결과에 의하면 콘 주변의 전단영역에서 과잉간극수압은 콘 표면으로부터 전단영역의 경계까지 직선적으로 증가하며, 소성영역에서는 대수적으로 감소하여 소성영역 경계에서 영으로 접근하였다. 또한 전단영역의 크기는 콘 반경의 2.2-1.5배 정도이며 과압밀비 증가 시 전단영역의 크기는 감소하는 반면 소성영역의 크기는 과압밀비에 상관없이 콘 반경의 약 11배로 일정하였다. 본 연구에서는 변형률 속도와 응력이 방성 효과를 고려하여 MCC(Modified Cam Clay) 모델과 공동확장이론으로부터 피에조콘 위치에서의 과잉간극수압을 예측하였으며, 전단영역에서 ${\Delta}u_{shear}$의 선형증가와 전단 및 소성영역에서 ${\Delta}u_{oct}$의 대수적 감소를 가정하여 과잉간극수압의 공간적 분포를 예측하기 위한 방법을 제시하였다. 이러한 방법으로 예측된 간극수압의 분포는 대형 토조시험에서의 콘 관입시험 결과와 비교를 통해 검증되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.133-140
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• 2018

본 연구에서는 중공형의 PHC말뚝과 강관말뚝을 합성한 중공형 콘크리트 충전 강관(HCFT)말뚝의 거동분석을 위한 수치해석 모델을 개발하였고 휨강도시험에 적용하여 모델의 타당성을 검증하였다. 개발된 비선형 유한요소해석 모델의 적정성을 파악하기 위해 실물 시험 결과와 비교하였고 이를 활용하여 HCFT말뚝에 적합한 접촉조건, PC강봉의 제원에 따른 효과, 콘크리트 두께에 따른 효과 등을 분석하였다. 소성응력분배법을 적용하여 HCFT말뚝의 휨강도 산정식을 제안하였고 시험 및 해석결과와 비교하여 활용성을 검증하였다. 본 연구의 결과는 HCFT말뚝의 최적설계 및 거동분석에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권6호
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• pp.216-225
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• 2023

본 연구에서는 냉간 헤딩 공정에서 성형하중과 펀치 금형의 마모 감소를 통한 펀치 수명 증대를 위해 헤딩용 펀치 형상 최적설계를 수행하였다. 기존 생산에 사용되는 냉간 헤딩 펀치와 성형공정에 대한 유한요소해석 시뮬레이션을 통해 성형하중과 유동 특성 분석, 펀치금형에 집중되는 유효응력 및 마모량에 대하여 분석하였으며, 이를 통해 금형 마모와 밀접한 주요 설계인자를 확인하였다. 펀치금형의 최적설계 변수로서는 펀치 금형 포인트각(Point angle), 에지 반경값(Corner radius), 펀치소재재종(die material type), 마찰계수(friction coefficient) 등의 4가지 변수를 대상으로 4인자 3수준 인자 및 변수 수준을 설정하고, 성형해석 시뮬레이션과 다구찌법을 활용하여 설계인자별 영향도를 분석하여 최적의 최적설계 인자를 결정하였다. 본 연구를 통해 얻어진 최적설계변수를 적용하여 냉간 헤딩용 펀치 최적설계 시뮬레이션 결과, 각 펀치에 발생하는 최대유효응력은 최대 8.9 % 감소 효과를, 최대 펀치 마모 깊이는 37 % 감소 효과를, 성형하중은 평균 20% 수준 의 감소효과를 얻을 수 있었다. 현재, 소성 성형제품군이 적용되는 자동차, 건설 플랜트사에서 요구되는 고품질에 대응하면서도 적정 제조원가 절감을 위한 성형성 개선을 위한 성형공정개발 및 금형설계의 최적화가 지속적으로 필요하며, 향후 연구 결과를 현업에 적용하여 제품 성형성 개선 및 금형수명 증대 관리를 위한 기술자료로 활용하고자 한다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.138-143
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• 2005

Finite Element analysis is widely applied to elevated temperature forging processes and shows a lot of information of plastic deformation such as strain, stress, defects, damages and temperature distributions. In highly elevated temperature deformation processes, temperature of material and tool have significant influence on tool life, deformation conditions and productivities. To predict temperature related properties accurately, adequate coefficients of not only contact heat transfer between material and dies but also convection heat transfer due to coolants are required. In most F.E analysis, too higher value of contact heat transfer coefficient is usually applied to get acceptable temperature distribution of tool. For contact heat transfer coefficients between die and workpiece, accurate values were evaluated with different pressure and lubricants conditions. But convection heat transfer coefficients have not been investigated for forging lubricants. In this research, convection heat transfer coefficients for cooling by emulsion lubricants are suggested by experiment and Inverse method. To verify acquired convection and contact heat transfer coefficients, tool temperature was measured for the comparison between measured tool temperature and analysis results. To increase analysis accuracy, repeated analysis scheme was applied till temperature of the tool got to be in the steady-state conditions. Verification of heat transfer coefficients both contact and convection heat transfer coefficients was proven with good accordance between measurement and analysis.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권1호통권44호
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• pp.65-73
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• 2000

상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS(ver5.8)를 이용하여 전단력을 받는 더블앵글 접합부의 3D 해석을 수행하여 접합부의 모멘트-회전 관계곡선을 구하고 앵글과 볼트의 응력분포를 관찰한다. 해석시 주요 매개변수로는 볼트수, 게이지거리, 앵글의 두께로 하였으며 유한요소해석 결과로 구한 모멘트-회전곡선을 Richard가 제시한 예측식에 적용한 후 회귀분석을 통하여 접합부 거동을 예측하는 데 필요한 매개변수인 초기강성, 소성강성, 참조모멘트, 곡선형태변수를 구한다. 또한 매개변수들이 게이지거리, 앵글의 두께 및 볼트 수 변화에 따른 그래프를 작성하고 또한 이 그래프를 이용하여 접합부의 모멘트 및 LRFD의 접합부 분류에 따른 소성모멘트에 대한 접합부 모멘트의 비를 계산한다.

• Coupled systems mechanics
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• 제8권4호
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• pp.299-313
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• 2019

The paper represents computer modeling of the deformed state of physically nonlinear transversally isotropic bodies with hole. In order to describe the anisotropy of the mechanical properties of transversally-isotropic materials a structurally phenomenological model has been used. This model allows representing the initial material in the form of the coupled isotropic materials: the basic material (binder) considered from the positions of continuum mechanics and the fiber material oriented along the anisotropy direction of the original material. It is assumed that the fibers perceive only the axial tensile-compression forces and are deformed together with the base material. To solve the problems of the theory of plasticity, simplified theories of small elastoplastic deformation have been used for a transversely-isotropic body, developed by B.E. Pobedrya. A simplified theory allows applying the theory of small elastoplastic deformations to solve specific applied problems, since in this case the fibrous medium is replaced by an equivalent transversely isotropic medium with effective mechanical parameters. The essence of simplification is that with simple stretching of composite in direction of the transversal isotropy axis and in direction perpendicular to it, plastic deformations do not arise. As a result, the intensity of stresses and deformations both along the principal axis of the transversal isotropy and along the perpendicular plane of isotropy is determined separately. The representation of the fibrous composite in the form of a homogeneous anisotropic material with effective mechanical parameters allows for a sufficiently accurate calculation of stresses and strains. The calculation is carried out under different loading conditions, keeping in mind that both sizes characterizing the fibrous material fiber thickness and the gap between the fibers-are several orders smaller than the radius of the hole. Based on the simplified theory and the finite element method, a computer model of nonlinear deformation of fibrous composites is constructed. For carrying out computational experiments, a specialized software package was developed. The effect of hole configuration on the distribution of deformation and stress fields in the vicinity of concentrators was investigated.

• Geomechanics and Engineering
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• 제36권1호
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• pp.27-37
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• 2024

The roof-filling body system stability plays a key role in gob-side entry retained (GER). Taking the GER of the 1103 belt transportation roadway in Heilong Coal Mine as engineering background, stability analysis of roof-filling body system was conducted based on the cusp catastrophe theory. Theoretical results showed that the current design parameters of 1103 belt transportation roadway could ensure the roof-filling body system stable during the resistance-increasing support stage of the filling body and the stable support stage of the filling body. Moreover, a verified global numerical model in FLAC3D was established to analyze the failure characteristics including surrounding rock deformation, stress distribution, and plastic zone. Numerical simulation indicated that the width-height ratio of the filling body had a great influence on the stability of the roof-filling body system. When the width-height ratio was greater than 0.62, with the decrease of the width-height ratio, the peak stress of the filling body gradually decreased; when the width-height ratio was greater than 0.92, as the distance to the roadway increased, the roof stress increased and then decreased. The theoretical analysis and numerical simulation findings in this study provide a new research method to analyze the stability of the roof-filling body system in GER.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.271-274
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• 2007

Housing and insulation of electrical connectors are made of plastic resin by injection molding process. The metallic inner tube is easily deformed by high pressure during the injection process. In order to prevent deformation of the inner tube, it is desirable to simulate it by structural CAE analysis. However, it takes a long time to calculate the stress- of the part by commercially available injection molding CAE software with sufficient accuracy. In this study, structural analysis in conjunction with injection molding analysis is proposed to improve accuracy of the structural analysis. Pressure distribution on the inner tube is predicted by the injection molding CAE analysis, and then mapped onto the mesh of structural analysis by a mapping algorithm developed in this study. As a result reliable result is obtained in shorter time than the conventional method. The predicted deformation of the inner tube is compared with the actual part after experiment.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권2호
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• pp.249-263
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• 2017

팽창형 강관 록볼트의 설치 전 단면 형상은 ${\Omega}$형이어서, 팽창 중 거동은 기하학적 비선형 특성을 보인다. 기존 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동에 관한 연구는 주로 이론적 방법이었다. 하지만 이론적 방법은 팽창형 강관 록볼트의 등방 팽창을 가정하므로, 실제 거동을 지나치게 단순화하였다. 본 연구에서는 강관 팽창 거동의 비선형성과 다양한 영향 특성을 고려한 수치해석을 이용하여, 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동을 모사하였다. 본 해석을 통해 강관의 팽창 과정, 접촉응력 분포, 평균 접촉 응력 및 접촉 면적의 변화를 분석하였다. 암반의 탄소성 조건에 따라 강관의 접촉응력이 다르게 나타났는데, 탄성 조건의 암반에 설치된 강관에 비해 탄소성 조건의 암반에 설치된 강관에서 작은 접촉응력이 발생했다. 또한 암반의 강성에 따라 팽창형 강관 록볼트의 정착 거동이 달라졌다. 주어진 해석 조건에서 암반 강성이 0.5 GPa 이하 일 때 강관은 완전히 펴지지만, 암반 강성이 0.5 GPa보다 클 때 완전히 펴지지 않았다. 강관이 완전히 펴진 경우 암반 강성이 증가함에 따라 접촉응력의 크기가 증가했지만, 강관이 완전히 펴지지 않은 경우 암반 강성이 증가함에 따라 접촉응력의 크기가 감소했다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.126-136
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• 2018

강판 콘크리트 합성보는 2개의 이질 재료를 결합하기 위해 강판, 콘크리트 및 전단 연결재로 구성된다. 일반적으로 강판은 기존의 합성보에 용접하여 조립된다. 본 연구에서는 전단 강도를 줄이고 작업성을 향상시키기 위해 SPC Beam이라 불리는 새로운 강판 콘크리트 합성 보(Beam)를 개발했다. SPC 보는 전단 연결재 없이 절곡된 강판과 콘크리트로 구성된다. 절곡된 강판은 용접 대신 고강도 볼트로 조립된다. 현장 건설의 작업성을 향상시키기 위해 슬래브와 접합부에 모자 모양의 Cap이 부착되어 있다. 변위 제어 모드에서 2점 가력의 단조 하중 시험을 수행했다. 정모멘트와 부모멘트에 대한 시편의 굽힘강도는 소성 응력 분포법에 의해 계산되었다. 수행한 시험 결과에 따르면 새로운 SPC 보의 휨 강도는 완전 합성보의 강도의 80% 이다. Cap의 간격을 조절하여 합성율의 증가가 가능했다. 본 연구에서는 정 부모멘트 역에서의 대표 형상을 대상으로 하였기 때문에, 단면 형상과 Cap을 변수로 추가적인 실험과 해석을 통해 SPC Beam의 성능 검증이 수행될 것이다.