• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.265-272
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• 2007

본 논문에서는 적응적 h-유한요소 세분화에 의한 박스형 절판 구조물의 선형좌굴 유한요소해석법을 제안한다. 면내회전 자유도를 갖는 변절점 평판쉘유한요소를 사용하여 유한요소의 거동을 개선하고 6자유도를 갖는 다른 유한요소와의 자유도의 연결을 용이하게 한다. 이와 같이 개발된 평판쉘유한요소에 의하여 박스형 절판구조물의 정확한 구조해석이 가능한데, 변절점유한요소를 정식화함으로써 적응적 h-유한요소 세분화시에 발생하는 다른 패턴의 사각형 유한요소 세분화망의 연결을 용이하게 해결한다. 오차평가에 대한 개선된 응력장을 얻기 위하여 상위수렴 조각회복법을 적용한다. 이와 같이 상위수렴 조각회복법에 의한 개선된 응력장에 의하여 구성된 유한요소 세분화망을 이용하여 좌굴하중과 좌굴모드를 자동적으로 구할 수 있도록 한다.

• Coupled systems mechanics
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• 제11권5호
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• pp.439-458
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• 2022

Over-coating is one of the most popular engineering practices to strengthen Reinforced Concrete (RC) structures, due to the relative quickness and ease of construction. It consists of an external coat bonded to the outer surface of the structural RC element, either by the use of chemical adhesives, mechanical anchor bolts or simply mortar injection. In contrast to these constructive advantages, the numerical estimation of the bearing capacity of the strengthened reinforced concrete element is still complicated, not only for the complexity of modelling a flexible membrane or plate attached to a quasi-rigid solid, but also for the difficulties that raise of simulating any potential delamination between both materials. For these reasons, the standard engineering calculations used in the practice remain very approximated and clumsy. In this work, we propose the formulation of a new 2D solid-layer finite element capable to link a solid body with a flexible thin layer, as it were the "skin" of the body, allowing the potential delamination between both materials. In numerical terms, this "skin" element is intended to work as a transitional region between a solid body (modelled with a classical formulation of a standard quadrilateral four-nodes element) and a flexible coat layer (modelled with cubic beam element), dealing with the incompatibility of Degrees-Of-Freedom between them (two DOF for the solid and three DOF for the beam). The aim of the solid-layer element is to simplify the mesh construction of the strengthened RC element being aware of two aspects: a) to prevent the inappropriate use of very small solid elements to simulate the coat; b) to improve the numerical estimation of the real bearing capacity of the strengthened element when the coat is attached or detached from the solid body.

• Coupled systems mechanics
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• 제12권6호
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• pp.481-501
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• 2023

Over-coating is one of the most popular engineering practices to strengthen Reinforced Concrete (RC) structures, due to the relative quickness and ease of construction. It consists of an external coat bonded to the outer surface of the structural RC element, either by the use of chemical adhesives, mechanical anchor bolts or simply mortar injection. In contrast to these constructive advantages, the numerical estimation of the bearing capacity of the strengthened reinforced concrete element is still complicated, not only for the complexity of modelling a flexible membrane or plate attached to a quasi-rigid solid, but also for the difficulties that raise of simulating any potential delamination between both materials. For these reasons, the standard engineering calculations used in the practice remain very approximated and clumsy. In this work, we propose the formulation of a new 2D solid-layer finite element capable to link a solid body with a flexible thin layer, as it were the "skin" of the body, allowing the potential delamination between both materials. In numerical terms, this "skin" element is intended to work as a transitional region between a solid body (modelled with a classical formulation of a standard quadrilateral four-nodes element) and a flexible coat layer (modelled with cubic beam element), dealing with the incompatibility of Degrees-OfFreedom between them (two DOF for the solid and three DOF for the beam). The aim of the solid-layer element is to simplify the mesh construction of the strengthened RC element being aware of two aspects: a) to prevent the inappropriate use of very small solid elements to simulate the coat; b) to improve the numerical estimation of the real bearing capacity of the strengthened element when the coat is attached or detached from the solid body.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.225-235
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• 2020

초음파 탐상은 다양한 콘크리트 구조물의 비파괴검사에서 활용된다. 본 연구에서는 골재형상을 고려한 골재-모르타르 모델 생성과 초음파 전파 해석을 수행하였다. 실제 골재형상을 반영하기 위해 이미지처리를 통한 골재-모르타르 단면으로부터 모르타르와 골재 영역을 파악하고, 영역 경계형상을 보존하면서 격자를 생성하는 기법을 개발하였다. 개발된 기법에서는 모든 격자가 4각형으로 생성된다. 골재-모르타르 모델을 통해 초음파 전파 해석을 수행하였고 모델을 반무한체로 간주하기 위해 CALM 기반 경계흡수 조건을 적용하였다. 골재 및 결함을 포함한 이미지로부터 격자를 생성한 뒤, 결함 영역에 포함된 격자를 제거하여 공극결함을 모사하였다. 본격적인 결함탐지 전 선행 해석을 통해 모델 동특성을 고려한 적절한 가진 주파수를 결정 및 가진 신호형상을 설계하였다. 이후 case 별초음파 전파 해석을 통해 신호를 획득하고 신호 에너지 맵핑 작업을 통해 내부 결함을 가시화 하였다. 가시화 결과, 골재에 의한 다수반사 및 산란현상이 관찰되지만 결함부에서 신호 에너지는 가장 높게 나타났으며 모든 해석 case에서 결함위치 추정이 가능하였다. 또한 균열의 경우 형상파악도 가능하였다.