• Interaction and multiscale mechanics
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• 제1권3호
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• pp.317-328
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• 2008

When carbon-filled rubber specimens are subjected to cyclic loading, they do not return to their initial state after loading and subsequent unloading, but exhibit a residual strain or permanent deformation. We propose a specific form of the pseudo-elastic energy function to represent cyclic loading for incompressible, isotropic materials with stress softening and residual strain. The essence of the pseudo-elasticity theory is that material behaviour in the primary loading path is described by a common elastic strain energy function, and in unloading, reloading or secondary unloading paths by a different strain energy function. The switch between strain energy functions is controlled by the incorporation of a damage variable into the strain energy function. An extra term is added to describe the permanent deformation. The finite element implementation of the proposed model is presented in this paper. All parameters in the proposed model and elastic law can be easily estimated based on experimental data. The numerical analyses show that the results are in good agreement with experimental data.

• Computers and Concrete
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• 제15권4호
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• pp.515-545
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• 2015

The paper presents results of FE simulations of the strain-rate sensitive concrete behaviour under dynamic loading at the macroscopic level. To take the loading velocity effect into account, viscosity, stress modifications and inertial effects were included into a rate-independent elasto-plastic formulation. In addition, a decrease of the material stiffness was considered for a very high loading velocity to simulate fragmentation. In order to ensure the mesh-independence and to properly reproduce strain localization in the entire range of loading velocities, a constitutive formulation was enhanced by a characteristic length of micro-structure using a non-local theory. Numerical results were compared with corresponding laboratory tests and available analytical formulae.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권7호
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• pp.1441-1448
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• 2005

Fine grained AZ31 and AZ61 magnesium alloys produced by equal channel angular pressing (ECAP) were tested for investigating tensile and fatigue properties, including microstructure, monotonic tensile flow, fatigue life and crack growth rate. For the two alloys, the yield stress of the ECAPed sample was lower than that of the unECAPed (=as received) sample, because of the fact that the softening effect due to texture anisotropy overwhelmed the strengthening effect due to grain refinement. Grain refinement of the AZ31 and AZ61 alloys through ECAP was found not to be significantly effective in increasing fatigue strength.

• 터널과지하공간
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• 제33권3호
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• pp.189-207
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• 2023

In the present study, the thermoshearing experiment on a rough rock fracture were modeled using a three-dimensional grain-based distinct element model (GBDEM). The experiment was conducted by the Korea Institute of Construction Technology to investigate the progressive shear failure of fracture under the influence of thermal stress in a critical stress state. The numerical model employs an assembly of multiple polyhedral grains and their interfaces to represent the rock sample, and calculates the coupled thermo-mechanical behavior of the grains (blocks) and the interfaces (contacts) using 3DEC, a DEM code. The primary focus was on simulating the temperature evolution, generation of thermal stress, and shear and normal displacements of the fracture. Two fracture models, namely the mated fracture model and the unmated fracture model, were constructed based on the degree of surface matedness, and their respective behaviors were compared and analyzed. By leveraging the advantage of the DEM, the contact area between the fracture surfaces was continuously monitored during the simulation, enabling an examination of its influence on shear behavior. The numerical results demonstrated distinct differences depending on the degree of the surface matedness at the initial stage. In the mated fracture model, where the surfaces were in almost full contact, the characteristic stages of peak stress and residual stress commonly observed in shear behavior of natural rock joints were reasonably replicated, despite exhibiting discrepancies with the experimental results. The analysis of contact area variation over time confirmed that our numerical model effectively simulated the abrupt normal dilation and shear slip, stress softening phenomenon, and transition to the residual state that occur during the peak stress stage. The unmated fracture model, which closely resembled the experimental specimen, showed qualitative agreement with the experimental observations, including heat transfer characteristics, the progressive shear failure process induced by heating, and the increase in thermal stress. However, there were some mismatches between the numerical and experimental results regarding the onset of fracture slip and the magnitudes of fracture stress and displacement. This research was conducted as part of DECOVALEX-2023 Task G, and we expect the numerical model to be enhanced through continued collaboration with other research teams and validated in further studies.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.433-436
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• 2008

초고성능 콘크리트의 재료적 특성을 평가하는데 있어 무엇보다도 인장거동의 평가가 우선적으로 수행되어야 한다. 일반적으로 콘크리트의 인장거동은 균열이전의 탄성거동과 균열이 발생한 이후의 응력과 균열폭과의 관계 특성에 의해 정의되어진다. 본 연구에서는 초고성능 콘크리트에 대해 직접인장실험 및 휨인장실험을 수행하고 휨인장실험 결과의 역해석을 통해 얻은 인장거동과 직접인장실험을 통해 구한 인장거동의 상관관계를 파악하였다. 또한 유사한 역학성능을 가진 초고성능 콘크리트에 대해 일본에서 제시하고 있는 초고성능 콘크리트 설계지침 중 인장거동 특성과의 비교평가를 실시하였다. 그 결과, 휨인장실험으로부터 역해석을 통해 구한 인장응력-균열폭 관계가 직접인장실험으로 구한 결과와 잘 일치함을 확인하였으며, JSCE에 제시하는 인장연화곡선과의 비교를 통해 본 연구에서의 초고성능 콘크리트가 유사한 연화거동을 보임을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제11권2호
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• pp.82-87
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• 2001

Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo(Ti6246) 합금의 고온 변형거동을 조사하기 위하여 $\alpha$+$\beta$ 영역 및 $\beta$영역의 온도에서 $10^0s^{-1}$에서 $10^{-3}s^{-1}$의 변형속도로 압축시험을 수행하였다. 유동응력은 변형속도가 증가하고 시험 온도가 감소함에 따라 증가하였다 90$0^{\circ}C$ 이하에서 시험한 결과로부터 얻어진 유동곡선은 가공연화 현상을 나타내었으나, 이 합금의$\beta$영역인 95$0^{\circ}C$ 이상에서는 유동응력이 지속적으로 증가하다가 정상 상태를 나타냈다. 압축시험 결과로부터 얻은 유동곡선 분석을 통하여 유동응력의 변형량, 변형속도 및 온도에 대한 관계로부터 이 합금에 대한 구성방정식을 구하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.175-181
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• 2010

평형트러스모델, Mohr적합트러스모델, 그리고 연성트러스모델은 회전각에 기초하기 때문에 회전각모델이라 불리 운다. 이러한 회전각모델들은 콘크리트기여도를 예측할 수 없는 단점이 있다. 콘크리트 기여 성분을 계산할 수 있는 MCFT(Modified Compression Field Theory)나 RA-STM(Rotating Angle-Softening Truss Model) 같은 최근 트러스모델(Modern Truss Model, MTM)은 균열이 발생한 철근콘크리트요소를 연속체 재료로 취급한다. 또한 MTM은 평형조건과 적합조건 그리고 2축 상태에서 콘크리트의 연성 응력-변형률 관계를 이용하여 비선형해석을 수행하고 있다. 본 연구는 전단응력-변형률의 전체 이력 상태를 모두 계산하지 않고, 철근항복과 스트럿 압괴(crushing failure) 파괴기준을 이용하여 해를 찾는 방법으로 수렴속도를 개선한 것이다. 이 알고리즘을 이용하여 Hsu가 실험한 9개의 전단응력-변형률 자료를 분석하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.41-50
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• 2007

본 논문에서는 실트 함유율이 높은 모래에 대한 정규압밀 등방배수 및 비배수 삼축압축시험(NCIU 및 NCID) 결과를 나타내었다. 유효구속응력 $100\sim400kpa$하에서 실트 함유율이 63%인 낙동강 모래 시료를 사용하여 실험을 실시하였다. 실험결과, 모래질 실트는 초기에는 압축이 되지만 전체적인 응력-변형률 곡선에서 최종적으로 체적팽창반응을 보였다. 모래질 실트의 거동은 낮은 소성 특성으로 인하여 점토와 모래보다 비하여 그 특성을 묘사하기가 어려웠다. 특히, 시료는 파괴 후 전단과정에서 팽창현상을 보였다. 모래질 실트의 전단거동과 전단강도정수는 응력-변형률 거동과 Mohr-Coulomb 파괴규준에 의하여 결정되는데, 전단거동은 파괴 후 변형률 연화 경향과 같이 체적변화가 증가하는 것으로 관찰되었다. 본 논문에서 모래질 실트의 전단과정 동안에 발생되는 팽창거동은 모래 함유율 뿐만 아니라 저점착력을 가진 세립자의 함유율에 의해서도 달라졌다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.221-229
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• 1992

퇴적물(堆積物)의 형태(形態), 함수비(含水比) 및 저면전단응력(底面剪斷應力)(${\tau}_b$)이 미세퇴적물(微細堆積物)의 부상특성(浮上特性)에 미치는 영향을 연구하기 위해 순환식 개수로에서 부상실험(浮上實驗)을 하였다. 시료는 한국(韓國)의 서해안(西海岸)에 위치한 영광해역과 남동해안(南東海岸)에 위치한 영도해역에서 채취한 것을 사용하였다. 퇴적물(堆積物)의 종류 및 함수비의 크기에 따른 부상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)(${\tau}_c$)이 유추되었다. 동일한 시료에 대해서 함수비(含水比)가 클 수록 상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)은 감소하였으나, 부상량(浮上量)은 증가하였다. 퇴적물(堆積物)의 부상(浮上)은 퇴적물(堆積物)의 함수량(含水量)에도 크게 좌우되지만, 입자간(粒子間)의 결합력(結合力)(점참력(粘着力))을 특징짓는 퇴적물(堆積物)의 형태(形態)에도 강하게 지배되었다. 한 방향 흐름장에서 부상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)은 파-흐름 공존장에서의 부상한계저면전단응력(浮上限界底面剪斷應力)보다 약 4배 이상 크게 나타났다. 저면전단응력(底面剪斷應力)이 작을 경우에는 실험초기(實驗初期)에 급부상(急浮上)한 후 시간이 경과할 수록 저면의 경화로 인해 부상량(浮上量) 어느 일정치에 가까와지고 있으나, 저면전단응력(底面剪斷應力)이 클 수록 시간의 경과에 따라 저변의 연약화로 인해 부상량(浮上量)도 계속적으로 증가하였다. 각(各) 실험(實驗)에 대한 초기(初期) 부하율(浮上率) $E={\alpha}_3({\tau}_b/{\tau}_c-1)^{\beta}$ (${\alpha}_3$, ${\beta}$ = 경험적 상수)을 평가하였으며, 동일한 시료에 대해서는 함수비(含水比)가 클 수록 ${\alpha}_3$와 ${\beta}$ 값이 증가하였다.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.258-261
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• 2007

Failure phenomena in uni-axial tension test were experimentally and numerically investigated for AA6111-T4, AA5083-H18 and DP-Steel, which were friction-stir welded with the same and different thicknesses. Forming limit diagram(FLD) was measured using hemispherical dome stretching tests for base materials and also predicted by Hill's bifurcation and M-K theories for welded areas. Finite element simulations well predicted hardening behaviors, failure locations as well as failure patterns for the uni-axial tension tests especially utilizing very fine meshes and FLD along with stress softening.