• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.1770-1775
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• 2008

Suspensions of railway vehicle have played a major role to improve ride quality and safety of the vehicle. So it is important to use appropriate suspension elements which affect dynamic characteristics of the vehicle. Primary and secondary suspensions which include rubber element have the characteristics of hysteresis. To model the hysteresis spring in detail, it is necessary to use user subroutine with $VAMPIRE^{(R)}$ Pro. In this paper, Sway and dynamic characteristics of vehicle according to the hysteresis of suspensions were studied.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제15권6호
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• pp.10-18
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• 2021

A flame deflector prevents a launch system from thermal damage by deflecting the exhaust flame of the launch vehicle. During the deflection of the flame, the flame deflector is subjected to a high-temperature and high-pressure flow, which results in thermal ablation damage at the surface. Predicting this ablation damage is an essential requirement to ensure a reliable design. This paper introduces a numerical method for predicting the ablation damage phenomena based on a one-way fluid-structure interaction (FSI) analysis. In the proposed procedure, the temperature and convective heat transfer coefficient of the exhaust flame are calculated using a fluid dynamics analysis, and then the ablation is calculated using a finite element analysis (FEA) based on the user-subroutine UMESHMOTION and Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE) adaptive mesh technique in ABAQUS. The result of such an analysis was verified by comparison to the ablation test result for a flame deflector.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제77권5호
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• pp.651-659
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• 2021

In this study, a new constitutive model has been developed to predict the elastic behavior of plain weave textile composites, using the finite element (FE) method. The geometric conditions and basic assumptions of this model are based on the basics of a continuum theory developed for the plane curved composites. In this model, the mechanical properties of the weave region and pure matrix region is calculated separately and then imported for the FE analysis. This new constitutive model is used to implement the mechanical properties of weave region in the representative volume element (RVE). The constitutive relations are implemented as user-material subroutine code (UMAT) in ABAQUS® FE software. The results of FE analysis have been compared with experimental results and other data available in the literature. These comparisons confirmed the capability of the presented model for the prediction of effective elastic properties of plain weave fabric composites.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제87권6호
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• pp.601-614
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• 2023

In this study, the uniaxial ratcheting effect of Z2CND18.12N austenitic stainless steel at room and elevated temperatures is firstly simulated based on the Ahmadzadeh-Varvani hardening rule (A-V model), which is embedded into the finite element software ABAQUS by writing the user material subroutine UMAT. The results show that the predicted results of A-V model are lower than the experimental data, and the A-V model is difficult to control ratcheting strain rate. In order to improve the predictive ability of the A-V model, the parameter γ2 of the A-V model is modified using the isotropic hardening criterion, and the extended A-V model is proposed. Comparing the predicted results of the above two models with the experimental data, it is shown that the prediction results of the extended A-V model are in good agreement with the experimental data.

• Computers and Concrete
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• 제33권2호
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• pp.147-162
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• 2024

This study presents a random-aggregate mesoscale model integrating the random distribution of the coarse aggerates and the damage mechanics of the mortar and interfacial transition zone (ITZ). This mesoscale model can generate the random distribution of the coarse aggregates according to the prescribed particle size distribution which enables the automation of the current methodology with different coarse aggregates' distribution. The main innovation of this work is to propose the "correction factor" to eliminate the dimensionally dependent mesh sensitivity of the concrete damaged plasticity (CDP) model. After implementing the correction factor through the user-defined subroutine in the randomly meshed mesoscale model, the predicted fracture resistance is in good agreement with the average experimental results of a series of geometrically similar single-edge-notched beams (SENB) concrete specimens. The simulated cracking pattern is also more realistic than the conventional concrete material models. The proposed random-aggregate mesoscale model hence demonstrates its validity in the application of concrete fracture failure and statistical size effect analysis.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.1-8
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• 2015

본 논문에서는 재료 점소성-손상모델을 기반으로 한 피로균열 진전속도(FCGR) 전산 평가법을 제안한다. 7% 니켈강 재료 거동을 모사하는 점소성-손상모델을 소개하고, 이의 유한요소해석 플랫폼에의 적용을 위해 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에서 제공하는 사용자 정의 재료 서브루틴(UMAT)에 재료모델을 탑재하였다. 개발 UMAT의 검증을 위해 7% 니켈강 재료 인장시험 시뮬레이션을 수행하였으며, 이를 통해 재료정수를 획득하였다. 또한, 피로하중에 따른 손상해석에 있어 계산 시간 단축을 위한 jump-in-cycles 과정과 임계 손상 값 조정 및 피로 예비 균열 시뮬레이션을 수행하였고 이들 과정을 개발 UMAT에 탑재하여 해석을 수행하였다. 개발 UMAT을 활용하여 7% 니켈강의 상온 FCGR 테스트 시뮬레이션을 수행하였으며, 균열길이(a)와 주기 수(number of cycles)의 관계 및 1 cycle 당 균열성장량(da/dN)과 응력확대계수 진폭(${\Delta}K$)의 관계 등의 결과를 실험결과와 비교하여 검증하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.663-670
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• 2020

2.5D C/SiC를 적용한 구조물의 거동 특성을 유한요소해석으로 근사하기 위해 기계적 물성 특성화와 모델링 기법에 관한 연구를 수행하였다. 2.5D C/SiC 소재의 거동 특성을 분석하기 위해 인장시험을 수행하였고 수학적 균질화 기법과 수정된 혼합 법칙을 적용하여 2.5D C/SiC를 구성하는 섬유와 기지의 탄성 물성을 정의하였다. 탄소성 거동을 나타내는 기지는 소성 영역의 거동을 bilinear 함수로 근사하고 시험과 해석의 오차를 최소화하여 등가 항복 강도와 등가 소성 강성을 계산하였다. 그리고 2.5D C/SiC의 RVE를 정의하고 수정된 혼합 법칙을 적용하여 유효강성행렬을 계산하는 과정을 ABAQUS의 User-defined subroutine을 통해 구성하였다. 제안된 과정을 바탕으로 정의된 섬유와 기지의 기계적 물성을 적용하여 유한요소해석을 수행한 결과는 시험의 거동을 잘 근사하고 있음을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.222-229
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• 2017

고망간강은 저온환경에서 강도 및 내구성 측면에서 우수한 기계적 성질을 가지고 있다. 최근 고망간강은 우수한 강도와 내구성을 바탕으로 LNG 화물창내에서 사용되는 SUS강, 니켈강의 대체재로 고려되고 있다. 이러한 연구의 일환으로, 본 연구에서는 고망간강의 기계적 물성치와 비선형 거동을 조사하기 위해 상온/극저온(-110K)에서 인장시험을 수행하였다. 또한 재료의 거동을 모사하기 위해 수정된 탄-소성 손상모델을 ABAQUS가 제공하는 사용자지정 재료 서브루틴(UMAT)에 유한요소 정식화과정을 거쳐 탑재하였다. 마지막으로 UMAT을 적용한 유한요소해석을 수행하였고 제안된 UMAT의 유효성 검증을 위해 해석결과를 인장시험 결과와 비교하였다. 그 결과, 제안된 UMAT은 고망간강의 비선형 거동을 효과적으로 모사함을 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권11호
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• pp.951-966
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• 2017

본 연구에서는 세 가지 종류의 올레오식 2중 완충기 특성 비교를 위해 첫 단계 연구에서 제안한 수학적 모델을 이용하여 수치해석을 수행하고 완충 특성을 비교하였다. 각 올레오식 2중 완충기 모델에 대해 수치해석 알고리듬을 제시하였으며, 이를 MSC/ADAMS 상용 다물체 동역학 해석 소프트웨어의 사용자 서브루틴으로 구현하였다. 구현된 사용자 서브루틴을 활용하여 압축/신장시험 및 낙하시험에 대한 각종 수치해석을 수행하였으며, 해석 결과의 비교 분석을 통해 올레오식 2중 완충기 유형에 따른 완충거동 특성을 고찰하였다. 또한 결과로부터 항공기 착륙 요구조건에 맞추어 적절한 내부형상 변경 및 완충기 종류 선정을 통해 올레오식 완충기의 충격흡수 성능을 높일 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권2호
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• pp.253-261
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• 2005

In decades, a substantial body of work on a unified viscoplastic model which considers the mechanism of plastic deformation and creep deformation has developed. The systematic scheme for numerical analysis of unified model is necessary because the dominant failure mechanism is the defect growth and coalescence in materials. In the present study, the unified viscoplastic model for materials with defects suggested by Suquet and Michel was employed for numerical analysis. The constitutive equations are integrated based on the generalized mid-point rule and implemented into a finite element program (ABAQUS) by means of user-defined subroutine (UMAT). To evaluate the validity of the developed UMAT code and the assessment of the adopted viscoplastic model, the results obtained from the UMAT code was compared with the numerical reference solution and experimental data. The unit cell analysis also has been investigated to study the effect of strain rate, temperature, stress triaxiality and initial defect volume fraction on the growth and coalescence of the defect.