• Earthquakes and Structures
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• 제25권3호
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• pp.161-175
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• 2023

High-damping rubber bearings (HDRB) are commonly used as seismic isolation devices to protect civil engineering structures from earthquakes. However, the nonlinear hysteresis characteristics of the HDRB, such as their dependence on material properties and hardening phenomena, make predicting their behavior during earthquakes difficult. This study proposes a hysteretic model that can accurately predicts the behavior of shear deformation considering the nonlinearity when designing the seismic isolation structures using HDR bearings. To model the hysteretic characteristics of the HDR, dynamic loading tests were performed by applying sinusoidal and random waves on scaled-down specimens. The test results show that the nonlinear characteristics of the HDR strongly correlate with the shear strain experienced in the past. Furthermore, when shear deformation occurred above a certain level, the hardening phenomenon, wherein the stiffness increased rapidly, was confirmed. Based on the experimental results, the dynamic characteristics of the HDR, equivalent stiffness, equivalent damping ratio, and strain energy were quantitatively evaluated and analyzed. In this study, an improved bilinear HDR model that can reproduce the dependence on shear deformation and hardening phenomena was developed. Additionally, by proposing an objective parameter-setting procedure based on the experimental results, the model was devised such that similar parameters could be set by anyone. Further, an actual dynamic analysis could be performed by modeling with minimal parameters. The proposed model corresponded with the experimental results and successfully reproduced the mechanical characteristics evaluated from experimental results within an error margin of 10%.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.27-35
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• 2005

액상화에 따른 지반의 과도한 변형으로 인한 피해가 자주 발생되고 있다. 그에 따른 지반의 움직임을 예측하기 위해서는 유효응력 개념에 기초한 수치해석 기법이 요구되어 진다. 본 연구에서는 지진 및 유사한 반복 하중에 따른 수압의 상승을 예측할 수 있는 연성(fully coupled) 유효응력 구성모델인 UBCSAND를 제안하였다. 제안된 모델은 간단한 완전탄소성모델인 Mohr-Coulomb을 변형한 형태로 마찰각(friction angle)과 팽창각(dilation angle)을 점진적으로 증가시킴으로써, 기존의 파괴상태내에서도 연속적인 소성변형 발생을 표현할 수 있다. 항복함수는 전단응력과 평균응력의 비인 $(\sigma'_1-\sigma'_3)/(\sigma'_1-\sigma'_3)$로 나타내며, 응력도의 원점에서 시작하는 무한개의 방사선을 의미한다. 따라서, Mohr-Coulomb의 파괴면과 같은 형태의 무수한 항복면을 가진다. 소성 경화법칙은 등방경화(isotropic hardening)와 이동경화(kinematic hardening)를 혼합한 형태를 이루고 있다. 재하(loading) 및 재재하(reloading)시에는 연속적인 소성 변형이 일어나나, 제하(unloading)시에는 탄성변형을 가정하였다. 제안된 모델은 느슨한 Fraser River 모래를 이용한 직접단순전단시험(Direct simple shear test)결과와 비교하여 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.207-214
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• 2002

미소변형에서 대변형에 이르는 전체 변형도 영역의 구성모델을 ABAQUS 코드에 구현하였다. 구성모델은 비등방경화규칙에 근거한 전응력 개념의 탄소성 모델이다. 사용된 정식화 및 알고리즘은 (1) Jaumann 응력속도를 이용한 대변형도 조건 정식화 (2) 내재적 인 응력적분 (3) 일관된 접선계수를 포함하고 있다. 이를 통하여 비등방경화 구성관계를 적용한 대변형 해석을 정확하고 효율적으로 수행할 수 있는 토대를 구축하였다. 동반논문(전병곤 등, 2002)에서는 예제해석을 통하여 새로운 구성모델과 ABAQUS 코드를 이용한 대변형 해석결과를 기술하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권1호
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• pp.127-134
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• 1996

In general, seismic isolators which are made of laminated rubber and shim plate have characteristics of complex hysteretic behavior. When shear deformation of the seismic isolator is small, the isolator hassimple hysteretic almost bi-linear behabior. But on large shear deformation hardening effects may occur. This paper proposes a moldeling method of the seimic isolator with modified hysteretic bi-linear model which can consider the hardening effects. From the results of the seismic analyses of the isolated system it is shown that the responses are singificantly reduced compared with those of the non-isolated system. The modified hysteretic bi-linear model of the isolator gives larger ZPA(zero period acceleration) than those of the simple hysteretic bi-linear model and the equivalunt spring-damper model.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제8권2호
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• pp.81-96
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• 1992

본 문은 Lade의 단일항복면 구성모델(single work-hardening model)을 선정하여 사질토의 거동해석에 필요한 토질매개변수를 실내시험을 하여 구하는 과정에서 필연적으로 발생하는 실험오차가 해석결과에 미치는 영향을 분석하였다. 연구방법으로서는 백마강 모래에 대하여 등방압축-팽창시험과 구속압력을 달리한 일련의 배수삼축시험을 하고 이 시험자료를 이용하여 회귀분석을 근거로, 본 연구에서 개발된 토질 매개 변수 결정 프로그램에 의해 기찬매개변수를 결정하고 그 평균치에서 표준편차를 증감시켜 축방 향변형률에 대한 축차응력 및 체적변형률의 상계 및 하계 범위를 밝힘으로서 각 토질매개변수의 민감도를 규명하였다. 그 결과 토질매개변수결정 프로그램의 실용성이 크다는 것을 화인하고 Lade의 단일항복면 구성모델의 예측능력이 좋다는 것을 알았다.

• 한국분말재료학회지
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• 제22권1호
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• pp.10-14
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• 2015

In recent years, industrial demands for superior mechanical properties of powder metallurgy steel components with low cost are rapidly growing. Sinter hardening that combines sintering and heat treatment in continuous one step is cost-effective. The cooling rate during the sinter hardening process dominates material microstructures, which finally determine the mechanical properties of the parts. This research establishes a numerical model of the relation between various cooling rates and microstructures in a sinter hardenable material. The evolution of a martensitic phase in the treated microstructure during end quench tests using various cooling media of water, oil, and air is predicted from the cooling rate, which is influenced by cooling conditions, using the finite element method simulations. The effects of the cooling condition on the microstructure of the sinter hardening material are found. The obtained limiting size of the sinter hardening part is helpful to design complicate shaped components.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1993년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.13-17
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• 1993

Analytical models for the prediction of the size of hardened zone in laser surface hardening are presented. The models are based on the solutions to the problem of three-dimensional heat flow in plates with infinite thickness. The validity of the model was tested on medium carbon steel for Gaaussian mode of beam. Then the model for rectangular beam was used for the prediction of the size of harened zone on various hardening process parameters. From the calculation results it appeared that the size and shape of the hardened zone are strongly dependent on process parameters suchas beam mode, beam size, and traverse speed.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2000년도 특별강연 및 춘계학술발표대회 개요집
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• pp.264-266
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• 2000

In this study, analysis of creep-fatigue behavior of low alloy steel weld was performed. An interface was employed along the crack plane to simulate the interface between base metal and weld metal. A trapezoidal waveshapes was loaded cyclically and analysis result was compared with that of monotonic load. The material was assumed as elastic-plastic-secondary creeping material. Because the isotropic hardening plasticity model used in the last study cannot simulate the behavior of material under cyclic load, the linear kinematic hardening plasticity model was used. The behavior of strain field and $C_{t}$ parameter was obtained.d.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.9-10
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• 2011

• 한국항해항만학회지
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• 제36권5호
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• pp.395-400
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• 2012

흙의 응력-변형 관계는 흙의 종류, 밀도, 응력수준 및 응력경로에 의존한다. 이들 요소들을 통합한 구성모델의 개발을 통해 정확한 흙의 응력-변형관계가 예측되고 있다. 본 연구에서는 백마강 모래를 이용하여 등방압축-팽창실험과 일련의 응력경로를 달리한 배수삼축압축시험을 통하여 응력경로에 따른 Lade의 단일항복면 구성모델의 토질매개변수 특성에 대하여 알아보았다. 그 결과 항복기준에 관련된 토질매개변수 h, ${\alpha}$는 응력수준 및 응력경로에 대한 영향이 미소하며, 응력-변형거동에 미치는 영향이 작은 것을 확인할 수 있었다. 그리고 항복함수에 관련된 토질매개변수 h와 ${\alpha}$는 파괴규준에 관련한 토질매개변수와 관련성이 매우 높아 ${\eta}_1$에 관한 식으로 대체할 수 있으며, 이 식을 이용한 수치해석 결과 양호하게 예측하고 있는 것을 확인 할 수 있었다.