• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제5권1호
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• pp.43-54
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• 2003

현재 복개 터널구조물의 해석 및 설계에는 구조공학적 모델링 기법이 널리 적용되고 있으나, 이러한 구조공학적 모델링 기법은 지형적인 영향인자 및 soil arching 등과 같은 지반공학적 측면의 영향인자를 고려하기에 많은 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 복개 터널구조물의 합리적이고 경제적인 설계를 위하여 복개 터널구조물의 거동에 영향을 미치는 인자로써 콘크리트 라이닝과 성토체의 계면요소, 굴착사면의 경사, 이격거리 및 성토사면 등을 고려하여 지반공학적 모델링 기법을 이용한 수치해석 수행하였다. 이의 결과를 토대로 각 영향인자 변화에 따른 복개 터널구조물의 역학적 거동특성을 분석하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권3호
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• pp.301-307
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• 2015

결합 기반 페리다이나믹 모델을 통해 다양한 동적취성파괴 현상을 해석할 수 있었지만, 결합 기반 모델은 다양한 재료 구성 모델을 표현하는데 여러 한계를 보여왔다. 특히 결합 기반 모델은 각 결합들이 서로 독립적으로 작용하도록 가정하였기 때문에 3차원 모델에서 포아송비가 1/4로 고정되며 전단 변형이 표현되지 못하고 체적 변형만이 모사되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 상태 기반 페리다이나믹 모델을 통한 동적취성파괴 해석을 제시한다. 상태 기반 모델은 일종의 일반화된 페리다이나믹 모델로서 일반적인 재료 구성모델로부터 직접 페리다이나믹 재료 모델을 구성한다. 또한 연결된 모든 결합의 변형을 통해 각 절점의 재료 응답이 결정되기 때문에 체적 및 전단 변형이 모두 표현된다. 본 논문에서는 선형 탄성체에 대해서 상태 기반 평면 응력 페리다이나믹 모델을 소개하고 상태 기반 모델에 적합한 손상 모델에 대해 논의한다. 페리다이나믹 비국부 영역을 축소시키는 $\delta$-수렴성 연구를 통해 동적파괴 모델을 검증하고 상태 기반 모델이 동적 균열 전파를 모델링하는데 적합함을 확인하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.85-92
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• 2015

탄성지반위에 놓인 S형상 점진기능재료 고차전단변형 판의 동적 불안정성에 대하여 연구하였다. 고차전단변형이론은 점진기능재료 판의 두께방향으로의 전단변형률과 전단응력의 곡선변화 효과를 고려할 수 있다. Mathieu-Hill 방정식의 형태로 유도된 지배방정식에서 Bolotin 방법을 이용하여 동적 불안정 영역을 결정하였다. 동적 불안정 영역의 경계는 동적 하중과 여기진동수와의 관계로 나타내었다. 고차전단변형이론과 탄성지반 효과가 S형상 점진기능재료 판의 동적 불안정성에 미치는 효과를 제시하였다. Winkler와 Pasternak탄성지반 매개변수의 관계를 수치해석 결과를 통하여 고찰하였다. 또한 정적 하중계수, 거듭제곱 지수 그리고 폭-두께비 등의 동적 불안정 영역에 대한 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과를 검증하기 위해 참고문헌의 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서 제시한 이론적 발전과 수치결과들은 S형상 점진기능재료 구조물의 동적 불안정 해석을 위한 참고자료로 활용될 수 있을 것이다.

• Composites Research
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• 제12권1호
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• pp.19-27
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• 1999

항공기 비행조종장치의 설계와 구조해석을 위해 카본/에폭시 복합재 적층판에 대한 설계개발시험을 수행하였다. 설계개발시험으로 수분흡수시험, 인장, 압축, 베어링, 접합전단시험을 수행하였다. 수분흡수시험을 수행하여 섬유배양에 따른 흡습거동을 관찰하고, 무흡습과 고온·고습하에서의 기계적 특성치를 비교하였다. 인장시험에서는 복합재의 파손에 영향을 미치는 표면 긁힘, 충격 등의 운용손상 요인을 적용하였고, 베어링시험에서는 볼트의 종류와 결합형태를 달리하여 베어링강도를 비교하였다. 설계개발시험을 통해 환경하중배가계수 및 설계허용치를 획득하였으며, 이를 비행조종장치 구조물의 인증시험에 대한 설계변수로 사용하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제48권5호
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• pp.737-755
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• 2013

This paper aims to develop a practical approach to modeling of fiber reinforced polymers (FRP) strengthened masonry panels. The main objective is to provide suitable relations for the material characterization of the masonry constituents so that the finite element applications of elasto-plastic theory achieves a close fit to the experimental load-displacement diagrams of the walls subjected to in-plane shear and compression. Two relations proposed for masonry columns confined with FRP are adjusted for the cohesion and the internal friction angle of both units and mortar. Relating the mechanical parameters to the uniaxial compression strength and the hydrostatic pressure acting over the wall surface, the effects of major and intermediate principal stresses ${\sigma}_1$ and ${\sigma}_2$ on the yielding and the shape of the deviatoric section are then reflected into the analyses. Performing nonlinear finite element analyses (NLFEA) for the three walls tested in two different studies, their stress-strain response and failure modes are eventually evaluated through the comparisons with the experimental behavior.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제82권3호
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• pp.401-416
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• 2022

The aim of this study is to examine the frictionless double receding contact problem for two functionally graded (FG) layers pressed with a uniformly distributed load and resting on a homogeneous half plane (HP) using analytical and numerical methods. The FG layers are made of a non-homogeneous material with an isotropic stress-strain law with exponentially varying properties. It is assumed that the contact at the FG layers and FG layer-HP interface is frictionless. The body force of the FG layers and homogeneous HP are ignored in the study. Firstly, an analytical solution for the contact problem has been realized using the theory of elasticity and the Fourier integral transform techniques. Then, the problem modeled and two-dimensional analysis was carried out by using the ANSYS package program based on FEM. Numerical results for contact lengths and contact pressures between FG layers and FG layer-HP were provided for various dimensionless quantities including material inhomogeneity, distributed load width, the shear module ratio, and the heights of the FG layers for both methods. The results obtained using FEM were compared with the results found using the analytical formulation. It was found that the results obtained from analytical formulation were in perfect agreement with the FEM study.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제85권5호
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• pp.621-633
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• 2023

The major objective of this paper is to study the receding contact problem between two functional graded layers under a flat indenter. The gravity is assumed negligible, and the shear moduli of both layers are assumed to vary exponentially along the thickness direction. In the absence of body forces, the problem is reduced to a system of Fredholm singular integral equations with the contact pressure and contact size as unknowns via Fourier integral transform, which is transformed into an algebraic one by the Gauss-Chebyshev quadratures and polynomials of both the first and second kinds. Then, an iterative speediest descending algorithm is proposed to numerically solve the system of algebraic equations. Both semi-analytical and finite element method, FEM solutions for the presented problem validate each other. To improve the accuracy of the numerical result of FEM, a graded FEM solution is performed to simulate the FGM mechanical characteristics. The results reveal the potential links between the contact stress/size and the indenter size, the thickness, as well as some other material properties of FGM.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.85-93
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• 2016

본 논문에서는 범용유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하여 국내에서 사용되는 콘크리트벽돌을 조적채움벽으로 가진 철근콘크리트 골조를 대상으로 유한요소해석을 실시하였다. 해석대상은 순수골조, 채움벽의 두께가 0.5B인 골조, 두께가 1.0B인 골조의 3종류이다. 철근콘크리트 골조 및 채움벽의 재료특성은 재료시험 결과로부터 구하였으나 두께가 1.0B인 채움벽의 경우 벽돌의 쌓기방법의 차이에 의해 0.5B 두께의 실험체보다 4배 정도 증가된 인장강도를 사용하였다. 유한요소 해석결과는 실험을 통해 구한 하중-변위관계 및 변위각에 따른 균열양상을 상당히 정확하게 예측하였다. 유한요소해석 결과의 분석을 통해 조적채움벽과 골조사이의 접촉응력 및 골조의 전단력과 휨모멘트를 산정하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.21-30
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• 2004

본 연구에서는 유한요소법을 이용한 채널단면을 갖는 복합재료 적층 구조물의 자유진동을 다룬다. 복합적층 절판구조물에 고차항 판이론을 적용하기 위하여 개발된 유한요소 프로그램은 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 병용하여 면내회전각 자유도를 포함한 절점 당 8개의 자유도를 갖는다. 전단보정계수의 가정을 필요로 하지 않고 전단변형의 3차항 비선형 특성이 고려된 본 논문의 절판 요소는 국부좌표계와 전체좌표계에 대한 좌표변환행렬에 의하여 요소 당 32×32의 국부요소행렬로 구성된다. 본 해석 프로그램의 결과는 기존의 고전적 이론 및 일차항 이론에 의한 문헌 결과와 비교ㆍ분석하였으며, 화이버 보강각도, 길이-두께비, 기하학적 형상 변화 등의 다양한 매개변수 연구를 수행하였다. 본 연구에서는 특히 경계조건 및 길이-두께비 변화에 따라 예측하기 힘든 복잡한 거동을 보이는 복합적층 채널단면 구조물의 자유진동에 대하여 정밀한 고차항 이론 적용에 의한 엄밀 해석의 필요성을 제기하였다.

• 암석학회지
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• 제28권3호
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• pp.157-169
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• 2019

경상남도 하동군 화개면 지리산 불일폭포에 분포하는 선캄브리아시대 고원생대의 화강암질편마암 노두에서 관찰되는 중생대 백악기 이후에 형성된 것으로 추정되는 슈도타킬라이트를 대상으로 야외 산상과 구조지질학적 특성, 암석기재, 전자현미경 관찰, 지화학적 분석 등을 수행하였다. 연구지역 노두에서 동일한 전단영역에 발달한 취성변형작용의 산물인 단층암은 슈도타킬라이트와 엽리상 파쇄암으로 분류된다. 이들 중에서 단층작용에 수반된 암회색 슈도타킬라이트들의 산출형태는 수 mm~수 cm 단위의 두께로 단층면을 따라 발달한 '단층세맥형'과 단층세맥형의 슈도타킬라이트로부터 그 용융물이 주변암에 주입되어 형성된 '주입세맥형'으로 구분된다. 이들 슈도타킬라이트의 암석 슬랩과 박편에서는 유리질 내지 탈유리화된 기질부에 석영, 알칼리장석, 사장석, 흑운모 등 잔류광물들의 쇄설성 조직, 만입경계가 발달한 반정, 반응연, 산화물의 물방울 모양구조, 행인상구조, 빠른 냉각으로 형성된 유리, 유동구조 등이 관찰된다. 또한, 슈도타킬라이트의 주성분 및 광물의 조성은 일반적인 염기성 암맥과 달리 모암인 화강암질편마암의 조성과 거의 동일하게 나타난다. 이상의 관찰과 분석은 아주 천처에서 고속 미끌림의 지진성 단층운동으로 발생한 마찰열로부터 모암의 마모와 선별적인 용융의 결과로 생성된 슈도타킬라이트임을 지시한다. 본 연구에서 완전히 규명하지 못한 슈도타킬라이트의 명확한 생성연대, 생성 온도와 깊이, 운동학적 특성과 관련한 단층의 변위와 길이, 단층 미끌림 속도 등에 관해서는 후속연구로부터 밝힐 예정이다.