• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.253-256
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• 2011

본 논문에서는 표면효과와 비선형 탄성효과를 고려한 FCC 나노박막의 순차적 멀티스케일 해석 모델을 제시한다. 표면에서의 구성방정식은 표면응력과 표면탄성계수를 이용하여 선형으로 표시되며, 표면효과를 나타내기 위한 표면물성들은 EAM 포텐셜을 이용한 원자적 계산 방법으로 계산된다. 두께가 얇은 나노박막은 표면응력으로 인하여 면내 방향으로 수축 또는 인장의 변형이 발생하게 된다. 나노박막의 평형상태에서의 변형율은 두께가 얇은 박막의 경우 재료가 선형 탄성 영역을 벗어나는 값을 가지는 경우가 많으므로 나노박막의 해석시 벌크 영역의 비선형 탄성 효과를 고려해야 한다. 이러한 비선형 탄성 효과를 고려하기 위해 본 연구에서는 FCC 구조를 가지는 금속의 비선형 탄성 모델을 제시하고, EAM 포텐셜로 계산된 응력과 탄성 계수를 이용하여 매칭 기법을 통하여 비선형 탄성 모델의 계수들을 결정한다. 또한 Cauchy-Born Rule 모델과 분자동역학 전산모사를 통하여 본 연구에서 제안된 비선형 탄성 모델에 대한 검증을 수행한다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제4권1호
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• pp.65-83
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• 2011

In this study, two extreme cases of compatibility of the horizontal displacements between the foundation and soil are considered, for which the pressure and settlements of the isolated footings and member end actions in structural elements are obtained using the three dimensional models and numerical experiments. The first case considered is complete slip between foundation and soil, termed as the un-coupled analysis. In the second case of analysis, termed as the coupled analysis, complete welding is assumed of joints between the foundation and soil elements. The model and the corresponding computer program developed simulate these two extreme states of compatibility giving insight into the variation of horizontal displacements and horizontal stresses and their intricacies, for evaluation of the influence of using the interface elements in soil-structure interaction analysis of three dimensional multiscale structures supported by isolated footings.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권6호
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• pp.409-413
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• 2013

본 논문에서는 배터리 전극 해석을 위한 응력-확산 완전 연계 멀티스케일 해석기법을 고안하였다. 제안된 방법에서는 먼저 리튬농도에 따른 확산계수 및 기계적 물성을 계산하였다. 이를 고려하여 확산에 의한 응력뿐만 아니라 응력에 의한 확산 거동 변화까지 모두 고려한 응력-확산 완전연계 연속체 모델을 유한요소 기반으로 구성하였다. 이를 통해 실리콘 나노와이어 음극의 충/방전 전산 모사를 수행하였다. 이러한 해석결과를 통하여 기존의 확산에 의한 응력 연속체 모델보다 더 실제와 가까운 해석결과를 제안된 방법이 보여줌을 확인할 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권6호
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• pp.571-575
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• 2016

광변형 고분자(PRP)는 PRP 내부에 함유된 아조벤젠(azobenzene)의 광이성질화 현상에 의해 자외선을 받을 경우 수축을 하고, 이 상태에서 적외선을 받을 경우 원래대로 돌아오는 성질을 가지고 있다. 본 논문에서는 PRP의 진동 현상에 대한 동적해석이 논의된다. PRP의 광변형 양상을 예측하기 위해 양자역학, 고분자역학, 연속체 역학을 아우르는 멀티스케일 모델링 기법이 제안된다. PRP의 동적 진동 양상을 예측하기 위해 간단한 1D 빔 모델이 사용되었으며, FFT기법을 통해 진동 주파수 해석이 진행된다. 해석 결과 빛의 입력에 따른 PRP의 진동 양상은 빛의 편광 방향에 영향을 받는다는 것을 알 수 있다.

• Advances in nano research
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• 제7권6호
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• pp.419-429
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• 2019

The effect of an increasing percentage of nanofiller (glass cenosphere) with Glass/Epoxy hybrid composite curved panels modeled mathematically using the multiscale concept and subsequent numerical eigenvalues of different geometrical configurations (cylindrical, spherical, elliptical, hyperboloid and flat) predicted in this research article. The numerical model of Glass/Epoxy/Cenosphere is derived using the higher-order polynomial type of kinematic theory in association with isoparametric finite element technique. The multiscale mathematical model utilized for the customized computer code for the evaluation of the frequency data. The numerical model validation and consistency verified with experimental frequency data and convergence test including the experimental elastic properties. The experimental frequencies of the multiscale nano filler-reinforced composite are recorded through the impact hammer frequency test rig including CDAQ-9178 (National Instruments) and LABVIEW virtual programming. Finally, the nano cenosphere filler percentage and different design associated geometrical parameters on the natural frequency data of hybrid composite structural configurations are illustrated through a series of numerical examples.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제1권3호
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• pp.329-337
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• 2008

This paper presents the derivation of the generalized governing equations in theory of elasticity, their weak forms and the some applications in the numerical analysis of structural mechanics. Unlike the differential equations in classical elasticity theory, the generalized equations of the equilibrium and compatibility equations presented here take the form of integral equations, and the generalized equilibrium equations contain the classical differential equations and the boundary conditions in a single equation. By using appropriate test functions, the weak forms of these generalized governing equations can be established. It can be shown that various variational principles in structural analysis are merely the special cases of these weak forms of generalized governing equations in elasticity. The present weak forms of elasticity equations extend greatly the choices of the trial functions for approximate solutions in the numerical analysis of various engineering problems. Therefore, the weak forms of generalized governing equations in elasticity provide a powerful modeling tool in the computational structural mechanics.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.405-410
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• 2007

We present a new global/local analysis with the aid of MLS(Moving Least Square)-based finite elements which can handle an arbitrary number of nodes on every element side. It give a great flexibility in constructing finite element meshes at the specified local regions without remeshing. Compared to other type global/local analysis, it does not require any superimposed mesh or need not solve the equilibrium equation twice as well as shows an excellent accuracy. To demonstrate the performance of proposed scheme, we will show several examples in relation to capturing highly local stress field.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.415-420
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• 2007

In analyzing the nano-scale behavior of nano devices or materials, QC method is efficient because it does not treat all the atoms. But for more accurate analysis in QC method, it is important to consider temperature and surface effects. In finite temperature, free energy is considered instead of potential energy. Because the surface area to volume ratio increases as the length scale of a body decreases, the surface effects are more dominant. In this paper, temperature related Cauchy-Born rule and surface Cauchy-Born rule are proposed to configurate the strain energy density. This method is applied to small and homogeneous deformation in two dimensional problem using finite element simulation.

• Composites Research
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• 제35권3호
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• pp.188-195
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• 2022

본 논문은 멀티스케일 공정-구조 해석의 방법론을 제안하고 단섬유층과 직물층으로 이루어진 배터리 하우징 파트에 적용한다. 특별히 마이크로스케일 대표체적요소(RVE: Representative Volume Element)안 기지의 불확정성을 고려하였다. 마이크로스케일의 RVE내 기지 물성의 랜덤한 공간내 분포는 KLE(Karhunen-Loeve Expansion)을 통해 구현하였다. 공간상 랜덤분포된 기지 물성을 갖는 RVE의 유효 물성을 전산균질화를 통해 얻어 매크로스케일 유한요소 모델에 매핑하였다. 또한 하이브리드 공정해석을 통해 압축 성형 해석으로부터 얻은 잔류응력과 섬유배향을 매핑한 유한요소 모델과 드레이핑 공정 해석결과로부터 얻어진 섬유배향을 매핑한 모델을 결합하였다. 본 연구에 제안된 방법은 배터리 하우징 뿐만 아니라 다양한 재료 구성을 갖는 복합재료의 공정-구조해석을 통해 설계요구도를 엄밀하게 평가할 수 있을 것이라 기대된다.

• Coupled systems mechanics
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• 제6권1호
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• pp.55-74
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• 2017

The evaluation of torsional effects on multistory buildings remains an open issue, despite considerable research efforts and numerous publications. In this study, a large number of multiple test structures are considered with normally distributed topological attributes, in order to quantify the statistically derived relationships between the torsional criteria and response parameters. The linear regression analysis results, depict that the center of twist and the ratio of torsion (ROT) index proved numerically to be the most reliable criteria for the prediction of the modal rotation and displacements, however the residuals distribution and R-squared derived for the ductility demands prediction, was not constant and low respectively. Thus, the assessment of the torsional parameters' contribution to the nonlinear structural response was investigated using artificial neural networks. Utilizing the connection weights approach, the Center of Strength, Torsional Stiffness and the Base Shear Torque curves were found to exhibit the highest impact numerically, while all the other torsional indices' contribution was investigated and quantified.