• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1137-1143
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• 2010

가스용접 구조물의 장 수명 피로설계기준(fatigue design criterion)을 결정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 그러나 실 구조물로부터 피로설계기준을 결정하는 것은 대단히 어려우므로 구조물의 기계적 구조적 특성을 만족하는 간편 시편을 만들어서 $\Delta{\sigma}-N_f$ 관계를 도출하여 피로강도를 평가하고 있다. 그리고 가스용접에 의해 제작된 실 구조물의 피로설계를 위해서는 피로균열발생과 파단 기점이 되는 용접부의 용접잔류응력(welding residual stress)이 고려되어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 플러그 및 링 가스용접 이음재에 대한 용접잔류응력을 고려하기 위해 용접 열 사이클(heat cycle)에 의한 비선형 열해석(non-linear thermal analysis)과 열 응력(thermal stress) 해석을 수행하고, 실험 치와 비교 분석하여 용접잔류응력을 고려한 응력 진폭-피로수명($(\sigma_a)_R-N_f$) 관계를 도출하여 자동적으로 피로설계기준을 제시할 수 있도록 하고자 하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제37권4호
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• pp.385-399
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• 2011

The aim of this research is to model the behaviour of recently developed high force to volume (HF2V) passive energy dissipation devices using a simple finite element (FE) model. Thus, the end result will be suitable for use in a standard FE code to enable computationally fast and efficient analysis and design. Two models are developed. First, a detailed axial model that models an experimental setup is created to validate the approach versus experimental results. Second, a computationally and geometrically simpler equivalent rotational hinge element model is presented. Both models are created in ABAQUS, a standard nonlinear FE code. The elastic, plastic and damping properties of the elements used to model the HF2V devices are based on results from a series of quasi-static force-displacement loops and velocity based tests of these HF2V devices. Comparison of the FE model results with the experimental results from a half scale steel beam-column sub-assembly are within 10% error. The rotational model matches the output of the more complex and computationally expensive axial element model. The simpler model will allow computationally efficient non-linear analysis of large structures with many degrees of freedom, while the more complex and physically accurate axial model will allow detailed analysis of joint connection architecture. Their high correlation to experimental results helps better guarantee the fidelity of the results of such investigations.

• 대한치과기공학회지
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• 제35권4호
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• pp.303-312
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• 2013

Purpose: In this research, non-linear three dimensional finite element models with contact elements were constructed. For the investigations of the distributions of contact stresses, 3 units fixed partial dentures model were studied, especially on the interface of the gold screw and cylinder, abutment screw. Methods: 3 types of models were constructed ; the basic fixed partial denture in molar region with 3 units and 3 implants, the intermediate pontic fixed partial denture model with 3 units and 2 implants, and the extension pontic fixed partial denture model with 3 units and 2 implants. For all types, the external loading due to chewing was simulated by applying $45^{\circ}$ linguo-buccal loading of 300 N to the medial crown. For the simulation of the clamping force which clinically occurs due to the torque, thermal expansion was provided to the cylinder as a preload. Results: Under 300 N concentrated loading to the medial crown, the maximum contact stress between abutment screw and gold screw was 86.85~175.86MPa without preload, while the maximum contact stress on the same area was 25.59~57.84MPa with preload. Conclusion: The preloading affected the outcomes of the finite element stress analysis. Reflecting the clinical conditions, the preloading conditions should be considered for other practical study utilizing FEA. For the study of the contact stresses and related motions, various conditions, such as frictional coefficient changes, gap between contact surfaces, were also varied and analyzed.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.83-88
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• 2013

연쇄붕괴는 충격이나 폭발 등의 비정상 하중에 의하여 구조물의 하중 전달요소가 제거됨으로써 구조물의 일부 또는 전체가 연쇄적으로 붕괴되는 형상을 말한다. 예상외의 하중이 기둥부재에 작용할 경우, 좌굴이 발생하며 내력저하가 급격히 진행되어 붕괴에까지 이르게 된다. 하지만 좌굴 후 에너지를 흡수할 수 있는 잔존내력이 충분하면 붕괴를 막을 수 있다. 따라서, 구조물이 최종 붕괴상태에 도달되는 전 과정에 대한 기둥부재의 하중-변형관계를 명확히 파악할 필요가 있다. 본 논문에서는 비선형유한요소해석을 실시하여 H 형 강재기둥의 단부 구속조건이 고정일 경우 잔존내력의 변화추이를 파악하였다. 또한, 처짐이론을 기반으로 이론식을 도출하여 해석값과의 적합성을 검토하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제38권3호
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• pp.195-205
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• 2003

본 논문에서는 미드솔에 에어싸이클 펌프를 장착한 골프화에 대한 해석적 방법과 설계기술을 보여준다. 골프화는 유한요소법으로 모델링 하였으며, 더 나은 설계를 위해서 신발을 구성하는 미드솔과 아웃솔의 형상을 고려하였다. 또한 미드솔에 있는 에어싸이클 펌프의 최적의 크기와 형상을 조사하였다. 표준 인체 압력 값을 유한요소해석의 경계 값으로 채택하였다. 오그덴 타입의 변형률에너지 함수의 미지 상수는 인장시험에 따라서 조사하였다. 비선형해석을 위해서 상용 유한요소해석 프로그램 MARC V7.3을 이용하여 미드솔과 아웃솔의 변형률과 부피 변화 값을 각각 구하였다. 미드솔과 아웃솔 유한요소법에 의해 구해진 값은 탄성체의 특성에 따라서 달리 나타난다. 여기에 보인 결과는 보다 나은 골프화 해석에 사용될 것이다. 더욱이, 결과 간들은 보다 효과적인 방법을 개발하기 위한 방법으로 신발산업체에 사용되어 질 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.103-111
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• 2014

본 연구에서는 비선형 유한요소 해석 기법을 적용한 격납건물의 내압취약도 평가를 수행하였다. 대상 구조물은 국내 대표적인 가압경수로형 원전 격납건물 중 하나로 하였다. 비선형 극한내압 해석을 위해 대규모 개구부를 고려한 격납건물의 3차원 유한요소 모델을 도출하였다. 재료 특성 및 구조적 성능에 내포된 불확실성을 고려하기 위하여 각 변수들의 변동성에 대한 극한내압 성능의 민감도 해석을 수행하였다. 민감도 해석 결과를 통해 확률론적 내압 취약도 평가를 위한 불확실성 변수 및 분포 특성을 도출하였다. 현재의 텐던 긴장력 상태를 고려하기 위하여 가동 중 검사 보고서에 기록된 텐던 긴장력 값을 중앙값으로 적용하였다. 누설(leak)과 파단(rupture)을 파괴모드로 정의하고, 각각에 대한 극한내압 취약도 평가를 위하여 한계상태를 정의하였다. 각 파괴모드에 대한 대상 격납건물의 내압취약도를 내압 성능 중앙값, 고신뢰도 저파괴확률 성능값, 신뢰도 수준에 따른 취약도 곡선을 통하여 제시하였다. 누설 및 파단 파괴모드에 대한 고신뢰도 저파괴확률값은 각각 0.7991 MPa, 0.8691 MPa로 평가되었다.