• International Journal of Concrete Structures and Materials
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• 제9권2호
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• pp.133-143
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• 2015

This paper describes the test results and nonlinear analysis of reinforced concrete T-beams strengthened by bonded steel plates under increasing static loading conditions. The first part of this paper discusses the flexural tests on five T-beams, including the test model design (based on similarity principles), test programs, and test procedure. The second part discusses the nonlinear numerical analysis of the strengthened beams, in which a concrete damage plasticity model and a cohesive behavior were adopted. The numerical analysis results are compared with experimental data and show good agreement. The area of bonded steel plate and the anchor bolt spacing were found to have an impact on the cracking load, yield load, and ultimate load. An increase in the area of steel plate and a reduction of the anchor spacing could significantly improve the cracking and ultimate loads and decrease the damage of the beam.

• 전산구조공학
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• 제3권3호
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• pp.133-140
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• 1990

케이블 구조물은 응력-변형도관계에서 비선형성이 강하고 대변위에 의해 기하학적 비선형이 도입되므로 해석이 복잡하다. 그러므로 케이블 구조물의 평형형태 탐색과 해석에 앞서 기하학적 비선형을 고려해야만 한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 케이블, 네트, 전선, 현수케이블 지붕등에 적용될 수 있는 수치해석과정이 소개된다. 이 과정은 두 부분으로 나눌 수 있는데, 하나는 유연성반복과정에의해 등분포하중을 받는 케이블 구조물의 응력과 평형형태를 구하는 것이고, 다른 한 부분은 비선형 유한요소법에 의해 절점외력을 받는 평형형태를 해석하는 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권1호
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• pp.57-69
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• 1990

본(本) 연구(硏究)에서는 기하학적(幾何學的) 비선형성(非線形性)을 고려(考慮)하여 해저(海底)파이프라인을 설치(設置)하는 동안의 정적(靜的) 해석방법(解析方法)을 제시(提示)하였다. 해석(解析)방법(方法)으로는 유한요소법(有限要所法)을 사용(使用)하였으며, 기본방정식(基本方程式)은 최소위치(最少位置)에너지의 원리(原理)를 사용(使用)하여 유도(誘導)하였다. 평형방정식(平衡方程式)의 해(解)는 modified Newton-Raphson방법(方法)을 사용(使用)하여 구(求)하였다. 파이프라인요소(要素)의 유한변위(有限變位) 및 회전(回轉)과 축방향력(軸方向力)의 영향(影響)이 고려(考慮)되었고 경계조건(境界條件)은 스프링요소(要素)를 사용(使用)하여 모델화(化)하였다. 해석(解析) 적용례(適用例)에서는 다이아몬드형(形) 프레임, 곡선(曲線)외팔보와 해저(海底)파이프라인을 설치(設置)하는 동안의 정적(靜的) 해석례(解析例)를 다루었으며 다른 방법(方法)에 의(依)한 해석결과(解析結果)와 비교(比較)하여 본(本) 연구(硏究)의 정당성(正當性)을 입증(立證)하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권6호
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• pp.21-27
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• 2001

이 논문에서는 철근콘크리트 쉘구조의 동적해석을 위한 비선형 유한요소 해법을 제시하였다. 사용된 프로그램은 철근콘크리트 구조물의 해석을 위한 RCAHEST이다. 유한요소로서는 면내회전강성도를 갖는 4절점 평면 쉘요소가 사용되었다. 두께방향에 대한 철근과 콘크리트의 재료성질을 고려하기 위하여 층상화기법이 도입되었다. 재료적 비선형성에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 속에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용하였다. 동적 평형방정식의 해는 HHT법에 의한 수치적분으로 구하였다. 신뢰성 있는 해석결과와 비교를 통하여 이 논문의 제안방법이 철근 콘트리트 쉘구조의 비선형 동적해석에 적합한 방법임을 입증하고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.843-850
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• 2020

본 연구의 목적은 국내 위험물 운송용 탱크화차의 충돌안전설계 가이드라인 제안을 위해 해외 충돌안전 기준에 따른 국내 위험물 운송화차에 대하여 비선형 충돌해석을 하여 위험성을 평가하고, 구조적 취약부를 분석하는데 있다. 유럽의 EN 12663-2에서 규정하는 화차의 완충시험 및 북미 49CFR179에서 규정하는 탱크 펑크시험기준을 분석하였으며, 상용 유한요소 해석 솔버인 LS-DYNA를 이용하여 각각 기준에 따른 비선형 유한요소모델을 모델링하였다. EN 규격의 완충시험 해석결과 충돌속도 6 km/h 이하에서는 소성변형이 발생하지 않을 것으로 예측하였지만, 8 km/h 이상의 충돌속도에서 중앙연결기를 통한 하중 전달으로 차체의 센터실 후방 및 탱크 중앙 지지부에서 소성변형을 확인하였다. 북미 법규의 탱크 펑크시험 해석결과 국내 탱크화차는 두부 충돌모드에서 충돌차량의 운동에너지를 4 % 이상 흡수시 두부의 코너부에서 탱크 외벽의 파괴가 발생하였으며, 측면 충돌모드에서 운동에너지 30 % 이상 흡수시에 충격체가 접촉하는 탱크 외벽의 파괴가 발생하여 내부 적재물의 누출을 예상하였다. 국내 유류 운송용 탱크화차의 해외 충돌안전 기준의 만족을 위해서는 차체 구조보강 설계 및 탱크 방호설계 수준을 향상시킬 필요가 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.25-37
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• 1992

매우 큰 기하학적 변화를 나타낼 수 있는 비선형 유한요소의 정식화 과정을 나타내었다. 유한요소의 구성은 변화되는 재료의 기준 물성치에 근거를 두고 형성하였으므로 매우 큰 변형을 받는 재료의 특성들을 진응력 변형율 시험에 정확히 직접 적용할 수 있도록 하였다. 큰 변형 문제에 대하여 연속체 역학적인 접근방법으로 일관된 공식을 유도하였다. 운동학적인 문제는 변화되는 재료의 물성 기준치가 더욱 더 요구되므로, 물체 평형 방정식을 변화되는 기하학적 좌표로서 또한 형성하였으며, 이에 2차 Piola-Kirchhoff 응력과 변화되는 Largrangian 변형을 텐서들이 사용되었다. 수치해는 명확한 증분적인 수치과정으로 유도하였으며, 수치해의 증명을 위하여 뼈대구조와 평면구조들의 매우 큰 변형에 대한 예제들을 해석하였다. 또한 적절히 취급되는 재료 특성에 대한 중요성을 논증하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제9권6호
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• pp.505-534
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• 2012

The present work deals with second order statistics of post buckling response of piezoelectric laminated composite cylindrical shell panel subjected to hygro-thermo-electro-mechanical loading with random system properties. System parameters such as the material properties, thermal expansion coefficients and lamina plate thickness are assumed to be independent of the temperature and electric field and modeled as random variables. The piezoelectric material is used in the forms of layers surface bonded on the layers of laminated composite shell panel. The mathematical formulation is based on higher order shear deformation shell theory (HSDT) with von-Karman nonlinear kinematics. A efficient $C^0$ nonlinear finite element method based on direct iterative procedure in conjunction with a first order perturbation approach (FOPT) is developed for the implementation of the proposed problems in random environment and is employed to evaluate the second order statistics (mean and variance) of the post buckling load of piezoelectric laminated cylindrical shell panel. Typical numerical results are presented to examine the effect of various environmental conditions, amplitude ratios, electrical voltages, panel side to thickness ratios, aspect ratios, boundary conditions, curvature to side ratios, lamination schemes and types of loadings with random system properties. It is observed that the piezoelectric effect has a significant influence on the stochastic post buckling response of composite shell panel under various loading conditions and some new results are presented to demonstrate the applications of present work. The results obtained using the present solution approach is validated with those results available in the literature and also with independent Monte Carlo Simulation (MCS).

• Geomechanics and Engineering
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• 제28권1호
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• pp.11-23
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• 2022

The response of pile foundations under lateral loads are usually analyzed using beam-on-nonlinear-Winkler-foundation (BNWF) model framework employing various forms of empirically derived p-y curves and p-multipliers. In practice, the p-y curve presented by the American Petroleum Institute (API) is most often utilized for piles in granular soils, although its shortcomings are recognized. The objective of this study is to evaluate the performance of the BNWF model and to quantify the error in the estimated pile response compared to a rigorous numerical model. BNWF analyses are performed using three sets of p-y curves to evaluate reliability of the procedure. The BNWF model outputs are compared with results of 3D nonlinear finite element (FE) analysis, which are validated via field load test measurements. The BNWF model using API p-y curve produces higher load-displacement curve and peak bending moment compared with the results of the FE model, because empirical p-y curve overestimates the stiffness and underestimates ultimate resistance up to a depth equivalent to four times the pile diameter. The BNWF model overestimates the peak bending moment by approximately 20-30% using both the API and Reese curves. The p-multipliers are revealed to be sensitive on the p-y curve used as input. These results highlight a need to develop updated p-y curves and p-multipliers for improved prediction of the pile response under lateral loading.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권4호
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• pp.220-225
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• 2000

This paper develops a finite element model for studying occupant behavior of a mid-size truck equipped with a driver side airbag. The developed model simulates an occupant behavior using PAM-CRASH/PAM-SAFE in super computer SP2. The model is developed based on a sled test. A 50% hybrid dummy III is used for measuring head and chest accelerations and femur loads, and major injury coefficients such as HIC, CA and femur load. Inferior components such as foot rest, seat, kneebolster, crash pad, etc. are roughly modeled and defined by a rigid material model. And contact type II is used for detecting a contact with dummy. Contact type II definition uses force-deflection relationship of each body Such components as steering column which directly affect on the occupant injuy are modeled in detail and defined by an elastic-plastic material model. Airbag cushion is modeled using rivet elements. Airbag cover groove is modeled using rivet elements. Airbag tether is modeled as nonlinear bar elements. Airbag model has two vent holes to ventilating the exploded gas. Airbag is folded close to the real airbag folding procedure, and folded cautiously in order not to have initial penetration. A vehicle pulse acquired from 31mph frontal barrier test is used as input signal for the simulation. The simulation conditions are tuned to the sled test ones. The measured dummy accelerations and major injury coefficients, and filmed dummy behavior and airbag inflation process using high speed camera are compared to the simulation results to verify the developed finite element model.

• 한국항공우주학회지
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• 제35권6호
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• pp.503-508
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• 2007

본 연구에서는 대변형 보이론을 이용하여 무베어링 로터 시스템의 공력탄성학적 안정성 해석을 수행하였다. 무베어링 로터 시스템의 유연보, 토오크 튜브, 그리고 메인 블레이드를 각각 탄성 운동을 하는 보로 가정하고, 1차원 보 요소로 모델링을 하였다. 외력으로는 2차원 준-정상 공기력 모델을 적용하였으며, 보의 유한 요소 지배방정식은 헤밀턴 원리(Hamilton's Principle)를 이용하여 얻었다. 공력탄성학적 안정성 해석을 수행하기 위하여 정지 비행시는 모달 접근법을, 전진 비행시는 주기적인 특성을 갖는 비선형 정적 트림해를 얻기 위해 동체 평형을 고려한 연계 평형 해석을 통한 완전 유한요소 방정식을 이용하였다. 본 연구에서 구한 결과를 기존의 적정변형 보이론에 모달 접근법을 이용한 무베어링 로터 시스템의 결과와 비교하였다.