• Computers and Concrete
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• 제8권6호
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• pp.735-755
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• 2011

The capability of a multi-directional fixed smeared crack constitutive model to simulate the flexural/punching failure modes of fiber reinforced concrete (FRC) laminar structures is discussed. The constitutive model is implemented in a computer program based on the finite element method, where the FRC laminar structures were simulated according to the Reissner-Mindlin shell theory. The shell is discretized into layers for the simulation of the membrane, bending and out-of-plane shear nonlinear behavior. A stress-strain softening diagram is proposed to reproduce, after crack initiation, the evolution of the normal crack component. The in-plane shear crack component is obtained using the concept of shear retention factor, defined by a crack-strain dependent law. To capture the punching failure mode, a softening diagram is proposed to simulate the decrease of the out-of-plane shear stress components with the increase of the corresponding shear strain components, after crack initiation. With this relatively simple approach, accurate predictions of the behavior of FRC structures failing in bending and in shear can be obtained. To assess the predictive performance of the model, a punching experimental test of a module of a façade panel fabricated with steel fiber reinforced self-compacting concrete is numerically simulated. The influence of some parameters defining the softening diagrams is discussed.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1997년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.53-60
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• 1997

The strain localization of concrete is a phenomenon such that the deformation of concrete is localized in finite region along with softening behavior. The objective of this paper is to develope a consistent algorithm for the finite element modeling of localized zone in the analysis of the strain-localization in concrete. For modeling of the localized zone in concrete under strain localization, a general Drucker-Prager failure criterion which can consider nonlinear strain softening behavior of concrete after peak-stress is introduce. The return-mapping algorithm is used for the integration of the elasto-plastic rate equation and the consistent tangent modulus is derived. Using finite element program implemented with the developed algorithms, strain localization behaviors for the different sizes of concrete specimen under compression are simulated.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.241-250
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• 1997

콘크리트에 발생하는 변형률 국소화는 연화거동에 수반하여 변형이 국부적으로 집중되는 현상으로 이를 유한요소해석 할 수 있는 일관된 알고리즘을 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 변형률 국소화현상이 발생한 콘크리트는 변형률이 집중되는 국소화영역과 그외의 영역인 비국소화영역으로 크게 구분할 수 있으며 국소화영역에서는 연화현상을 포함하는 탄소성거동을 하게 되며 비국소화영역은 손상제하거동을 수반하게 된다. 변형률 국소화현상이 진행중인 콘크리트의 국소화영역을 모델링하기 위하여 열역학적으로 정식화된 전형적인 소성모델에 콘크리트의 극한응력 이후에 비선형 연화로 표현되는 소성거동을 고려할 수 있는 일반화된 Drucker-Prager모델을 도입하였으며 소성이론식의 적분을 위해 return-mapping 알고리즘을 사용하고 일관된 알고리즘을 전개하였다. 또한, 콘크리트의 비국소화영역의 모델링을 위하여 열역학적 자유에너지함수를 수정하여 비선형 탄성 및 손상의 일관된 알고리즘을 전개하였다. 개발된 알고리즘에 의한 유한요소해석을 통해 압축을 받는 콘크리트 부재의 변형률 국소화 현상을 해석하였다.

• 전산구조공학
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• 제17권2호
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• pp.20-23
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• 2004

공학적 응력-변형률 곡선에서 재료의 파괴직전에 흔히 나타나는 변형률연화 (strain softening) 현상은 국부의 집중소성변형 현상과 밀접한 관계가 있다 그러나 변형률연화는 음수의 기울기를 가지는 응력-변형률 곡선을 의미하며, 이 모델은 유한요소해석의 결과가 그 요소의 크기에 따라 수렴점이 달라지는 근본적인 문제를 가진다. 따라서 1980년대 이후 많은 학자들이 이 현상의 적절한 모델을 찾기 위한 노력을 기울여왔다. (중략)

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.70-73
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• 2006

In the present study, the flow-softening behavior occurring during high temperature deformation of AZ31 Mg alloy was investigated. Flow softening of AZ31 Mg alloy was attributed to (1) thermal softening by deformation heating and (2) microstructural softening by dynamic recrystallization. Artificial neural networks method was used to derive the accurate amounts of thermal softening by deformation heating. A series of mechanical tests (High temperature compression and load relaxation tests) was conducted at various temperatures ($250^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$) and strain rates ($10^{-4}/s{\sim}100/s$) to formulate the recrystallization kinetics and grain size relation. The effect of DRX kinetics on microstructure evolution (fraction of recrystallization) was evaluated by the unified SRX/DRX (static recrystallization/dynamic recrystallization) approaches

• 한국재료학회지
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• 제23권7호
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• pp.373-378
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• 2013

In order to clarify the effect of C/Ti atom ratios(${\chi}$) on the deformation behavior of $TiC_{\chi}$ at high temperature, single crystals having a wide range of ${\chi}$, from 0.56 to 0.96, were deformed by compression test in a temperature range of 1183~2273 K and in a strain rate range of $1.9{\times}10^{-4}{\sim}5.9{\times}10^{-3}s^{-1}$. Before testing, $TiC_{\chi}$ single crystals were grown by the FZ method in a He atmosphere of 0.3MPa. The concentrations of combined carbon were determined by chemical analysis and the lattice parameters by the X-ray powder diffraction technique. It was found that the high temperature deformation behavior observed is the ${\chi}$-less dependent type, including the work softening phenomenon, the critical resolved shear stress, the transition temperature where the deformation mechanism changes, the stress exponent of strain rate and activation energy for deformation. The shape of stress-strain curves of $TiC_{0.96}$, $TiC_{0.85}$ and $TiC_{0.56}$ is seen to be less dependent on ${\chi}$, the work hardening rate after the softening is slightly higher in $TiC_{0.96}$ than in $TiC_{0.85}$ and $TiC_{0.56}$. As ${\chi}$ decreases the work softening becomes less evident and the transition temperature where the work softening disappears, shifts to a lower temperature. The ${\tau}_c$ decreases monotonously with decreasing ${\chi}$ in a range of ${\chi}$ from 0.86 to 0.96. The transition temperature where the deformation mechanism changes shifts to a lower temperature as ${\chi}$ decreases. The activation energy for deformation in the low temperature region also decreased monotonously as ${\chi}$ decreased. The deformation in this temperature region is thought to be governed by the Peierls mechanism.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.21-30
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• 2006

도심지 터널은 미고결성 저토피고 지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 지반변위가 터널 설계를 지배하며 설계는 기존의 탄성 및 탄소성 모델을 활용한 수치해석적인 방법에 크게 의존하고 있기 때문에 현장의 계측결과에 부합하는 지반 거동을 묘사하키에는 부족한 점이 많다. 미고결성 저토피고 지반에 대한 터널 굴착시 지반 거동, 붕괴 매카니즘 및 침하량 예측에 관해 연구하였고 변형율 연회를 고려한 비선형 해석을 실시하여 기존의 탄성 및 탄소성 모델과 비교하였다. 도시 NATM 터널의 지반거통을 파악한 결과 미고결성 저토피고 지반의 경우 변형율 연화모델을 적용하는 것이 지표면 침하 기울기가 급해지거나 전단대가 발생하는 등 실제의 지반거동을 현실적으로 모델링 할 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제42권3호
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• pp.168-176
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• 2007

카본블랙이나 실리카 등으로 보강된 고무 가황체는 순수한 초기상태에서 하중(부하)를 가하고 제거하는 반복과정에서 응력은 점점 연화되어 초기상태에서 얻어진 응력보다 작게 나타난다. 이러한 응력 연화 현상을 Mullins 효과라고 부른다. 이러한 응력 연화 거동을 이론적으로 표현하기 위하여 Ogden-Roxburgh 등이 손상 파라미터를 이용하여 제안한 pseudo-elastic 개념을 적용하여 보강제가 함유된 고무 가황체의 변형률 에너지 함수를 구하였다. 카본블랙으로 보강된 NR 가황체를 이용하여 준정적 반복 부하 시험을 실시하였으며, pseudo-elastic 모델에서의 손상 파라미터가 제하 및 재 부하 시 응력-변형률 곡선에 어떠한 영향을 주는가와 더불어 손상 파라미터의 두 가지 변수인 r과 m의 물리적 의미를 파악하였다. 또한 보강제 함량을 달리하여 제작한 고무 가황체의 응력연화 변형률 에너지 함수를 결정하고 비교하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.61-70
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• 2008

지표면 침하량, 침하 기울기 그리고 터널주변의 지반 변위에 대한 관리와 예측은 도심지 저토피 터널의 설계와 시공에서 주요한 인자가 된다. 저토피 터널에서의 굴착에 따른 변형 해석은 터널 측벽부에서 지표부까지 발달하는 전단대의 변형특성을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구는 2차원 실내 터널 모형실험과 전단 탄성계수 및 강도 정수의 저하를 고려한 변형률 연화모델 해석을 통하여 미고결 저토피 터널에서의 굴착으로 인한 변형 거동 특성을 규명해 보았다. 변형률 연화모델을 이용한 수치해석과 모형 터널 실험과의 비교에서 지표면 침하, 천단침하 그리고 전단대의 발달형태에서 부합되는 결과가 나타났다. 본 연구에서 변형률 연화모델은 저토피 터널의 비선형 변형해석에 대하여 적용성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1995년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.185-193
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• 1995

The softening behaviors of concrete have been the object of numerous experimental and numerical studies, because the load carrying capacity of cracked concrete structure is not zero. Numerical studies are devoted to the investigation of three-dimensional softening behaviors of concrete on the basis of a viscoplastic theory, which may be able to represent the effects of plasticity and also of rheology. In order to properly describe material behaviors corresponding to different stress levels, two surfaces in stress space are adopted; one is a yield surface, and the other is a failure or bounding surface. When a stress path reaches the failure surface, it is considered that the softening behaviors are initiated as micro-cracks coalesce and are simulated by assuming that the actual strain increments in the post-peak region are less than the equivalent viscoplastic strain increment. The experimental studies and the finite element analyses have been carried out under the displacement control. Numerically simulated results indicate that the model is able to predict the essential characteristics of concrete behaviors such as the non-linearity, stiffness degradation, different behaviors in tension and compression, and specially dilatation under uniaxial compression.