• 전산구조공학
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• 제7권3호
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• pp.133-141
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• 1994

강도활용을 극대화한 볼트의 소성역체결시 볼트의 항복은 볼트에 발생한 인장응력과 너트 나사산과의 접촉면에서 오는 마찰토오크에 의한 전단응력과의 조합에 의한 영향을 받는다. 볼트는 최소단면적인 나사부중 너트와 물리지 않은 여우나사부에서 먼저 항복을 일으킨다. 볼트재료는 대체로 항복과 더불어 소성경화를 보이며 그 정도는 고강도재료에서 인장강도의 10%정도이다. 본 연구에서는 소성역체결시의 거동해석을 변형도증분이론에 의거 해석하였다. 항복은 최소단명이 원통의 표면에서 시작되며 이를 두께가 얇은 원통으로 취급하였다. 항복의 전파는 이들 얇은 원통이 체결이 진행됨에 따라 순차적으로 항복에 이르는 것으로 보고 이 얇은 원통들을 항복시키는데 필요한 축력과 토오크를 합하여 체결종료시의 볼트축력과 (나사면마찰) 토오크로 하였다. M10미터 가는 나사를 계산과 실험에 사용하였다. 축력과 마찰토오크의 마찰계수에 대한 변화관계를 보여주는 그래프와 더불어 실험에서 사용한 볼트의 설계보조 선도를 제시하였다. 이 설계보조용 선도는 실험실에서 얻어진 토오크계수와 마찰계수와의 관계를 그린 것으로 윤활, 포면처리등 현장조건에 따라 달라진 마찰계수를 적절히 취급하는데 효과적으로 활용이 가능하다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.130-138
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• 2001

본 논문은 변환각 트러스 모델(TATM)에 의한 철근콘크리트 보의 전단거동 예측에 관한 연구이다. TATM은 주응력면에 대한 응력과 변형률을 균열면에서의 응력과 변형률로 변환시킴으로써 콘크리트 균열면에 대한 응력-변형률 관계를 구한다. 제안된 해석 방법은 고정각 연화트러스 모델(FA-STM)을 간략화시켰으며 그 적용 한계 또한 제거하였다. 변환각 트러스 모델을 이용하여 철근콘크리트 보의 전단강도와 전단변형률을 예측하였다. 제안된 해석 방법의 검증을 위하여, TATM에 의한 해석결과는 총 40개 철근콘크리트 보의 전단 실험결과에 대하여 FA-STM과 RA-STM의 해석결과와 비교되었다. TATM에 의한 해석결과는 실험결과에 대하여 모멘트 효과를 고려하지 않은 상태에서 평균 0.80, 표준편차 0.105, 변동계수 0.132로 비교적 만족스러운 결과를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.67-76
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• 2007

대변형을 고려한 유한요소법을 이용하여 flat DMT의 3차원 관입을 모사하였다. 상용 프로그램으로 널리 알려진 ABAQUS/Explicit를 이용하여 flat DMT의 3차원 관입 해석을 수행하였으며 관입 도중에 발생되는 큰 요소 변형을 해결하기 위하여 adaptive meshing 기법을 도입하였다. 해석 결과를 바탕으로, flat DMT 시험방법으로부터 얻어지는 3가지 지수 중에 하나인 수평응력지수($K_{D}$)와 지반 설계 정수인 비배수 전단강도 간의 관계를 살펴보았다. 그 결과 $K_{D}=2$ 정규압밀지반에서는 Marchetti(1980)가 제안한 경험적 상관관계식과, $K_{D}$가 2이상으로 모사되는 과압밀지반에서는 Kamei & Iwasaki(1995)가 제안한 경험적 상관관계식과 잘 일치하는 결과를 제공하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제11권3호
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• pp.43-54
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• 1995

실트질 모래를 재료로 삼축압축시험기를 개조하고, 삼축셀에 고압공기투과판을 부착하여 축변환기법에 의해 흡인력과 순평균응력을 조절하면서 등력압축시험과 전단시험을 행하여, 불포화 상태에 따른 토질정수의 변화를 규명하였으며, 함수상태의 변화에 따라 응력, 체적변화 등의 거동특성을 검토하였다. 실험의 결과에서 규명된 불포화토의 특성을 바탕으로, 불포화토의 응력성분을 고려하고, 수정 Cam -Clay 모델을 경계조건으로 하는 불포화토의 거동예측을 위한 구성식을 개발하고, 실트질 모래에 대한 실내실험의 자료로부터 구한 관측치와 예측치를 비교하여 이의 타당성을 검증하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제28권1호
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• pp.19-26
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• 2012

Rolling contact fatigue of an urban railway wheel was analysed during its rolling. A FEM analysis was performed using a 3D modelling of rail and wheel, considering the slope of the rail and nonlinear isotropic and kinematic hardening behavior of the rail and the wheel. The maximum von-Mises stress and contact pressure between the rail and wheel were 656.9 MPa and 1111.4 MPa, respectively, under axial load of 85 kN with friction coefficient of 0. The fatigue initiation life prediction relationships by strain-lifetime (${\varepsilon}$-N) and Smith-Watson-Topper method were drawn for the wheel steel as follows: $N_i=7.35{\times}10^6{\times}SWT^{-3.56}$ and $N_i=5.41{\times}10^{-9}{\times}(\frac{{\Delta}{\varepsilon}}{2})^{-5.77}$. The fatigue lifetimes of the wheel due to rolling contact were determined to be infinite by ${\varepsilon}$-N and SWT methods.

• Computers and Concrete
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• 제2권3호
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• pp.189-202
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• 2005

This paper presents an analysis of some experimental results concerning micro-structural tests, permeability measurements and strain-stress tests of four types of High-Performance Concrete, exposed to elevated temperatures (up to $700^{\circ}C$). These experimental results, obtained within the "HITECO" research programme are discussed and interpreted in the context of a recently developed mathematical model of hygro-thermal behaviour and degradation of concrete at high temperature, which is briefly presented in the Part 2 paper (Gawin, et al. 2005). Correlations between concrete permeability and porosity micro-structure, as well as between damage and cracks' volume, are found. An approximate decomposition of the thermally induced material damage into two parts, a chemical one related to cement dehydration process, and a thermal one due to micro-cracks' development caused by thermal strains at micro- and meso-scale, is performed. Constitutive relationships describing influence of temperature and material damage upon its intrinsic permeability at high temperature for 4 types of HPC are deduced. In the Part II of this paper (Gawin, et al. 2005) effect of two different damage-permeability coupling formulations on the results of computer simulations concerning hygro-thermo-mechanical performance of concrete wall during standard fire, is numerically analysed.

• 대한조선학회지
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• 제21권1호
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• pp.35-42
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• 1984

In the present study, rotating bending fatigue tests have been carried out in three kinds of carbon steel specimens; an annealed low carbon steel, an annealed high carbon steel and quenched-tempered high carbon steel; with a small artificial surface defect that might exist in real structures. Fatigue crack lengths have been observed by a method of replication in order to investigate the growth characteristic of fatigue crack in the viewpoints of strength of materials and fracture mechanics. The main results obtained are as follows: 1) The effect of a small surface defect upon the reduction of fatigue limit is considerably large, and the rate of fatigue limit reduction grows in the following order; annealed low carbon steel(mild steel), annealed high carbon steel, quenched-tempered high carbon steel. 2) When the growth rate of surface crack length(2a) was investigated in the viewpoints of fracture mechanics based upon $ ${\Delta}K_{\varepsilon}$, the dependence of stress level and of surface defect size disappear, and there exists a linear relationships between d(2a)/dN and ${\Delta}K_{{\varepsilon}t},\;\Delta_{{\varepsilon}t}\sqrt{{\pi}a}$, on log. plot, i.e, $d(2a)/dN={C{\cdot}{\Delta}K_{\varepsilon}}^3_t$, where ${\Delta}_{{\varepsilon}t}\sqrt{{\pi}a}$ a is the cyclic total strain intensity factor range.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.563-570
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• 2016

서로 다른 응력-변형률 구성관계를 갖는 2가지 이상의 재료로 구성된 합성구조부재의 사용이 크게 증가하고 있다. 본 연구에서는 철근 및 콘크리트로 보강한 합성 H-Pile의 휨성능을 평가하고자 8개의 실험체를 제작하여 휨실험을 실시하였다. 실험결과 합성H-Pile의 휨성능이 무보강 H-Pile보다 10~30%정도 크게 나타났고, 연성능력은 2배 이상, 에너지소산능력은 3배 이상 증가하였다. 한계상태해석 결과는 실험보다 보수적인 강도예측을 하였다.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제1권1호
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• pp.1-31
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• 2008

The present paper presents multiscale modelling via coupling of the discrete and finite element methods. Theoretical formulation of the discrete element method using spherical or cylindrical particles has been briefly reviewed. Basic equations of the finite element method using the explicit time integration have been given. The micr-macro transition for the discrete element method has been discussed. Theoretical formulations for macroscopic stress and strain tensors have been given. Determination of macroscopic constitutive properties using dimensionless micro-macro relationships has been proposed. The formulation of the multiscale DEM/FEM model employing the DEM and FEM in different subdomains of the same body has been presented. The coupling allows the use of partially overlapping DEM and FEM subdomains. The overlap zone in the two coupling algorithms is introduced in order to provide a smooth transition from one discretization method to the other. Coupling between the DEM and FEM subdomains is provided by additional kinematic constraints imposed by means of either the Lagrange multipliers or penalty function method. The coupled DEM/FEM formulation has been implemented in the authors' own numerical program. Good performance of the numerical algorithms has been demonstrated in a number of examples.

• Computers and Concrete
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• 제26권3호
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• pp.257-273
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• 2020

Concrete bond strength with steel re-bars depends on multiple factors including concrete-steel interface and mechanical properties of concrete. However, the hydration development of cementitious paste, and in turn the mechanical properties of concrete, are negatively affected by cold weather. This study aimed at exploring the concrete-steel bonding behavior in concrete cast and cured under freezing temperatures. Three concrete mixtures were cast and cured at -10 and -20℃. The mixtures were protected using conventional insulation blankets and a hybrid system consisting of insulation blankets and phase change materials. The mixtures comprised General Use cement, fly ash (20%), nano-silica (6%) and calcium nitrate-nitrite as a cold weather admixture system. The mixtures were tested in terms of internal temperature, compressive, tensile strengths, and modulus of elasticity. In addition, the bond strength between concrete and steel re-bars were evaluated by a pull-out test, while the quality of the interface between concrete and steel was assessed by thermal and microscopy studies. In addition, the internal heat evolution and force-slip relationship were modeled based on energy conservation and stress-strain relationships, respectively using three-dimensional (3D) finite-element software. The results showed the reliability of the proposed models to accurately predict concrete heat evolution as well as bond strength relative to experimental data. The hybrid protection system and nano-modified concrete mixtures produced good quality concrete-steel interface with adequate bond strength, without need for heating operations before casting and during curing under freezing temperatures down to -20℃.