• 대한건축학회논문집:구조계
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• 제34권1호
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• pp.11-18
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• 2018

An experimental study on the ultimate behaviors of the mild carbon steel (SPHC) fillet-welded connection is presented in this paper. Seven specimens were fabricated by the shielded metal arc welding (SMAW). All specimens failed by typical block shear fracture in the base metal of welded connections not weld metal. Block shear fracture observed in the base metal of welded connection is a combination of single tensile fracture transverse to the loading direction and two shear fractures longitudinal to the loading direction. Test strengths were compared with strength predictions by the current design equations and suggested equations by previous researchers. It is known that current design specifications (AISC2010 and KBC2016) and Oosterhof & Driver's equation underestimated overly the ultimate strength of the welded connection by on average 44%, 31%, respectively and prediction by Topkaya's equation was the closest to the test results. Consequently, modified equation is required to be proposed considering the stress triaxiality effect and material property difference on the block shear strength for base metal fracture in welded connections fabricated with mild carbon steel.

• 한국해양공학회지
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• 제37권3호
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• pp.111-121
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• 2023

This paper intends to introduce the applicability of HydroQus to a problem of a tanker collision against a semi-submersible type floating offshore wind turbine (FOWT). HydroQus is a plug-in based on potential flow theory that generates interactive hydroforces in a commercial Finite element analysis (FEA) code Abaqus/Explicit. Frequency response analyses were conducted for a 10MW capacity FOWT to obtain hydrostatic and hydrodynamic constants. The tanker was modeled with rigid elements, while elastic-plastic elements were used for the FOWT. Mooring chains were modeled to implement station keeping ability of the FOWT. Two types of fracture models were considered: constant failure strain model and combined failure strain model HC-LN model composed of Hosford-Coulomb (HC) model & localized necking (LN) model. The damage extents were evaluated by hydroforces and failure strain models. The largest equivalent plastic strain observed in the cases where both restoring force and radiation force were considered. Stress triaxiality and damage indicator analysis showed that the application of HC-LN model was suitable. It could be stated that applications of suitable failure strain model and hydrodynamics into the collision simulations were of importance.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.303-312
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• 2016

최근에 스테인리스강의 우수한 연성과 내식성 등의 재료적 특성으로 건축물의 구조용 강재로 적용하기 위한 많은 연구들이 수행되어 오고 있다. 특히, 니켈을 거의 함유하고 있지 않은 페라이트계 스테인리스강은 재료비 측면에서 니켈을 함유하고 있는 오스테나이트계 스테인리스강에 비해 저렴하고 탄소강에 비해서는 월등한 내식성능과 구조성능을 제공하기 때문에 그 사용성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 페라이트계 스테인리스강 용접접합부에 있어 용착금속이 아닌 모재 블록전단파단의 구조적 거동을 조사하기 위해 용접길이와 용접방법(아크, 티그)을 변수로 하여 단순인장 실험을 실시하였다. 용접접합부의 블록전단 거동은 용접에 의한 삼축응력효과 때문에 볼트접합부의 블록전단 거동과 상이하며, 현행설계기준식은 이러한 특성을 반영하지 못하고 있다. 티그용접 접합부의 변형능력과 최대내력이 아크용접 접합부보다 높게 나타났고, 현행기준식과 기존연구자에 의해 제시된 내력식에 의한 예측내력과 실험결과 최대내력을 비교 검토하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.50-60
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• 2023

BGA(ball grid array)는 높은 집적도와 우수한 방열 성능을 갖고 있어 널리 이용되는 방식의 패키지이다. BGA에서 솔더볼은 패키지와 PCB를 전기적으로 연결하는 중요한 역할을 하므로, 다양한 기계적 하중 하에서 솔더볼의 비탄성 변형을 이해하는 것은 반도체 패키지의 강건설계에 필수적이다. 본 연구에서는 공정 중 PCB의 휨, die와 substrate 간의 열팽창 계수 차이 등으로 인해 소성변형이 발생한 솔더볼의 초기 형상이 비탄성 변형과 파단에 미치는 영향을 유한요소 해석으로 분석하였다. 시뮬레이션 결과, shear와 bending 하중에서 tilted, hourglass 형상 모두 파단이 발생한 반면, compression 하중이 작용하는 경우는 모두 파단이 발생하지 않았다. Shear와 bending 하중에 compression이 각각 결합될 경우, 응력삼축비가 0보다 작은 값으로 유지되어 파단이 억제되었다. 또한 변형에 취약한 요소의 Lagrangian-Green 변형률 텐서를 이용해 비교한 결과, 동일한 하중 조건이라도 솔더볼의 형상에 따라 변형의 양상에 유의미한 차이가 있음을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.53-58
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• 2023

PIC 설계 방법은 선행 유한요소해석을 통해 하중 유형을 나누어, 각 구간마다 하중 유형에 강한 복합재료의 적층 각도 순서를 배치하는 방법이다. 기존 연구에서는 효율적으로 구간을 나누기 위하여 PIC 설계 방법에 머신 러닝이 적용되었으며, 학습 데이터는 선행 유한요소해석 결과 값을 통해 전체 요소의 일부인 참조 요소에서의 인장, 압축 그리고 전단과 같은 하중 유형으로 나누어 라벨링 되었다. 하지만 좌굴에 대해 고려되지 않아서 좌굴 발생 시, 적절한 하중 유형으로 나눌 수 없기 때문에 이를 해결하기 위한 방법이 필요하다. 본 연구에서는 좌굴이 고려되기 위한 새로운 하중 유형 분석 방법을 기존의 PIC 설계에 적용하는 기법(PIC-NTL)이 제안되었다. 좌굴의 하중 분석은 각 플라이(Ply)별 응력 3축 특성을 통해 진행되었으며, 요소의 두께 방향으로 동일한 크기의 두 영역으로 나누어진 판단 영역 내에서 결정된 하중 유형을 통해 대표 하중 유형이 지정되었다. 학습 데이터의 특성 값은 참조 요소의 좌표, 라벨(Label)은 각 판단 영역의 대표 하중 유형으로 구성되었으며, 이 데이터를 통해 머신 러닝 모델이 학습되었다. 머신 러닝 모델의 성능에 영향을 미치는 하이퍼파라미터는 베이지안 알고리즘을 통하여 최적 값으로 튜닝되었다. 튜닝 된 머신 러닝 모델의 중 SVM 모델이 가장 높은 예측률과 ROC-AUC로 나타났으며, 해당 모델을 통해 예측된 데이터가 유한요소 모델에 매핑되었다. 기존에 제안된 PIC 설계 방법과 비교하기 위하여 사각관 형태의 모델을 압축시키는 유한요소해석이 진행되었으며, 본 연구에서 제안된 설계 방법이 강도와 에너지 흡수율에서 더 우수함이 검증되었다.