• 대한토목학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.919-930
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• 2014

본 연구에서는 화이버 단면 요소를 이용하여 강재 보강된 숏크리트 합성부재의 하중지지력과 거동을 수치해석적으로 평가하였다. 강재 보강된 숏크리트 합성단면은 여러 개의 화이버로 분할되고, 각 화이버에 정의된 비선형 응력-변형률 관계에 의해 내력을 결정하게 된다. 사용된 유한요소모델의 검증을 위해 수치해석에 의한 숏크리트 라이닝의 하중-변위 변화를 기존 실험연구결과와 비교하였고, 이를 수치해석에 의한 강재와 숏크리트의 응력분포를 이용하여 함께 분석하였다. 그 결과 제안된 해석방법이 강지보와 숏크리트의 재료 비선형성을 고려하여 전체 거동과 강재 및 숏크리트 각각의 하중 저항력을 실질적으로 평가할 수 있음을 보였다. 또한, 단면 내 응력분포로부터 중립축 변화와 강재 및 숏크리트 각각의 휨 하중 분담률을 도출하였다. 하중 변화에 따른 강재의 휨 하중 분담률 변화를 확인하였고, 이를 통해 숏크리트 라이닝 설계에 강재의 휨 저항성능을 고려하는 것이 필요하다고 판단하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.373-383
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• 2006

거푸집용 데크 플레이트를 사용하는 일방향 슬래브는 구조형식상 4변을 강성이 다른 철골보로 지지된 플레이트 요소이지만 일반실무에서는 철근콘크리트구조 설계기준을 적용하여 일정폭을 가진 연속보로 간주하여 근사적인 해석법을 사용하고 있다. 거푸집용 비합성데크 일방향 슬래브를 지지하고 있는 철골보는 지지형태 및 위치에 따라 서로 다른 처짐이 발생되는 탄성지점으로서 지점별로 발생되는 휨모멘트 값큰 차이가 난다. 따라서, 본 연구는 단부의 부동처짐 효과를 고려한 근사해석법상의 휨모멘트 계수를 합리적으로 산정하기 위하여 다양한 해 석모델을 가정하였으며, 해석상의 변수로는 고정하중에 대한 활하중의 비율, 스팬별 활하중의 배열(패턴재하) 및 스팬길이를 고려하였다. 또한 해석방법으로 3차원 플레이트 유한요소해석, 이차원 탄성지점해석, 이차원 무한강성지점해석, 설계기준상의 근사해석을 각각 적용하여 결과값을 비교 분석하였다.

• 터널과지하공간
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• 제8권4호
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• pp.321-331
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• 1998

기술적으로 타당성이 있는 설계와 안전하고 경제적인 시공을 달성하기 위하여 필요한 터널해석의신빙성 확보는 굴착 및 보강작업으로 이루어진 일련의 시공과정을 역학적으로 파악해야 하고 암반과 지보재의 반응 거동에 대한 이해가 선행되어야 한다. 따라서 터널의 굴착으로 야기되는 암반거동과 지보재의 반응거동에 관한 연구를 위해 이론해와 유한요소 프로그램을 사용하였다. 암반-지보 반응거동의분석 결과 숏크리트의 물성에 대한 영향을 정량적으로 파악할 수 있었다. 단계별 굴착단계를 모사한 3차원 유한요소 해석을 통하여 지반 물성치와 무지보 굴착길이 그리고 측압계수가 하중분담율에 미치는 영향분석을 통하여 하중분담율을 결정할 수 있었다. 이러한 인자들의 경향을 파악함으로써 실제 터널 해석에 적용할 수 있을것이라 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권9호
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• pp.35-45
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• 2011

본 연구에서는 터널 지보재의 거동을 전기펄스를 이용한 계측 시스템인 TDR센서를 이용하여 파악하고자 하였다. 터널 지보재의 거동을 파악하기 위해 먼저 구리테이프를 TDR센서의 계측재료로 이용하여 터널 지보재에 설치하기 위한 제작기법에 대해 연구하였다. 그 결과 구리테이프의 상부에 유리테이프, 하부에 스티로폼+전자파 차단시트를 설치했을 때 TDR센서의 민감도가 적절했고 노이즈 발생량도 적었다. PVC파이프 터널모형단면을 통해 단면의 강성과 지점 조건에 따라 데이터의 형태가 어떠한 경향을 나타내는 지 확인할 수 있었다. 이는 실제 현장에 구리테이프를 이용하여 터널 지보재의 거동을 정확히 파악하기 위해서는 지보재의 강성과 지점 조건을 현장과 동일하게 하여야 함을 알 수 있었다. TDR데이터와 유한요소해석과의 비교를 통해 TDR센서를 이용하여 터널의 거동을 파악할 수 있음을 알 수 있다. TDR데이터를 통해 지보재의 변형을 정성적으로 파악할 수 있고, 응력과 변형률 관계를 통해 지보재의 부재력까지 파악할 수 있을 것으로 기대된다.

• 전산구조공학
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• 제11권1호
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• pp.179-190
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• 1998

두개의 케이블요소를 이용한 3차원 케이블망의 정적 비선형 유한요소해석기법을 제시한다. 먼저, 공간 트러스요소와 탄성현수선 케이블요소(elastic catenary cable element)의 접선강도행렬과 질량행렬을 유도하는 과정을 간략히 요약한다. 지점 변위를 일으키고 자중을 받는 케이블망의 초기평형 상태를 결정하기 위하여, Newton-Raphson 반복법에 근거한 하중증분법과 현수케이블요소를 적용하는 경우에 viscous damping을 고려한 dynamic relaxation법을 제시한다. 또한 초기의 정적평형상태를 기준으로 추가하중에 대한 케이블망의 정적 비선형해석을 수행한다. 지점변위와 외력을 받는 케이블 구조에 대하여 비선형해석을 수행하고, 해석결과들을 기존의 문헌의 결과와 비교, 검토하므로써 본 논문에서 제시한 이론 및 해석방법의 타당성을 입증한다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제5권2호
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• pp.165-185
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• 2013

In the present study, the numerical and experimental investigations were performed on the backfill- exterior wall-fluid interaction systems in case of empty and full tanks. For this, firstly, the non-linear three dimensional (3D) finite element models were developed considering both backfill-wall and fluid-wall interactions, and modal analyses for these systems were carried out in order to acquire modal frequencies and mode shapes by means of ANSYS finite element structural analysis program. Secondly, a series of field tests were fulfilled to define their modal characteristics and to compare the results from proposed approximation in the selected structures. Finally, comparing the theoretical predictions from the finite element models to results from experimental measurements, a close agreement was found between theory and experiment. Thus, it can be easily stated that experimental verifications provide strong support for the finite element models and the proposed procedures themselves are the meritorious approximations to the real problem, and this makes the models appealing for use in further investigations.

• Ocean Systems Engineering
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• 제4권4호
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• pp.279-291
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• 2014

Smart flanges are used for pipeline and riser repair in subsea. In a typical case in the gas export pipeline project, the end cap bolts of a 4inch smart flange were broken during operation, and in turn leakage occurred. This work presents the detail of three dimensional finite element analysis of the smart flange to support the observed end cap bolts failure. From finite element analysis it turns out that in the presence of external bending moment, an uneven contact distribution is present between seal and end cap, which in turn changes the uniform load distribution on bolts and threaten the integrity of bolts. On the other hand, 3D finite element analysis of interaction between pipeline and seabed is presented by means of Abaqus to explore the distribution of bending moment along the pipeline route. It is found that lateral buckling occurs in the pipeline which introduces large bending moment.

• 소성∙가공
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• 제21권7호
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• pp.447-452
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• 2012

This paper is concerned with forming of Al-Zn-Mg-Sc aluminum alloy bolts, focusing on the effects of heat treatment and age-hardening on the formability and ductile damage evolution. Both experimental and finite element studies were performed. From the experiments, it is observed that the heat treatment or the normalization of Al-Zn-Mg-Sc aluminum alloy increases its formability dramatically resulting in successful bolt forming, while the effects of age-hardening at room temperature on the stress-strain relationship and formability are not very critical. Deformation characteristics such as distribution of effective stress and strain, material flow, and ductile damage evolution during bolt forming are examined using a commercial finite element package, Deform-2D. It should be noted that the extrusion load predicted by the finite element method matches well the experiment results. The finite element predictions on the deformation characteristics support the experimental observations such as fracture of bolt head flange, material flow, and distribution of hardness.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.151-158
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• 2002

In the present design concept, the nonlinear behaviour of bridges is at lowed under large earthquake. The nonlinearity is, however, localized like pier, bearing, etc. Especially, pier columns are most important members for seismic performance. It is, however, difficult to solve the problem how the nonlinearity of columns should be modelled. In this study, the fiber element is used for modelling pier column. The element is a kind of structural elements like frame element, and it can model the distributed plasticity of plastic hinge. A 3 span continous bridge is taken for seismic analysis. First, the nonlinear static analysis the column at fixed support are performed so that the characteristics of column is analyzed. Second, Linear and nonlinear dynamic analysises using simplified model for longitudinal direction are carried out and the results are analyzed.

• 한국지진공학회:학술대회논문집
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• 한국지진공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.141-146
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• 2002

In the present design concept, the nonlinear behavior of bridges is allowed under large earthquake. Therefore, demands for nonlinear analyses of bridges are increased more and more especially in the area of seismic assessment. It is, however, difficult to solve the problem how the nonlinearity of columns should be modelled. In this study, the fiber element Is adopted for model ins pier column. The element is a kind of structural elements like frame element, and it can model the distributed plasticity of plastic hinge. A 3 span continuos bridge is taken for seismic analysis. First, the nonlinear static analysis the column at fixed support are performed so that the characteristics of column is investigated. Second, the nonlinear dynamic analyses of the full bridge model is performed, considering 3 directional earthquake excitations.