• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.6 no.4
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• pp.92-101
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• 1994

A new analytical model is proposed to better understand the transfer bond performance in a prestressed pretensioned concrete beam. The transfer length is divided into an elastic and a plas tic zones in this model. The bond stress is assumed t.o increase proportionally with the slip t.o the lirnit of maximum bond stress within the elastic zone and remains at a constant maximum value wthin the plastic zone. Four main stress patterns: bond stress, slip, steel stress, and concrete stress distributions within the transfer length are obtained precisely. The total transfer length al\ulcornerd free-end slip obtained here give a close comparison to the test results by Cousins et al.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.729-732
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• 2010

본 논문에서는 이산 변수 최적화에 적합한 유전 알고리듬을 이용하여 복합재 적층 패치의 최적강도설계를 수행하였다. 기저판(substrate)와 접착제(adhesive), 그리고 복합재 적층 패치로 이루어진 구조물에서 패치의 강도를 효율적으로 구하기 위해서 응력 함수 기반의 해석적 방법을 도입하였다. 면외 방향의 응력 함수를 가정하여 가상 공액일의 법칙(complementary virtual work principle)에 적용하였으며, 복합재 패치의 자유 경계조건으로부터 면내 방향의 응력함수를 결정하였다. 응력 함수를 통하여 구한 층간 응력 값은 자유 경계 효과를 잘 나타내었고, 이를 이용하여 패치의 강도 해석을 수행하였다. 강도 해석 시, 복합재 패치의 파괴 기준은 면내 응력들에 대해서는 최대 응력 척도를 사용하였으며, 층간 응력들에 대해서는 quadratic delamination 척도를 사용하였다. 유전 알고리듬을 이용한 최적강도설계 과정에서는 임의의 염색체가 주어진 적층 구속 조건을 만족할 수 있게 수정(repairing)하는 과정을 도입하였다. 또한 다수의 전역해(global optima)를 효과적으로 찾기 위해서 multiple elitism 기법을 도입하였다. 응력 함수 기반의 강도 해석방법과 유전 알고리듬과의 연계를 통한 복합재 적층 패치의 강도최적설계 기법은 패치 구조물의 해석 및 설계에 있어서 효율적인 도구로서 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.23 no.2
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• pp.191-198
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• 2010

This study investigated that the stress reduction of single edge cracked plates with patch repairs according to different type of patching such as material, size and thickness of patch and adhesive as well as single sided or double sided patches. As a numerical tool, the p-convergent partial layerwise model has been employed. The proposed model is formulated by assuming piecewise linear variation of in-plane displacement and a constant value of out-of-plane displacements across thickness. The integrals of Legendre polynomials are chosen to define displacement fields and Gauss-Lobatto numerical integration is implemented in order to directly obtain maximum values occurred at the nodal points of each layer without other extrapolation techniques. Also, total strain energy release rate method is adopted to obtain stress intensity factors. Numerical examples are presented not only to demonstrate the stress reduction effect in terms of non-dimensional stress intensity factor and deflection with respect to different type of patch repairs, but also the accuracy of proposed model.

• Journal of Welding and Joining
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• v.17 no.1
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• pp.104-115
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• 1999

There have been many studies on the two dimensional thermo-elasto-plastic analysis in welding process, mostly from viewpoint of residual stresses. In this study, the temperature distribution, transient thermal stress, and angular distortion during bead-on-plate gas metal arc welding of rectangular plates were analyzed by using the finite element method. A nonlinear heat transfer analysis was first performed by taking account of the temperature-dependent material properties and convection heat losses on the surface. This was followed by a thermo-elasto-plastic stresses and distortion analysis that incorporates the constrained boundary condition of the two dimensional solution domain to get the three dimensional size effect of the plate. The constrained boundary conditions adopted in this study were the constant displacement condition over the whole two dimensional section for axial movement in the welding direction, and the force boundary condition for rotational movementof the domain around the axis of the welding direction. It could be revealed that the theoretical predictions of the angular distortion have an improved agreement with the experimentally obtained data presented in the previous study.

• Proceedings of the Korean Society for Rock Mechanics Conference
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• 2007.03a
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• pp.112-121
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• 2007

지보재의 파괴가 고려된 터널의 안전율을 산정하기 위해 허용응력 설계법에 기초하여 숏크리트 내에 발생하는 응력이 허용응력을 초과하면 숏크리트가 파괴된다고 가정하고, 전단강도 감소기법을 이용하여 수치해석적(2차원)으로 구하는 방법이 유광호 등(2005)에 의해 제시되었다. 하지만 허용응력 설계법에 근거한 방법은 숏크리트의 허용 휨응력을 과소평가하여 터널의 안정성 및 안전율을 과소평가하는 경향이 있다. 따라서 본 논문에서는 숏크리트의 파괴거동을 갱도모형실험을 통해 확인하고 3차원 수치해석에 의해 검증하였다. 갱도모형실험에 사용된 터널은 실제 터널의 거동을 모사하기 위해 폭 3.3m, 높이 2.9m, 깊이 0.5m의 마제형으로 제작되었다. 지보재인 숏크리트는 거푸집을 이용하여 타설하고 28일간 양생하였고 7개의 실린더와 30cm의 모래 뒷채움을 이용하여 지보재에 최대한 등방하중이 가해질 수 있도록 하여 실험을 수행하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.5
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• pp.1611-1619
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• 1991

본 연구에서는 Hilton과 Sih의 경우를 확장 적용하여 Fig. 1(b)와 같이 탄성 층 내부에 존재하는 중앙균열선단의 응력확대계수 산출을 위하여 균열부위를 제외하고 는 섬유층과 레진층이 완전히 접착되었다고 가정한 모델을 다음과 같이 설정하였다. 중앙균열을 내재하고 있는 복합재료의 역학적 거동을 해석하기 위하여, 접착레진을 주 로하는 층(resin rich layer)을 중심으로 하여 상하 각1개의 섬유 (fiber)층과 균질한 특성을 갖는 복합재료의 층으로 단순화 하였으며, 이러한 단순화는 적층재에서의 균열 주위의 국부응력을 해석하기 위한 것으로서 복합재료는 레진층이나 섬유층에 비하여 매우 두꺼우므로 반무한체로 이상화 하였다. 선형탄성 이론에 의하여 혼합 경계조건 문제(mixed boundary value problem)로 부터 제2종 Fredholm적분방정식(fredholm int- egral equation of a second kind)을 유도하였으며 수치해석적인 방법에 의하여 응력 확대계수를 구하였다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• v.16 no.1
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• pp.55-61
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• 1988

목재(木材)의 응력(應力)과 변형(變形)에 미치는 함수율 및 온도변화의 효과를 유한요소(有限要素) 분석법에 의해 측정하였다. 목재는 춘재(春材) 및 추재(秋材)를 나타내는 층구조(層構造)의 원통형(圓筒形)으로 모델화 하였으며, 선형적(線形的) 탄성체(彈性體) 그리고 원통형(圓筒形) 이력성(異方性) 재료로 가정하였다. 경단면(徑斷面)에서의 변형(變形)은 함수율 및 온도와 밀접한 관매가 인정되었으며, 최대(最大)의 압축응력(壓縮應力)은 최내층(最內層)인 만재층(晩材層)에서 일어났다. 또한 최대의 촉단면응력(觸斷面應力)은 춘재부(春材部)의 최내층(最內層)에서 일어났다. 경단(徑斷) 방향(方向)과 촉단방향(觸斷方向)의 응력간(應力間)의 차이는 외층(外層)에서 가장 크게 나타났으며 이와같은 응력(應力)의 차이가 변형(變形)을 일으키는 주요인(主要因)임이 밝혀졌다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.161-169
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• 1999

이방성체의 평면내 직선균열에 대한 균열선단부근의 응력과 변위의 분포는 어떠한 균열체의 형상 및 하중조건에 대해서도 응력확대계수라는 하나의 매개변수로서 나타낼 수 있다고 하는 것이 파괴역학에서 보편화되어 있다. 그러나 많은 경우에 있어서 급수전개식의 이어지는 항은 정량적으로 중요하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 항을 유도하고 이것이 균열진전방향에 미치는 영향에 대하여 검초하였다. 이를 위하여 단축하중을 받는 직방성균열체의 해석을 수행하며 재료는 균질이방성체라고 가정하였다. 급수전개식에서 2차항의 영향을 고려하기 위하여 균열선단에서의 응력의 분포를 재해석하였으며, 2차항의 사용은 정확한 균열진전방향의 결정을 위해서 매우 중요함을 보였다. 초기균열진전각도의 결정을 위해서 수직응력비이론을 적용하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.1
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• pp.25-31
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• 2011

In the tensile test necking occurs at the maximum load point and non-uniform stress state is generated in this section. The equivalent stress becomes quite different from the axial stress as necking proceeds. Methods for obtaining the true stress-true strain curves, by overcoming difficulties due to the necking phenomena, have been developed by many authors. One of the methods based on the finite element analysis simulation is a very promising method. In this paper, general-purpose finite element program is used to simulate the tensile test. A round specimen and a flat specimen prepared from the same steel block are tested and simulated. The true stress-true strain curves are determined without assuming that the material follows Hollomon's law.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.39 no.2
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• pp.61-68
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• 2002

From the viewpoint of linear fracture mechanics, the crack propagation behavior of two different structures having the same K-a relationship could be considered identical. In this study the stress distribution in an infinitely wide cracked plate with the same K-a relationship as in a real structure is defined as the equivalent stress distribution. Fatigue life of a real structural element can be predicted by applying the equivalent stress distribution to a simple structural element, and performing a fatigue crack propagation analysis. The K-a relationship for a structural member can be estimated by a finite element method or a simplified prediction method. The validity to obtain effective crack driving stresses by using the equivalent stress-distribution is examined.