• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.72-75
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• 2010

본 논문에서는 열탄점소성 손상과 접촉 문제의 효율적인 해석을 위하여 적응성 영역/경계 분할법을 제안하였다. 적응성 영역/경계 분할법은 시간 증분 또는 반복 기법 단계에서 열탄점소성 손상과 같은 재료 비선형성을 감안하여 부영역을 재설정하며, 접촉에 따른 경계 비선형성은 경계면을 통하여 부영역으로부터 독립적으로 분할한다. 분할된 각각의 부영역과 경계면을 기준으로 유한요소 정식화를 수행하며, 공유면 및 접촉 공유면의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 일부 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬에 국한된다. 수치 실험을 통하여 적응성 해석 알고리듬의 기본적인 특성과 효율성 향상에 대하여 분석하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.43-46
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• 2009

열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 적용하여 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 제안하였다. 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 대변형과 같은 기하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.2
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• pp.153-161
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• 2009

A domain/boundary decomposition method is applied for efficient analyses of thermo-elasto-viscoplastic damage and contact problems under the assumption of infinitesimal deformation. For the decomposition of a whole domain and contact boundaries, all the equality constraints on the interface and contact interfaces are restated with simple penalty functional. Therefore, the non-linearity of the problem is localized within finite element matrices in a few subdomains and on contact interfaces. By setting up suitable solution algorithms, the computational efficiency can be improved considerably. The general tendency of the computational efficiency is illustrated with some numerical experiments.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2004.05a
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• pp.96-96
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• 2004

고성능 섬유강화 복합재는 비강성과 비강도가 높고 내부식성과 피로특성이 우수하지만 외부에서 가해지는 하중에 의해 수지, 강화섬유와 수지와의 경계면, 적층 경계면 등에 육안으로 식별하기 어려운 손상이 유발될 가능성이 있으며 이로 인해 구조재로서의 역할을 하지 못하는 경우가 발생한다. 최근에는 외부하중으로 인해 복합재 구조재에 손상이 발생한 경우 자가치료제가 저장된 마이크로캡슐을 이용하여 손상을 보수하려는 시도가 행해지고 있다.(중략)

• Composites Research
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• v.36 no.1
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• pp.16-24
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• 2023

This paper presents a multi-scale progressive fatigue damage model incorporating the model for interfacial debonding between fibers and matrix. The micromechanics model for the progressive interface debonding was adopted, which defined the four different interface phases: (1) perfectly bonded fibers; (2) mild imperfect interface; (3) severe imperfect interface; and (4) completely debonded fibers. As the number of cycles increases, the progressive transition from the perfectly bonded state to the completely debonded fiber state occurs. Eshelby's tensor for each imperfect state is calculated by the linear spring model for a damaged interface, and effective elastic properties are obtained using the multi-phase homogenization method. The fatigue damage evolution formulas for fiber, matrix and interface were proposed to demonstrate the fatigue behavior of CFRP laminates under cyclic loading. The material parameters for the fiber/matrix fatigue damage were characterized using the chaotic firefly algorithm. The model was implemented into the UMAT subroutine of ABAQUS, and successfully validated with flat-bar UD laminate specimens ([0]₈,[90]₈, [30]₁₆) of AS4/3501-6 graphite/epoxy composite.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.3 no.2
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• pp.45-50
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• 1989

원유의 발견과 함께 북극의 개발이 활발해저왔고, 지역의 특수한 환경적인 요건으로 인해 시설물의 개발, 설치, 이동, 운용에 많은 어려움을 갖고 있다. 특히 빙산에 의한 극지 해안가의 해저면은 파이고, 손상되고, 변형된다. 북 알라스카의 해저면을 고르지 못하고, 불규칙하게 파이고, 손상된 형태를 보여주고, 특히 빙산의 활동이 활발한 지역과 시기에는 그 손상이 더욱 심하고, 자주 일어난다. 빙산에 의한 해저면의 홈은 빙산 해저 끝이 해저면에 접촉하여 해저 바닥을 파 나갈때 일어나는 현상이다. 빙산의 운동에너지는 해저면을 파 나가는 에너지로 변형되고, 그 힘이 평형하게 될 때까지 빙산의 운동은 계속된다. 빙산에 의한 해저면 손상은 극지 해안가의 해저시설물의 설계, 설치, 운용에 중대한 영향을 끼친다. 그러므로, 해저면 손상의 데이타 분석은 해안의 개발과 시설물의 설치에 큰 도움이 된다. 이 논문에서는 8년간에 걸친 약 십만개가 넘는 데이타를 토대로 알라스카 뷰오포트 해안가의 빙산에 의한 해저면 손상의 통계학적인 연구결과를 보여준다. 또한 각 변수의 최대치와 수심에 따른 변수의 최대 경계선을 추정하였고, 변수들의 상호관계를 연구하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.3A
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• pp.221-228
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• 2010

External bonding of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets has been widely accepted as a popular method for strengthening of deteriorated RC structures. The long-term behavior of CFRP-strengthened RC structure is often affected by that of the interface between CFRP sheets and concrete. This study aims at applying a viscoelastic model to describe the creep behaviour of the adhesive layer bonding CFRP sheet to concrete, the CFRP-concrete interface. Reviews of available models on concrete creep behavior have been first carried out and then new FE analysis model is proposed. The proposed FE analysis model based on the maxwell model has been verified by previous experimental results. It is shown that the creep effect of interfacial adhesive layer is very important on the long-term behavior of concrete structures strengthened with CFRP.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.13 no.5
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• pp.491-498
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• 2001

The failure phenomenon of overlaid concrete structures, such as surface crack and peel-off failure in the contact zone, was investigated due to temperature shock(rainfall). To investigate this failure phenomenon, the surface tensile stress, and the shear stress, the vertical tensile stress in the contact zone were analysed using the non-linear stress-strain relationship of material such as strain-hardening- and strain-softening diagrams. Rainfall intensity, overlay thickness and overlay material were the main variables in the analyses. It is assumed that the initial temperature of overlaid concrete structures was heated up to 55$\^{C}$ by the solar heat. With a rain temperature 10$\^{C}$ and the rainfall intensity of nR=1/a, tR=10min, 60min, the stress states of overlaid concrete structures were calculated. The result shows that only fictitious cracks occurred in the overlay surface and no shear bond failure occurred in the contact zone. The vortical tensile stress increasing with overlay thickness was proved to be the cause of peel-off failure in the contact zone. The formulae for relationship between the vertical tensile stress and overlay thickness, material properties were derived. Using this formulae, it is possible to select proper material and overlay thickness to prevent failure in the contact zone due to temperature shock caused by rainfall.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.14 no.5
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• pp.766-773
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• 2002

The failure phenomenon of overlaid concrete structures, such as surface crack, and peel-off failure, shear bond failure in the end contact zone, was investigated due to humidity changes. To investigate this failure phenomenon, the surface tensile stress, and the shear stress, the vertical tensile stress in the contact zone were analysed using the non-linear stress-strain relationship of material such as strain-hardening- and strain-softening diagrams. Overlay thickness and overlay material were the main variables in the analyses. It is assumed that the initial surface humidity of overlaid concrete structures was 100％ r.H. With a atmospheric humidity of 55％ r.H. and two load cases for drying(LCI), curing and drying(LC2), the stress states of overlaid concrete structures were calculated. The result shows that only fictitious cracks occurred in the overlay surface of CM2O, ECM25, and no shear bond failure occurred in the contact zone without CM2O. The peel-off failure was proved to be the main cause of the damage in the overlaid concrete structures. Only for overlay thickness of 1cm occurred no peel-off failure in the case of drying after a long-term public use(LC1). In the case of curing and drying during overlay work(LC2) occurred the peel-off failure within 1.5days for all the overlaid concrete structures.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.9 no.5
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• pp.157-164
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• 1997

일반적으로 콘크리트와 철근간의 경계면을 나타내는 유한요소법에는 균열의 부근에서 발생하는 부착열화 현상을 고려하지 않고 있다. 이것은 균열 부근에서 과도한 부착을 초래하고 , 국소 변형과 균열의 진전에도 영향을 준다. 본 연구에서는 철근콘크리트 구조물의 균열부근에서 일어나는 부착거동의 변화를 고려한 비선형 부착응력-미끄럼 모델을 제안하였다. 철근과 콘크리트간의 경계면에는 링크요소를 이용하였고, 링크의 특성은 철근을 가로지르는 균열의 상태에 따라 변하도록 조정하였다. 균열의 형성상태를 정량화하고, 부착거동을 두 포락선 1) 균열로부터 충분히 떨어진 위치에서의 부착상태를 모델링한 외연포락선, 2)횡균열면에 있어서의 부착상태를 모델링한 내연포락선의 사이에 변이시키기 위하여 비국소적 손상도 개념을 도입하였다. 이 방법의 유효성을 알아보기 위하여 편재하중을 받는 T형 교각의 실험 및 해석결과를 제시하였다. 제안된 모델의 결과를 실험결과와 비교하여 본 모델의 유용성을 검증하였다.