• 대한기계학회논문집A
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• 제36권9호
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• pp.985-996
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• 2012

면외 기계적하중과 면내 전기적하중을 받는 압전재료에서 비정상적으로 전파하는 전기투과형 균열에 대하여 연구하였다. 비정상적으로 전파하는 균열에 대한 평형방정식을 개발하였고 근접해법으로 투과형균열에 대한 응력장 및 변위장을 얻었다. 압전상수, 유전율 그리고 균열선단속도 및 응력확대계수의 시간 변화율이 비정상적으로 전파하는 균열선단부근의 응력 및 변위장에 미치는 영향을 명확히 나타내었다. 이러한 응력장과 변위장을 사용하여 비정상적으로 전파하는 균열선단의 응력장 및 변위장의 특성에 대하여 토론하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.253-256
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• 2011

본 논문에서는 표면효과와 비선형 탄성효과를 고려한 FCC 나노박막의 순차적 멀티스케일 해석 모델을 제시한다. 표면에서의 구성방정식은 표면응력과 표면탄성계수를 이용하여 선형으로 표시되며, 표면효과를 나타내기 위한 표면물성들은 EAM 포텐셜을 이용한 원자적 계산 방법으로 계산된다. 두께가 얇은 나노박막은 표면응력으로 인하여 면내 방향으로 수축 또는 인장의 변형이 발생하게 된다. 나노박막의 평형상태에서의 변형율은 두께가 얇은 박막의 경우 재료가 선형 탄성 영역을 벗어나는 값을 가지는 경우가 많으므로 나노박막의 해석시 벌크 영역의 비선형 탄성 효과를 고려해야 한다. 이러한 비선형 탄성 효과를 고려하기 위해 본 연구에서는 FCC 구조를 가지는 금속의 비선형 탄성 모델을 제시하고, EAM 포텐셜로 계산된 응력과 탄성 계수를 이용하여 매칭 기법을 통하여 비선형 탄성 모델의 계수들을 결정한다. 또한 Cauchy-Born Rule 모델과 분자동역학 전산모사를 통하여 본 연구에서 제안된 비선형 탄성 모델에 대한 검증을 수행한다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권5호
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• pp.435-445
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• 2007

선체는 기본적으로 얇은 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 이들 중 상당수는 유공을 가진 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용), 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용), 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이들 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 최종강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도 재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법(ANSYS)을 사용하여 종방향 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비, 웹 치수, 웹 두께 그리고 보강재 단면을 변화시켜가며, 최종강도 시리즈 해석을 수행하고, 최종강도 예측 설계식을 제안하였으며, 식의 정도성을 검증하기 위하여 유한요소해석 결과와 비교하여 정도를 확인하였다. 제안된 설계식은 초기구조설계 시 유공보강판의 최종강도 계산에 유용하게 사용되리라 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.9-20
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• 2019

국내에서의 지진과 같은 자연재해의 발생횟수가 증가하고 있다. 이에 따라 재해, 재난 환경에 적합한 임시거주공간 혹은 피난시설의 필요성이 증대되고 있다. 본 연구에서는 경량 복합패널을 이용하여 기존 피난시설과는 차별화된 구호주거를 제작하고자 하였다. 이를 위해 경량 복합패널에 대한 구조적 성능을 검증하고자 하였으며, 패널에 대한 성능 시험 방법 중 ASTM E72 기준에 따른 면내 전단 강도 실험을 진행하였다. 실험 결과, 각 실험체가 면내 하중을 받을 때의 최대하중을 알아내었다. 모든 실험체는 가력 부분의 패널이 찢어지면서 실험이 종료되었다. 실험체의 초기 강성은 계산을 통해 예측한 강성과 일치하였다. 하지만 패널의 특성인 국부적인 찌그러짐과 찢어짐으로 인해 강성저하와 최종파괴가 발생하였다. 개구부가 있는 실험체들은 개구부의 위치와 형태에 따라 기본 실험체와 강성과 강도에서 차이를 보였다. 또한 모든 실험 결과를 종합하여 패널이 받는 최대하중과 힘을 받는 면적이 비례한다는 것을 확인하였다. 이를 통해 실험체들의 극한전단응력을 계산하였으며, 평균 극한전단응력을 산정하였다. 경량 복합패널의 평균 극한전단응력은 $0.047N/mm^2$이며, 이 값을 통해 패널의 면적에 따른 허용하중을 합리적으로 예측할 수 있는 근거를 제시하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권3호통권46호
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• pp.269-279
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• 2000

차량하중의 증가 및 부식 등에 의해 손상된 강교량 구조물들은 보수 보강이 요구되어진다. 손상부채를 보수 보강하는 방법은 단면결손이 없다는 장점을 가진 용접에 의한 보수방법이 유리하다. 3차원 탄소성해석 결과를 토대로 공용중 보수용접에 의해 생기는 응력과 변형의 거동에 대해 연구하였다. 균열이 있는 부재에 하중만 작용할 경우 과도 응력의 크기는 보수용접균열길이 및 균열깊이가 큰 순으로 크다. $80MPa({\sigma}_y/3)$ 및 $140MPa({\sigma}_a)$의 응력 작용시 보수용접에 의해 발생되는 응력의 크기는 무응력 상태에서 보수용접시 발생되는 응력의 크기와 하중재하에 의해 생긴 응력의 크기의 합과 비슷하다. 응력 작용시 보수용접에 의해 발생되는 용접선방향 인장과도응력 성분은 부재폭에 대한 균열 길이비(1/b)가 커지면 커짐을 알 수 있다. 또한, 응력 작용시 보수용접에 의해 발생되는 용접선 직각방향의 면내수축변위의 크기는 보수용접길이가 긴순으로 크다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.304-307
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• 2009

본 논문에서는 3차원 모델링을 이용하여 원공을 갖는 알루미늄 판의 패치 보강효과에 대해 알아보고자 한다. 구조물의 노후화로 인해 높은 응력을 받는 부재의 응력 특이점에서 내구력이 급격하게 저하되거나 때로는 부재의 정적파괴를 유발시키는 원인을 제공한다. 이로 인해 과거에는 손상된 모재에 보강 재료를 연결시키기 위하여 리벳 또는 볼트와 같은 기계적 연결을 통해 보강하였으나 최근에는 접착패치보강 기법이 그 주류를 이루고 있다. 패치 보강시 일면 패치 보강으로 인하여 면외 휨 효과가 발생된다. 판의 두께 방향에 따른 응력집중계수를 별도로 분석하였다. 기존의 3차원 솔리드 요소는 해의 정확성은 뛰어난 반면에 상당한 컴퓨터 시간을 요구하는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해서, 본 논문에서는 각 층의 변위장을 2차원 형상함수와 1차원 형상함수의 조합으로 구성하여, 면내거동에 대한 p-세분화와 면외거동에 대한 p-세분화를 분리시키는 방식을 취한다. 또한, 에너지 함수의 적분시 Gauss-Lobatto 적분법을 사용하여 절점의 위치에서의 응력점을 구하는 경우, 외삽과정을 계산하는 단계를 생략하면서도, 해의 정확성 측면에서는 거의 차이가 없기 때문에 좀 더 효율적인 수치적분이 될 수 있다.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권1호
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• pp.1-8
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• 2011

이차원 구조물의 열응력 및 기계적 삭마 과정 해석을 위하여 영역/경계 분할법에 근거한 유한요소법을 적용하여 열구조 연계 정식화를 수행하였다. 삭마 재료 거동의 온도 의존성과 열분해 반응으로 인한 재료 비선형성 및 열복사와 같은 비선형 경계 조건을 일부 부영역과 공유면에 한정할 수 있다. 문제를 단순화하기 위해 열화학적 삭마 효과는 고려하지 않았으며, 기계적 삭마에 따른 표면 후퇴 판정 기준으로 열응력 해석을 통한 최대 면내 전단 응력을 선택하였다. 간단한 수치 실험을 수행하여 제안된 기법의 신뢰성에 대한 분석과 기계적 삭마 과정의 기본적인 경향을 파악하였다.

• Composites Research
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• 제13권5호
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• pp.37-43
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• 2000

본 연구는 면내 전단력을 받으며 수직보강재가 설치된 직교이방성판의 탄성좌굴거동해석에 관한 것으로서, 판의 네 변은 단순지지 되었다고 가정하였으며, 등간격으로 배치된 보강재는 비틀림강성을 무시한 보요소로 간주하였다. 수직보강된 직교이방성판의 좌굴해석식은 Rayleigh-Ritz법을 사용하여 유도하였다. 유도된 좌굴해석식을 사용하여 수직보강된 직교이방성판의 좌굴응력의 한계값을 구해 그래프로 제시하였으며, 이 결과를 사용하여 수직보강재가 한 개 또는 두 개 설치된 판의 전단좌굴응력이 최대가 되도록 하기 위해 보강재에 요구되는 휨강성을 구하여 그래프로 제시하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.314-317
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• 2010

본 논문에서는 p-수렴 천이요소의 층별이론을 사용하여 균열을 갖는 적층판의 팻취보강 효과에 대해 알아보았다. 이 모델의 면내 변위는 각 구간별로 연속인 선형변화로 가정하였고, 두께방향으로의 면외 변위는 일정한 상수로 가정하여 적용하였다. 변위장의 정의는 적분형 르장드로 다항식을 적용하였다. 또한 에너지 방출률법과 VCCT 방법을 사용하여 응력확대계수를 산출하였다. 수치적분은 별도의 외삽법 없이 각층별의 절점에서 방생하는 적분 값을 바로 얻을 수 있는 가우스-로바토 적분법을 사용하여 계산하였으며, 수치예제를 통해 제안된 모델의 정확도와 기존의 3차원 고체요소를 사용한 것보다 동일한 정확도를 얻기 위해 휠씬 적은 요소 및 자유도가 사용됨을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권6호통권67호
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• pp.629-637
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• 2003

본 논문은 강교량에서 큰 응력범위가 발생하는 위치에 불가피하게 존재하는 가장 일반적인 피로 취약 상세인 면내 거셋 용접부에 대한 3단계에 걸친 피로 시험 결과를 분석 평가 하였다. 플랜지 및 부착물의 두께, 부착물의 길이와 적용강재를 변화시킨 총 57개의 피로 시험편이 제작되어 인장피로시험이 수행되었으며, 1단계 시험에서는 실물크기 및 시험체에 대한 피로 실험도 수행되었다. 실험 결과로부터 현 설계기준에 제시된 대상상세에 대한 피로강도 기준의 적정성을 평가하고, 플랜지와 용접 연결된 부착물의 두께, 길이 등의 기하학적 형상 및 적용강재의 강도가 피로강도에 미치는 영향과 균열의 발생 및 진전 거동 특성을 규명하였다. 외국의 피로실험 자료와 비교 분석한 결과 강재가 서로 달라도 유사한 피로강도를 갖는 것으로 나타났으며, 이는 강종 보다는 기하학적 형상 및 용접관련사항이 피로강도에 미치는 영향이 크다는 것을 나타내며, 형상에 따라 응력집중계수의 차이가 매우 커서 거셋 부착부의 변화부 반경, 길이 및 플랜지의 폭에 따라 상세분류를 좀더 세분화 할 필요가 있는 것으로 나타났다.