• 제목/요약/키워드: 소성해석법

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전자기 성형에서의 변형률 속도 효과 해석 (Analysis of the Strain Rate Effect in Electro-Magnetic Forming)

  • 곽신웅;신효철;이종수
    • 대한기계학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1043-1058
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    • 1990
  • 본 연구에서는 전자기 성형법에 의한 원통형상의 가공재의 자유 확관성형 가 공에 대해서 유한요소해석법을 이용한 변형 및 응력해석을 수행하였다. 탄소성 재료 모형을 확장하여 변형 경화율이 변형률 및 변형률 속도의 지배를 받는 변형률 속도 종 속 탄소성 재료 모형을 도입하였고, 1차 제하 이후까지 포함하여 고속 성형시 변형률 속도 효과에 의해 발생하는 현상들에 대해서 연구하였다.결과의 비교 및 논의를 위 하여, 해석대상과 성형조건, 그리고 가공재에 작용하는 자기압력은 Suzuki의 것과 동 일한 것을 사용하였다.

CEL 기법을 이용한 유한 요소 해석에서 지반의 극한 파괴 상태 감지를 위한 정량적 물리량 기준 (A Quantitative Physical Parameter for Detection of Ultimate Failure State of Soil Using CEL Method in Finite Element Analysis)

  • 김성민;이주형;정영훈
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제34권12호
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    • pp.59-69
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    • 2018
  • 한계평형법 이론들을 사용하기 위해서는 극한 파괴 상태에서 나타나는 파괴 전단면을 찾아야 한다. 강도 감소법에서는 유한요소해석의 수치해가 일정 반복 횟수 이내에 수렴하지 못하는 시점을 극한 파괴 상태로 정의한다. 하지만 Coupled Eulerian-Lagrangian (CEL)기법을 유한요소해석에서 사용하면 극한 파괴 상태에 도달하여도 수치해의 비수렴 상황이 발생하지 않으므로 이러한 정의는 사용하기 어렵다. 본 연구에서는 CEL 기법을 이용한 유한요소해석에서 지반의 극한 파괴 상태를 감지할 수 있는 객관적인 물리량 기준을 제시하였다. 비배수 조건의 연약지반이 연속기초 하중을 받는 경우 극한 파괴 상태에 해당하는 이론적 하중에서 소성 소산 에너지의 변화속도가 민감하게 변화함을 찾을 수 있었다.

반복 축 하중을 받는 트러스 요소의 탄소성 좌굴거동 해석기법에 관한 연구 (Analytical Method for Elastoplastic Behavior of Truss element under Cyclic Axial Loading)

  • 백기열
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.377-387
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    • 2008
  • 트러스 구조는 단면의 효율이 높고, 단순하면서도 합리적인 형태로 사용될 수 있어 입체적인 대공간 구조의 지붕구조에 자주 사용되는 구조이지만, 구조물을 구성하는 부재의 수가 방대하며 세장하게 된다. 또한 구조물 전체의 거동은 개부재의 좌굴에 지배되는 경우가 대부분이므로 트러스 구조를 해석할 경우에는 개부재의 탄소성 좌굴거동 및 좌굴 후 거동을 고려하는 것이 필수적이다. 반복 축 하중을 받는 트러스 부재의 좌굴 후 거동을 해석하기 위해서는 일반적으로 보 요소를 이용한 요소분할 모델 및 소성힌지 모델이 사용되지만, 전체 구조물을 해석할 경우 계산 부하 및 불안정성이 증가하므로 유용한 방법이라고 할 수 없다. 본 연구에서는 트러스 부재의 탄소성 좌굴거동을 표현할 수 있는 해석기법의 개발을 목적으로, 열역학을 사용한 정식화를 통해 1개의 요소로 부재 전체의 거동을 표현 가능한 수치해석 기법을 유도한다. 제안모델은 부재의 요소 분할을 필요로 하지 않으므로 계산상의 효율성이 높은 모델이며 부재 중앙의 회전변위를 부재내력의 손상정도로 판단하여 좌굴 후 거동을 표현하는 데미지 모델 및 세장비가 작은 경우에 유용한 근사해석법 등을 제안한다. 또한 2종류의 제안모델 해석결과와 유한요소법의 분할모델 해석결과를 비교하여, 제안모델의 신뢰성을 검토하였다.

역학적으로 엄밀한 사면안정도표의 제안 (Proposal of a Mechanically Rigorous Slope Stability Chart)

  • 김종민
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.121-129
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    • 2004
  • 본 연구에서는 균질 단순사면의 안정검토 시 간편하게 이용할 수 있는 사면안정도표를 제안하였다. 기존의 사면안정도표는 대부분 한계평형해석에 근거하고 있으나 잘 알려진 바와 같이 한계평형해석은 역학적으로 엄밀한 해석기법이 아니다. 반면 가상일방정식과 소성이론의 경계정리를 이용한 한계해석은 계산이 간단하면서도 역학적 엄밀성이 보장되어 사면과 같은 지반구조물의 안정해석에 적합한 해석기 법이다. 특히 유한요소와 최적화기법을 적용한 수치한계해석은 다양한 사면조건을 반영할 수 있을 뿐 만 아니라 안정해의 최적값을 효율적으로 산정할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 유효응력 개념의 수치한계해석기법을 개발하고 다양한 사면조건에 대한 해석을 수행하여 역학적으로 엄밀한 사면안정도표를 제안하였다. 유효응력해석을 위한 간극수압의 영향은 기존의 사면안정도표와 같이 간극 수압비를 적용하여 고려하였다. 제안된 안정도표와 Spencer 안정도표를 비교한 결과 Spence. 안정도표를 적용하여 사면설계를 수행할 경우 안전측 설계가 됨을 알 수 있었다.

강복선이론(降伏線理論)에 의한 슬래브의 해석(解析) (Analysis of Slabs by the Yield Line Theory)

  • 오주원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.51-58
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    • 1988
  • 철근(鐵筋)콘크리트 설계(設計)를 위하여 강복선이론(降伏線理論)을 이용하는 경우에는 강복선(降伏線)을 따라서 발생(發生)하는 과도(過度)한 모멘트분배(分配)로 인하여 국부적(局部的)인 파괴(破壞)가 일어날 수 있다. 주열대(柱列帶)의 중간대(中間帶)의 소성저항(塑性抵抗)모멘트를 하나의 매개변수(媒介變數)를 이용하여 다르게 취하므로써 이러한 국부적(局部的) 파괴(破壞)를 줄일 수 있는 강복선이론(降伏線理論)에 의한 해석공식(解析公式)이 제안(提案)되었다. 또한 강복선이론(降伏線理論)에 의한 해석공식(解析公式)에 포함되어 있는 여러 가지 매개변수(媒介變數)들의 이상적(理想的)인 값을 제안(提案)하므로써 강복선법(降伏線法)에 의한 철근(鐵筋)콘크리트 슬래브의 설계(設計)를 보다 용이하고 합리적(合理的)으로 실시할 수 있게 하였다.

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원형기초의 설계하중 예측을 위한 유안요소해석 (Finite Element Analysis to Predict Design Loads of Circular Foundation)

  • 김성득;김미룡
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제5권1호
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    • pp.19-26
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    • 1989
  • 탄소성체지반위에 놓인 원형기초가 축대칭하중을 받았을 경우에 유한요소법에 의한 비선형해석을 수행한 결과로부터, 지반의 소성영역이 원판의 모서리부근에서 일어나기 시작하여 중심축 둘레로 연결되었을 때 접지압이 급격히 변하며 전단파괴가 시작된다고 판단되고 이 때의 외부작용하중을 설계하중으로 정 의하였다. 지반의 항복조건으로 Mohr-Coulomb의 파괴이론을 적용한 수치해석의 결과와 적절한 안전율에 근거한 실험결과가 근사함을 확인하였으나 Terzaghi공식에 의한 값보다는 작았다.

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CHABOCHE 통합 점소성 구성방정식을 이용한 재료거동해석 (Analysis of Material Response Based on Chaboche Unified Viscoplastic Constitutive Equation;)

  • 곽대영;임용택;김종범;이형연;유봉
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제20권11호
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    • pp.3516-3524
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    • 1996
  • Service conditions for structures at elevated temperatures in nuclear power plant involve transient thermal and mechanical load levels that are severe enough to caeuse inelastic deformations due to creep and plasticity. Therefore, a systematic mehtod of inelastic analysis is needed for the design of structural components in nuclear poser plants subjected to such loading conditions. In the present investigation, the Chabodhe model, one of the unified viscoplastic constitutive equations, was selected for systematic inelastic analysis. The material response was integrated based on GMR ( generallized mid-point rule) time integral scheme and provided to ABAQUS as a material subroutine, UMAT program. By comparing results obtaned from uniaxial analysis using the developed UMAT program with those from Runge-Kutta solutions and experimentaiton, the validity of the adopted Chaboche model and the numerical stability and accuracy of the developed UMAT program were verified. In addition, the developed material subroutine was applied for uniaxial creep and tension analyses for the plate with a hole in the center. The application further demonstrates usefulness of the developed program.

신석기시대(新石器時代) 주칠토기(朱漆土器)의 과학적(科學的) 분석(分析)(II) (Scientific Analysis of the Neolithic Red Earthenwares(II))

  • 유혜선;장성윤
    • 박물관보존과학
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    • 제2권
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    • pp.69-76
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    • 2000
  • 본 연구는 동남해안 및 도서지방의 신석기시대 주칠토기 23점에 대한 과학적 분석의 일환으로서 먼저 태토성분, 소성온도, 안료성분 및 안료두께를 분석한 데에 이어 태토성분에 대한 통계적인 고찰 및 경도분석을 통한 안료성분의 역할을 보강하여 재정리한 것이다. 유도결합플라즈마분광기(ICP-AES)와 엑스선형광분석기(XRF)를 사용하여 태토의 성분분석을 실시하였고, 이 분석결과에 대한 다변량해석(PCA : 주성분분석법)을 수행한 결과, 토기의 태토는 범방, 욕지도, 나머지 지역의 3개 군으로 분류되었다. 또 태토와 안료의 경도를 토기 표면으로부터 깊이별로 측정한 결과, 산화철이 다량 포함된 안료층의 경도가 태토층보다 높았고 이를 통해 산화철이 고온소성시 경도를 크게 하는 역할을 했음을 알 수 있었다. 또한 안료층의 경도가 태토층 보다 높은 것은 안료층도 소성되었음을 의미하는 것으로, 토기성형시 안료를 먼저 바른 후 토기가 구워졌음을 유추해 볼 수 있다.

트러스 형태에 따른 스태거드트러스 골조시스템의 내진성능 평가 (Seismic Performance Evaluation of Staggered Truss System by the Shape of Truss)

  • 홍윤수;유은종;나창순
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제30권5호
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    • pp.397-404
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    • 2017
  • 본 연구의 목적은 트러스의 형태를 바꿔가며 엇갈린 트러스(STF) 시스템의 내진성능을 평가하는 것이다. 예제 구조물은 10층의 철골조 사무실 건물이며, 시스템별로 각각 프랫트러스, 하우트러스, 와렌트러스, 케이트러스와 비렌딜트러스를 적용하였다. 중력하중, 풍하중, 지진하중을 고려한 구조해석을 실시하여 부재에 높은 DCR을 만족하는 단면을 산정한 후 고유주기, 밑면전단력과 층간변위를 산출하였다. 그 후, 역량스펙트럼법을 통해 1.2배의 설계지진(DE)과 최대고려지진(MCE)에 대한 성능점을 산정하고, STF 시스템의 항복여부 및 소성힌지의 분포를 파악하여 구조기준에서 제시한 목표성능수준을 만족하는지 살펴보았다. 평가 결과, 모든 시스템이 해당 목표성능수준을 만족하였으며, 시스템의 경제성 및 효율성을 따져보았을 때, PR10이나 VR10이 가장 적합한 것으로 나타났다.

등가탄성에너지법에 의한 콘크리트의 연속체 손상모델 (Contimuum Damage Model of Concrete using Hypothesis of Equivalent Elastic Energy)

  • 이기성;변근주;송하원
    • 콘크리트학회지
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    • 제7권5호
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    • pp.172-178
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    • 1995
  • 콘크리트는 타설시부터 수많은 미세균열을 가지고 있으며, 이러한 미세균열등이 성장하고 전파되어 결국에는 콘크리트가 파괴된다. 이러한 일련의 과정을 손상이라 한다. 손상은 주로 2차 텐서로 표현되며 균열은 연속체적 현상으로 취급된다. 본 논문에서는 손상의 특성을 유효응력개념과 함께 등가탄성에너지법을 이용하여 나타내었으며, Helmholtz 자유에너지와 소산 포텐셜을 이용하여 손상모델의 손상전개와 구성방정식을 유도하였다. 구성방정식은 콘크리트의 탄성, 이방성 손상과 소성의 영향을 포함하도록 하였다. 두 가지 형태의 유효접선강성텐를 사용하였는데, 하나는 탄성-손상의 영향에 의한 것이며 다른 하나는 소성-손상의 영향에 의한 것이다. 모델을 검증하기 위하여 일축과 이축의 하중을 받는 콘크리트 요소에 대하여 유한요소해석을 하였으며 그 결과를 실험결과와 비교하였다.