• 유변학
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• 제5권2호
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• pp.109-124
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• 1993

본 연구의 목표는 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 단섬유 강화 플라스틱의 충전 공정에서의 과도기적 섬유방향성을 예측하는 수치해석 프로그램의 개발에 있다. Hele-Shaw 방정식에 단섬유에 의해서 추가된 응력을 고려한 Dinh-Armstrong의 모델을 도 입함으로써 새로운 충전과정의 압력 지배 방정식이 유도되었다. 새로운 압력지배 방정식은 단섬유에 의한 응력 때문에 몇 개의 새로운 항들을 포함하고 있다. 충전 과정의 해석은 새 로운 압력지배방정식과 에너지 방정식을 유한효소법과 유한 차분법을 이용하여 풀고 동시에 배향텐서(roientation tensor)의 변화 방정식을 4차 Runge-Kutta 방법을 이용하여 풀었다. 단섬유 배향 텐서를 텐서의 변환 법칙을 이용하여 임의의 3차원 금형 공간내의 모든유한요 소의 중심에서 두께방향의 모든유한 차분 격자를 따라 계산하였다. 이러한 방법으로 임의의 3차원 사출성형 금형 공간내에서 비등온 충전유동과 과도기적 3차원 섬유배향상태를 서로의 상호작용을 고려하여 수치 모사하여 다양한 유동 형태에 따른 단섬유 배향 상태의 변화에 대하여 알아보고자 한다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.611-620
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• 2006

보의 전단 메커니즘을 구성하는 보 작용과 아치 작용은 전단경간비(a/d)에 따라 그 존재 비율이 바뀔 뿐, 항상 공존한다. 그러나 대부분의 제안식들은 이를 함께 고려하지 않으며, 단순히 a/d=2.5를 기준으로 식의 형태를 나누어 제시하는 것에 그치고 있다. 또한 현 설계 기준은 과거의 일반 강도 콘크리트를 기준으로 설립되었기 때문에, 현재 사용 추세가 점차 증가하고 있는 고강도 콘크리트에 적용하기에는 다소 한계점이 있다. 이러한 문제점을 보완하고자, 본 연구에서는 a/d의 범위에 구애받지 않으며 고강도의 콘크리트에서도 사용이 가능한 전단 강도 예측식을 제안하였다. 보 작용과 아치 작용을 동시에 고려하기 위해 Jenq과 Shah 모델을 바탕으로 축방향에 따른 철근의 응력 변화를 산정하여, 단면의 모멘트로부터 전단 강도를 산출하였다. 보다 정확한 예측식의 제안을 위하여 장부 작용과 전단 마찰과 같은 2차적인 작용들 역시 제안식에 포함시켰으며, 크기 효과도 반영하였다. 식의 상수를 결정하고 식의 형태를 간략화하기 위해 다량의 실험 자료를 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 제안식을 콘크리트의 압축강도($f'_c$), 전단경간비(a/d), 철근비($\rho$), 보의 유효 깊이(d), 철근의 항복강도($f_y$)의 변수를 기준으로 기존의 식들과 비교 검증한 결과, 제안식이 보다 정확하고 합리적인 예측을 하는 것으로 판명되었다. 또한 제안식의 변수별 거동 양상 역시 실험값과 비교적 일치하는 것으로 나타났다.

• 한국추진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.39-45
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• 2010

자주포 또는 원자로와 같은 두꺼운 실린더는 압력용기 내부에 유익한 잔류 압축응력을 유도하여 작용압력과 피로수명을 증가시키도록 자긴 가공되고 있다. 자긴가공도가 증가하면 구멍에서 압축잔류응력의 크기도 증가한다. 본연구의 목적은 ASME 코드에 의해 적용된 Kendall 모델을 이용하여 고강도 SCM440 강의 정확한 잔류응력을 예측하는 것이다. SCM440 후육실린더의 내부에 유압이 적용되고 30% 변형률까지 자긴 가공하였다. 자긴가공된 시편은 전해연마하고 X-ray 회절법을 이용하여 정확한 잔류응력을 산출하도록 하였다. 그리고 주사전자현미경을 이용하여 자긴가공에 의해 소성변형된 표면층을 분석하였다. 측정한 잔류응력과 계산된 결과를 비교하여 약간의 차이는 있으나 비교적 서로 잘 일치하고 있다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.465-475
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• 2010

곡선교량시스템에서 거더는 편심하중이 없어도 교량이 가지는 곡률 자체로 인하여 휨 및 비틀림 거동을 하게 된다. 휨과 비틀림을 동시에 받는 강/콘크리트 합성 박스거더는 St. Venant 비틀림에 의해 콘크리트 바닥판에 발생하는 사인장 응력에 의해 그 극한강도가 제한된다. 합성 박스거더의 극한강도를 얻기 위하여 유한요소해석 패키지 프로그램 ABAQUS을 이용하여 재료 및 기하 비선형성뿐 아니라 콘크리트 균열후 거동 등이 고려된 비선형해석을 수행하였다. 또한 구조해석 이론에 근거한 해석적 방법론으로 합성 박스거더의 휨과 비틀림에 대한 극한강도 상호 작용이 고려된 수식을 유도하여 수치해석 결과와 비교하였다. 휨 거동에 의해 정모멘트 구간 박스거더 상부에 발생하는 종방향 압축응력은 바닥판 콘크리트의 전단강도를 일정부분 향상시켜 결과적으로 전체 박스거더의 비틀림강도가 향상되는 효과가 확인되었다. 유한요소해석 및 구조해석 이론 전개의 결과에 근거하여 강합성 박스거더의 극한강도 상호작용을 예측하는 간편한 형태의 수식이 제안되었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권3호
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• pp.387-395
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• 2013

최근 국외의 원자로 상부헤드 CRDM 관통노즐에 일차수 응력부식균열로 인한 냉각수 누출사고가 발생하였다. 일차수응력부식균열은 부식에 민감한 재료, 인장 잔류 응력 및 부식 환경 등의 3 가지 요인의 상호작용에 의해 발생하는 것으로 알려져 있기 때문에 응력 부식 균열 발생 및 균열 진전을 억제하기 위해서는 용접에 의한 잔류응력에 대한 정확한 예측이 선행되어야 한다. 본 논문에서는 국내 Westinghouse 형 원자로 상부 헤드 관통노즐(CRDM)을 대상으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$)에 따른 노즐 잔류응력 분포 특성에 대해 연구를 수행하였다. 국내에 현존하는 원자로 상부헤드 관통노즐의 실제크기($r_o$=51.6, t=16.9 mm)를 기준으로 노즐의 두께 및 형상 비($r_o/t$=2, 3, 4)의 변수를 정립하였으며 정중앙 및 최외곽에 위치한 노즐을 대상으로 연구를 수행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.17-23
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• 2004

터널 하중을 예측하는 것은 터널 설계에서 가장 중요한 문제 중의 하나이다. 개나다 에드몬턴시의 여러 터널로 부터 측정된 계측자료와 기존에 존재하는 설계방법을 이용하여 계산된 터널 하중의 비교를 통하여 기존 설계방법들의 정확도를 검토하였다. 그러나 기존의 방법들은 터널 하중을 예측하는데 만족하지 못한 결과를 보여 주었다. 일자 라이닝의 설치 이전에 발생하는 응력감소 인자를 구한 후, 기존의 설계방법을 결합하여 터널 하중을 예측할 것을 제안하였다. 에드몬턴시에 건설된 터널에 대한 무차원 하중 인자인 nD/H값이 도표로 제시되었다. 제안된 방법의 타당성을 검증하기 위하여, 제안된 방법으로 계산된 터널 하중과 계측 값을 비교하였다. 다른 지역 터널의 경우, 비교적 견고 (stiff) 하거나 조밀 (dense)한 흙으로 구성된 지반에 터널이 건설될 경우에는 제안된 방법을 사용할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.841-850
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• 2004

전 세계적으로 많은 수의 크고 작은 댐이 사용되고 있으나, 콘크리트 댐의 안전성 평가에 있어서 댐 내에 필연적으로 존재하는 균열을 함께 고려한 실질적 해석은 아직 미진한 실정이다. 따라서 향후 건설될 댐에 대해서는 설계 단계에서부터 이러한 파괴역학적 해석이 뒷받침되어야 댐의 안전성 확보에 매우 유리하다고 볼 수 있다. 특히 댐 제체와 지반이 접하는 경계면은 많은 균열 발생이 예상되는 영역으로써 이 균열 사이에 작용하는 양압력의 모델링은 중력식 콘크리트 댐 해석시 매우 중요한 요소이다. 즉, 콘크리트 댐의 균열 안정성 평가는 정확한 양압력의 모델링이 선행되어야 올바른 예측이 가능하다. 댐에 있어서 양압력의 취급은 단지 댐 체제 안정성 평가를 위한 전형적인 수계산 방법으로 널리 사용되고 있으나, 양압력에 대한 유한요소 모델링 방법은 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 중력식 콘크리트 댐과 지반이 접하는 부분에 발생된 균열에 양압력이 작용할 경우, 선형탄성파괴역학의 관점에서 접근하여 양압력이 응력확대계수에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 양압력의 분포형상은 현재 등분포로 가정한 간략해석법으로 수행되고 있으나 최근의 연구 결과에 의하면 양압력 분포형상이 균열면에 따라 변화함을 보이고 있어, 본 연구에서는 수압의 형태를 등분포 형상 외에 삼각형 분포, 제형분포 및 포물선 분포 형상에 대해서도 각각 고려하여 각 분포형상별 응력확대계수를 평가하였다. 응력확대계수의 계산은 일반 8절점 등매개변수요소를 사용한 표면적분법을 사용하였으며, 자중의 영향 및 월류 수압의 영향도 함께 고려하여 해석 결과를 나타내었다.

• Composites Research
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• 제16권1호
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• pp.13-18
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• 2003

복합재료의 피로수명을 평가하는 것은 여러 가지 파손모드와 파손모드 간의 강호작용 때문에 복잡하다. 본 논문에서는 현상론적인 모델(비선형 강도저하 모델)을 이용하여 피로수명과 잔류강도를 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 잔류강도를 하중 사이클 수와 피로응력의 함수로 가정하였으며, 계산에 필요한 모델변수(강도저하 파라미터, 피로수명형상 파라미터)를 피로수명의 함수로 가정하였다 임의로 배열된 하중 스펙트럼 상에서 응력수준에 따른 모델 매개변수를 구하기 위해 S-N 선도를 이용하였고, 상이한 응력비에 대하여 전술한 매개변수를 Goodman식의 보정을 통하여 계산하였다(피로선도). 임의의 하중이력 후의 잔여강도 분포를 2모수 weibull 함수로 표현하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.119-128
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• 1994

기관실 상갑판 특히 거주구 외부의 상갑판 판부재는 외적인 수직하중이 거의 작용하지 않음에도 불구하고 건조중인 대형선박에서 갑판에 널리 대처짐 현상이 발생할 때가 있는 반면에 수직하중이 작용하는 거주구 내부의 기관실 상갑판은 처짐발생 크기 및 분포정도가 미미한, 규명하기 어려운 현상들이 나타나고 있다. 따라서, 본 연구에서는 3차원 구조해석으로부터 얻은 거주구 및 자중에 의한 정적하중의 영향, 손상보고에 따라 계측된 처짐량 자료 및 분포상황, 초기처짐의 크기 및 형상, 용접잔류응력, 면내하중 성분들을 대상으로 비선형 시리즈 해석을 수행하고, 이로부터 판부재에 발생하는 최대처짐 추정식을 제시하였다. 또한, 본 연구를 통하여 개발된 추정식을 이용하여 기존 손상선박의 처짐원인 분석, 거주구 탑재 및 진수 전후의 기관실 상갑판의 처짐거동 그리고 기존의 선각품질관리기준이 기관실 상갑판의 처짐에 미치는 영향을 살펴보았고, 마지막으로 건조예정에 있는 기관실의 처짐현상을 예측하여 보았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권5호통권66호
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• pp.475-487
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• 2003

본 연구는 선형탄성 파괴역학적 방법을 사용하여 피로 손상을 평가할 수 있는 해석모델을 개발하는데 있다. 트럭 한 대가 교량상부를 통과할 때 부재에 발생하는 응력이력을 블록하중이라 정의하고 하중상호작용효과를 설명하는 균열닫힘 모델 이론을 적용한다. 블록하중에 대해 사하중 응력과 균열개구응력을 고려하여 응력범위빈도해석을 수행하였다. 여기서 구한 응력범위빈도분포에 확률적 방법을 적용하여 응력범위빈도분포의 확률분포 파라미타를 추 정하였다. 확률분포의 확률변수를 발생시키는 Monte Carlo Simulation 실행을 하여 파괴블럭수와 확률분포를 구한다. 이로부터 부재의 파로파괴가 발생하지 않는 피로신뢰성을 계산한다. 또한 파괴블럭수를 일평균 트럭교통량으로 나누면 예상잔존수명을 구할 수 있다. 제안된 피로신뢰성 해석모델을 사용하여 강상자형교 가로보와 수직보강개의 용접부에 피로신뢰성 해석을 수행 한 결과, 피크해석방법 결과와 잔존수명이 3.8% 정도 차이가 있었다. 이는 제안된 모델이 균열닫힘 현상이나 균열지연 형상을 고려하고 있음을 알 수 있었다.