• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.1
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• pp.41-48
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• 1991

A set of constitutive equations is formulated to predict elastic-plastic strain hardening response of sintered porous iron under combined tension and torsion. The proposed constitutive equations were capable of predicting characteristic behaviors of porous metals. Agreement between theoretical curves and experimental data for elastic-plastic response of sintered porous iron was very good for various initial porosities.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.4
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• pp.191-197
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• 2018

This paper details the development of an isotropic elastic-damage constitutive model for polymeric foam based on irreversible thermodynamics to consider the growth and coalescence of voids. The constitutive equations describe the material behavior sustaining unilateral damage. To facilitate finite element analysis, the material properties for specific types of polymeric foams are applied to the developed model; the model is then implemented in ABAQUS as a user-defined material subroutine. To validate the developed damage model, the simulated results are compared to the results of a series of tensile tests on various polymeric foams. The proposed damage model can be utilized to further research on continuum damage mechanics and finite element analysis of polymeric foams in computational engineering.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.4
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• pp.353-362
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• 2016

An accurate hysteresis model of an elastomer is important for quantifying viscoelastic energy loss. We suggest a highly nonlinear hyper-viscoelastic constitutive model of elastomers. The model captures a nonlinear viscoelastic characteristic by combining Yeoh's hyperelastic model and Hoofatt's hysteresis model used Neo-Hookean hyperelastic model. Analytical and numerical models were generated from uniaxial cyclic tests of an elastomer under a sinusoidal load with a mean strain of 150%, amplitudes of 20~80%, and frequencies of 0.02~0.2Hz. The viscoelastic model can highly capture the viscoelastic energy loss up to a strain of 230%.

• Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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• 1992.11a
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• pp.57-62
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• 1992

탄성 유체 윤활은 윤활 표면의 탄성변형이 중요하게 다뤄지는 윤활의 형태로, 주로 로울러 베어링이나 기어와 같이 선접촉 집중하중을 받는 기계요소와 관련이 많다고 할 수 있다. 역사적으로 볼때 탄성 유체 윤활은 20 세기에 들어서 윤활 분야에서 획기적인 발전을 해온 것 중의 하나라고 볼 수 있으며, 윤활상태의 폭넓은 해석 뿐만아니라 전에는 고려하지 못했던 큰하중을 받는 기계요소들에 대한 윤활상태를 규명하는데 지대한 역할을 할 수 있음을 시사하고 있다. 한편 오래전 부터 실험적으로 탄성유체윤활을 해석함에 있어서 우선 고전적인 Reynolds 윤활 방정식에 윤활제의 유성특성인 고압하에서의 점성의 압력 의존성이 대단히 큰 피에조 점성효과를 고려하지 않으면 안된다. 나아가 등점도 조건하에서 재료의 탄성 변형을 함께 고려하여 연립 방정식의 형태로 구성해서 피에조 효과에서 발생하는 강한 비선형성을 갖는 대수 방정식의 해를 구하는 방안을 강구해야 한다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.107-110
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• 2003

본 연구에서는 3차원 브레이딩 기계를 이용하여 제작된 6 layer의 3차원 원형 형태로 브레이드된 유리 섬유 강화 복합재료의 프리프레그를 이용하여 에폭시 수지를 모체로 하는 RTM(Resin Transfer Molding) 공정을 통해 직교 이방성 복합재료를 제작하였다. 또한 탄성한계 내에서의 구성방정식을 얻기 위해 unit cell 모델링을 통해 복합재료의 기하를 모사하고 method of cells 이론과 homogenization technique를 이용하여 복합재료의 구성방정식을 나타내는 수치해석 코드를 개발하였다. (중략)

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.192-195
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• 2010

본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.20 no.2
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• pp.73-81
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• 2010

The paper presents the application of FE simulations of NATM tunnel using different constitutive models. The results from a series of two dimensional plane strain finite element analyses of medium-liner interaction for NATM are presented. Four types of constitutive models are considered, namely, linear elastic, elasto-plastic Mohr-Coulomb, Hardening-Soil, Soft-Soil model. The design for tunnels requires a proper estimate of surface settlement and lining forces. It is shown that the advanced constitutive model gives better predictions for both ground movement and structural forces.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.4D
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• pp.387-393
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• 2010

This paper studies static crack growth of asphalt pavement using the extended finite element method (XFEM). To consider nonlinear characteristics of asphalt concrete, a viscoelastic constitutive equation using the Maxwell chain is used. And a linear cohesive crack model is used to regularize the crack. Instead of constructing the viscoelastic constitutive law from the Prony approximation of compliance and retardation time measured experimentally, we use a smooth log-power function which optimally fits experimental data and is infinitely differentiable. The partial moduli of the Maxwell chain from the log-power function make analysis easy because they change more smoothly in a more stable way than the ordinary method such as the least square method. Using the developed method, we can simulates the static crack growth test results satisfactorily.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.8
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• pp.711-718
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• 2011

The thermoelastic behavior of the porous carbon/phenolic composites is studied using the thermomechanical response model of chemically decomposing composites. The model includes thermal dependence of the porous composites, porosity in the pyrolysis process, pore pressure due to decomposing gases, and shrinkage. The poroelastic coefficients are calculated based on representative volume element model and finite element analysis. The internal stress distribution caused by pores and pore pressure, and the overall deformation are verified. The effects of the poroelastic coefficients on the thermoelastic behavior are examined through numerical experiments.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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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.