• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.11 no.1
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• pp.69-78
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• 1991

This paper concentrates on the analysis of deflection of the reinforced concrete flexural members under monotonic loading. Concrete is treated as an orthotropic nonlinear material. The concept of equivalent strain and crack strain are used to establish independent stress-strain relationships in the directions of orthotropy. Steel is modeled as an elstoplastic material, and von Mises failure criterion is applied. The finite element computer program for the nonlinear analysis of the deflection of RC flexural members under monotonic loading is developed. The accuracy and reliability of the numerical procedure is demonstrated by the FEM analysis and experiments of the under reinforced concrete beams over the entire loading range up to failure.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.3 no.3
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• pp.149-157
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• 1991

This paper concentrates on the nonlinear analysis of the reinforced concrete flexural members under cyclic loading. To develop a nonlinear material model, concrete is treated as an orthotropic nonlinear material and steel is modeled as an elasto-plastic material. The models for hysteresis behavior with stiffness degradation in compression and for crack opening and closing in tension are included. The finite element computer program for the nonlinear analysis of RC flexural members under cyclic loading is developed. The accuracy and reliabihty of the numerical procedure IS demonstrated by the FEM analysis and test results of underreinforced concrete beams.

• Journal for History of Mathematics
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• v.18 no.4
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• pp.49-66
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• 2005

Finite element Methods(FEM) have been the primary computational methodologies in science and engineering computations for more than half centuries. One of the main limitations of the finite element approximations is that they need mesh which is an artificial constraint, and they need remeshing to solve in some special problems. The advantages in meshfree Methods is to develop meshfree interpolant schemes that only depends on particles, so they relieve the burden of remeshing and successive mesh generation. In this paper we describe the development of meshfree particle Methods and introduce the numerical schemes for Smoothed Particle hydrodynamics, meshfree Galerkin Methods and meshfree point collocation mehtods. We discusse the advantages and the shortcomings of these Methods, also we verify the applicability and efficiency of Meshfree Particle Methods.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.20 no.3
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• pp.409-419
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• 2008

A co-rotational quasi-conforming formulation of four- node stress resultant shell elements using Ivanov-Ilyushin yield criteria are presented for the nonlinear analysis of plate and shell structure. The formulation of the geometrical stiffness is defined by the full definition of the Green strain tensor and it is efficient for analyzing stability problems of moderately thick plates and shells as it incorporates the bending moment and transverse shear resultant force. As a result of the explicit integration of the tangent stiffness matrix, this formulation is computationally very efficient in incremental nonlinear analysis. This formulation also integrates the elasto-plastic material behaviour using Ivanov Ilyushin yield condition with isotropic strain hardening and its asocia ted flow rules. The Ivanov Ilyushin plasticity, which avoids multi-layer integration, is computationally efficient in large-scale modeling of elasto-plastic shell structures. The numerical examples herein illustrate a satisfactory concordance with test ed and published references.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.25 no.1
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• pp.281-302
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• 1987

의치상 재료 종류에 따라 의치, 점막 및 하악골에 발생되는 변위 및 응력을 연구하기 위하여 컴퓨터를 이용한 수치적 해석인 2차원 유한 요소법을 이용하였다. 2차원 유한 요소 모형으로선 표준 크기의 하악골 및 의치를 고려하여 231개의 사변형 요소 및 268개의 절점으로 분할한 후 각 구성 성분의 물리적 성질인 탄성률 및 프와송비를 대입시켰다. 사용된 의치로서는 일반 합성수지의치, 2mm후경의 탄성재를 의치상 하부에 이장한 합성수지의치, 2mm후경의 탄성재를 치아와 의치상 중앙에 삽입한 합성수지의치 및 0.5mm후경의 금속상의치의 4종류였으며, 하중시에 하악의 고정 부위로선 생체와 동일 조건을 부여하기 위하여 교근, 내측익돌근, 측두근등의 하악 폐구근이 부착되는 하악각 부위 및 하악 근돌기 부위의 16절점을 고정점으로 하였다. 하중 조건으로선 하악 제1대구치의 일점에 10kg의 수직 집중하중, 하악 중절치의 일점에 7kg의 수직 집중하중 및 하악 제 1소구치로 부터 하악 제2대구치까지의 교합면에 10kg의 수직 분산하중을 부여하여 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 하중이 의치 교합면위의 가해진 부위에 따라 다양한 의치 회전 및 강하 현상을 보였으며, 탄성재를 이장 및 삽입한 합성 수지 의치의 변위가 일반 합성수지의치 및 금속상 의치의 변위보다 더 컸다. 2. 주응력을 고려할때 점막 부위에는 주로 압축 응력이 작용하였으며 치조제 부위는 압축응력과 인장 응력이 함께 작용하였다. 3. 탄성재를 삽입한 합성수지의치에 최고 등가 응력이 집중되었으며 그 다음은 탄성재를 이장한 합성수지의치, 일반 합성수지의치의 순이였으며 금속상의 경우는 금속을 따라서 높은 등가 응력이 넓게 분산되었다. 4. 의치상 종류에 관계없이 동일 하중 조건하에선 점막에 나타나는 등가 응력의 크기 및 분산양태는 유사하였다. 5. 하악골에서 등가 응력은 의치지지 부위에만 국한되지 않고 넓게 분산 되었으며 의치상 종류 및 하중 조건에 관계없이 치조제 후방 및 하악연의 후방 부위에 특히 높은 등가응력이 집중되었다. 6. 하악 중절치의 일점에 수직 하중을 가한 경우가 다른 하중 조건에 비하여 지지점과의 거리차이로 인하여 하악골에 가장 높은 등가 응력을 유발하였다. 7. 의치상 재료에 따른 하악 골에 발생되는 응력의 크기 및 분산에는 큰 차이가 없으나 금속상의 경우가 교합압을 분산하는데는 효과적이었다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.7 no.5
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• pp.47-60
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• 2007

In this paper, we investigate the natural frequencies and buckling loads of functionally graded material (FGM) plates and shells, using a quasi-conforming shell element that accounts for the transverse shear strains and rotary inertia. The eigenvalue of the FGM plates and shells are calculated by varying the volume fraction of the ceramic and metallic constituents using a sigmoid function, but their Poisson's ratios of the FGM plates and shells are assumed to be constant. The expressions of the membrane, bending and shear stiffness of FGM shell element are more complicated combination of material properties than a homogeneous element. In order to validate the finite element numerical solutions, the Navier's solutions of rectangular plates based on the first-order shear deformation theory are presented. The present numerical solutions of composite and sigmoid FGM (S-FGM) plates are proved by the Navier's solutionsand various examples of composite and FGM structures are presented. The present results are in good agreement with the Navier's theoretical solutions.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.17 no.1
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• pp.90-100
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• 1993

A finite element formulation of vibration control of a laminated plate with piezoelectric sensor/ actuators is presented. Classical lamination theory with the induced strain actuation and Hamilton's principle are used to formulate the equations of motion of the system. The total charge developed on the sensor layer is calculated from the direct piezoelectric equation. The equations of motion and the total charge are discretized with 4 node, 12 degrees of freedom quadrilateral plate bending elements with one electrical degree of freedom. The mass and stiffness of the piezoelectric layer are introduced by treating them as another layer in laminated plate. Piezoelectric sensor/actuators are distributed, but discrete due to the geometry of electrodes. By defining an i.d. number of electrode for each element, modelling of electrodes with variable geometry can be achieved. The static response of a piezoelectric bimorph beam to electrical loading and sensor voltage to given displacement are calculated. For a laminated plate under the negative velocity feedback control, the direct time response by the Newmark-.betha. method and damped frequencies and modal damping ratios by modal state space analysis are derived.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.19 no.3 s.73
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• pp.259-269
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• 2006

In this paper, the stress intensity factor, energy release rate and crack opening displacement are computed using the finite element method for axisymmetric viscoelastic cylinders with the penny-shaped and circumferential cracks. The triangular elements with quarter point nodes are used to describe the stress singularity around the crack edge. The analytical solutions are also derived by using the elastic-viscoelastic correspondence principle and compared with the numerical results to show the validity and accuracy of the presented method. Viscoelastic materials are assumed to behave elastically in dilatation and like a three-parameter standard linear solid.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1770-1774
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• 2010

하구는 담수와 해수가 만나 넓은 갯벌과 기수역을 형성하여 각종 생물의 서식지이자 어류의 산란지로 이용되는 생태학적으로 중요한 지역이다. 특히 한강 하구는 국내 4 대강 가운데 유일하게 하구둑이 설치되어 있지 않아 조수의 출입이 자유롭고 민간인 접근이 통제되어 있어 자연적인 하천지형과 기수역 생태계가 비교적 잘 보전된 구역이다. 본 연구의 모의영역은 한강 하류부로 상류 경계단은 행주대교, 하류 경계단은 전류단 수위표가 위치한 경기도 연천군 전곡읍 전곡 사랑교 부근으로 설정하였다. 지형자료는 한국건설기술연구원에서 2009년 8월 홍수사상 전 후에 대해 측량한 자료를 사용하였다. 한강 하구역에 대한 지형 격자를 구성하기 위하여 RAMS 전후 처리기인 RAMS-GUI를 사용하였으며, 구성된 지형 격자의 절점 수는 2,354개, 요소 수는 2,145개로 삼각요소와 사각요소가 혼용되어 있다. 구성된 격자망을 이용하여 2차원 하상변동 해석 모형인 SED-2D 모의를 통해 홍수사상에 의한 한강 하구부의 하상변동을 살펴보았다. SED-2D 모형은 미국 육군 공변단의 WES와 미 연방 도로국이 연계하여 개발되어 현재 국내외 2차원 하천해석에서 가장 널리 사용되고 있는 모형 중 하나이다. 하상변동 해석모형인 SED-2D를 통해 모의된 하상 변동량을 실제 측량된 홍수 전 후의 지형자료와 비교함으로써 모형의 성능을 분석하였다. 분석결과 SED-2D 모형의 경우 침식에 의한 하상변동이 모의되지 않았지만, 전반적인 하상변동 경향을 살펴볼 수 있음을 알 수 있었다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.13 no.4
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• pp.449-459
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• 2000

The original Mindlin-type degenerated shell element perform reasonably well for moderately thick shell structures. However, when full integration for analysis of thin shell is used to evaluate the stiffness matrix, the stiffness of shell element is often over-estimated due to shear or membrane locking phenomena. To correct this problem, the formulation of the new degenerated shell element is derived by the combination of two different techniques. The first type of elements(TypeⅠ) has used assumed shear strains in the natural coordinate system to overcome the shear locking problem, the reduced integration technique in in-plane strains(membrane strains) to avoid membrane locking behaviour. Another element(TypeⅡ) has applied the assumed strains to both of membrane strain and transverse shear strains. The improved degenerated shell element has been tested by several numerical problems of shell structures. Numerical results indicate that this shell element shows fast convergence and reliable solutions.