• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.222-229
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• 2017

고망간강은 저온환경에서 강도 및 내구성 측면에서 우수한 기계적 성질을 가지고 있다. 최근 고망간강은 우수한 강도와 내구성을 바탕으로 LNG 화물창내에서 사용되는 SUS강, 니켈강의 대체재로 고려되고 있다. 이러한 연구의 일환으로, 본 연구에서는 고망간강의 기계적 물성치와 비선형 거동을 조사하기 위해 상온/극저온(-110K)에서 인장시험을 수행하였다. 또한 재료의 거동을 모사하기 위해 수정된 탄-소성 손상모델을 ABAQUS가 제공하는 사용자지정 재료 서브루틴(UMAT)에 유한요소 정식화과정을 거쳐 탑재하였다. 마지막으로 UMAT을 적용한 유한요소해석을 수행하였고 제안된 UMAT의 유효성 검증을 위해 해석결과를 인장시험 결과와 비교하였다. 그 결과, 제안된 UMAT은 고망간강의 비선형 거동을 효과적으로 모사함을 확인하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권6호
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• pp.61-68
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• 2007

본 연구에서는 비등방경화 구성모델을 이용하여 반복재하 평판재하시험에 대한 유한요소해석을 수행하였다. 이 때 구성모델은 ABAQUS 코드에서 제공하는 사용자 서브루틴에 적용하였다. 평판재하시험의 해석결과를 이용하여 영계수와 변형률을 역계산 하였으며 입력된 변형계수와 비교한 결과 적절하게 계산할 수 있는 것으로 판단되었다. 이러한 기법을 토대로 평판재하시험 사례에 대한 적용을 수행하였다. 이로부터 변형률에 따른 변형계수의 변화를 반복재하 평판재하시험 결과로부터 실용적으로 획득하는 것이 가능하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제48권3호
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• pp.275-280
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• 2011

In the present study, a unified viscoplastic-damage model has been applied in order to describe the mechanical characteristics of fresh water ice such as nonlinear material behavior and volume fraction. The strain softening phenomenon of fresh water ice under quasi-static compressive loading has been evaluated based on unified viscoplastic model. The material degradation such as growth of slip/fraction has quite close relation with material inside damage. The volume fraction phenomenon of fresh water ice has been identified based on volume fraction (nucleation and growth of damage) model. The viscoplastic-damage model has been transformed to the fully implicit formulation and the discretized formulation has been implemented to ABAQUS user defined subroutine (User MATerial: UMAT) for the benefit of application of commercial finite element program. The proposed computational analysis method has been compared to uni-axial compression test of fresh water ice in order to validate the compatibilities, clarities and usefulness.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.363-370
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• 2009

본 논문에서는 비선형 유한요소해석 기법을 이용하여 API-X80 강재 라인파이프의 대변형 비선형 거동을 모사하였다. 강재의 구성방정식을 작성하기 위해 GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman) 모델을 사용하였다. 대변형 해석을 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS과 연계해서 사용할 수 있는 사용자 서브루틴(User Subroutine)의 사용자 재료모델(UMAT)을 개발하였다. 유한요소해석 결과와 일축인장실험의 결과와의 비교를 통해 GTN 모델에서 사용되는 재료모델상수를 도출하였다. 도출된 모델상수를 이용해 API-X80 강재 라인파이프의 소성 좌굴변형해석을 실시하여 실험결과와 비교하였고 소성 좌굴변형에서 발생하는 거동 특성을 성공적으로 모사하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권11호
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• pp.865-873
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• 2013

본 논문에서는 유한요소해석에 의한 막재료의 주름 해석 기법에 관하여 연구하였다. 삼각형 세일 형상에 대해 멤브레인 요소와 쉘 요소를 사용하여 주름해석을 수행하였다. 멤브레인 요소를 이용한 기법에서는 주름을 벌칙매개변수에 의한 물성치를 수정하는 알고리즘을 상용프로그램 내 사용자 서브루틴을 통하여 구현하였다. 쉘 요소에 의한 기하학적 비선형 후좌굴 기법에서는 면외방향의 좌굴을 발생시키기 위하여 모델의 메쉬에 작은 크기의 기하학적 결함을 심는 방법을 사용하였다. 쉘 방법에서는 내연 및 외연해석 기법을 고려하였다. 요소수의 증가에 따른 수렴성과 결과의 정확도의 관점에서 멤브레인 요소법과 쉘 요소법의 효율성을 비교하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권4호
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• pp.401-407
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• 2014

본 논문에서는 3점 굽힘과 이중 외팔보 문제에 대하여 응집 요소를 사용한 유한요소 균열 진전해석을 수행하고 응집 법칙의 영향을 알아보았다. 응집 요소는 ABAQUS/Standard의 사용자 서브루틴(UEL)으로 구현하였으며 응집 법칙은 다항식 형태의 응집 트랙션-열림 변위의 관계식을 사용하였고 응집 법칙의 형상에 대한 영향을 알아 보기 위하여 다항식의 계수를 변화시켰다. 동일한 파손 에너지와 응집 강도를 갖지만 다른 형상의 응집 법칙에 대한 해석을 수행하고 변위-반력 곡선을 비교하여 균열 진전 거동의 변화를 알아보았다. 또한 요소 크기에 따른 균열 진전 해석 결과의 영향을 논의하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.543-551
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• 2015

뛰어난 단열성능을 가지는 폴리우레탄 폼(polyurethane foam, PUF)은 다양한 구조물에서 다른 재료들과 함께 사용되고 있다. 현재 LNG 운반선의 단열시스템에는 유리섬유로 강화된 폴리우레탄 폼(reinforced-polyurethane foam, R-PUF)이 사용되고 있으며, 이는 단열재 역할뿐만 아니라 슬로싱 하중을 포함한 다양한 압축하중에 대한 구조부재 기능을 수행하고 있다. 폴리우레탄 폼은 혼합과 발포를 통해 제작되는 다공성 재료이기 때문에, 본 연구에서는 기공체적비율을 통해 재료의 거동을 모사할 수 있는 Gurson damage model을 사용하여 폴리우레탄 폼의 비선형 압축거동을 모사하였으며, 폴리우레탄 폼의 기계적 성질에 영향을 미치는 영향변수로서 기공체적비율에 의존적으로 알려져 있는 밀도를 설정하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권10호
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• pp.27-40
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• 2021

동상민감성 지반의 융기 및 침하 방지를 위한 공법을 지반 안정화 공법이라고 하며 열 사이펀은 대표적인 지반 안정화 공법 중 하나이다. 열 사이펀은 최근 간편한 해석모델 개발과 더불어 열 해석이 진행되었지만, 이에 따른 동상민감성 지반의 열적 거동을 고려하지 않았다. 따라서 본 연구는 열 사이펀의 성능에 따른 지반의 온도 변화를 위한 열 해석과 이에 따른 지반의 거동을 예측하기 위한 구조해석을 동시에 수행하기 위해 ABAQUS 내부 사용자 서브루틴을 사용하여 열 사이펀을 적용한 TM(Thermo-Mechanical) 모델을 개발하여 열 사이펀의 성능에 따른 지반 융기 억제성능을 확인하였다. 해석결과 열 사이펀의 성능 증가에 따라 지반의 최종 융기가 감소하였으며 냉매 충전율 25%, 50% 그리고 100%의 열 사이펀 적용 시 각각 5.5%, 14.4%, 21% 융기 억제성능을 나타내었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.437-445
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• 2016

현재 많은 산업에서 구조물의 온도환경 유지를 위한 단열재로 폴리우레탄 폼이 사용되며, 수명 동안 정적 및 동적의 다양한 하중이 이에 부과된다. 폴리우레탄 폼은 고분자재료로써 다공성이며, 단열성능은 내부기공의 크기에 크게 의존한다. 또한, 폴리우레탄 폼의 기계적 거동은 변형률 속도 및 온도에 대한 의존성이 큰 동시에 압축에 대하여 큰 비선형 연성거동을 보인다. 이러한 비선형 연성 압축거동 중에 폴리우레탄 폼은 변형률의 증가에 따라 기공율과 탄성계수의 감소를 보인다. 따라서 본 연구에서는 상기 특성들을 포함한 폴리우레탄 폼의 변형률 속도 및 온도 의존 비선형 압축거동을 모사하기 위하여 온도 의존 손상 점소성 구성방정식이 개발되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.519-525
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• 2009

본 연구에서는 복합재료 적층판에서 균열 생성 및 전파로 이루어지는 계면박리 현상을 모사하기 위하여 응집영역모델을 사용하였다. 응집영역모델을 고려한 유한요소해석을 수행하기 위하여 응집요소를 수식화하였으며, 상용유한요소 프로그램인 Abaqus의 사용자 정의 서브루틴 UEL로 구현하였다. 제안된 응집요소의 타당성과 유효성을 평가하기 위하여 복합재료 적층판의 이중외팔보(double cantilever beam) 시험과 ENF(end notched flexure) 시험결과와 유한요소해석 결과를 비교하였다. 해석 결과는 거시적인 하중-변위 곡선을 비교적 잘 예측하였다. 또한 응집요소를 이용한 유한요소해석시 탄성계수와 응집요소의 크기가 구조물의 하중-변위 곡선에 미치는 영향을 수치적으로 연구하였다. 균열 전파 경로의 격자 의존성을 최소화하고 하중-변위 곡선에 나타나는 지그-재그 현상을 제거하기 위하여 균열 선단에서 충분히 작은 응집요소가 사용되어야 한다.