• 한국공간구조학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.93-103
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• 2018

This study showed that experimental study of inelastic nonlinear behavior of two-way beam string structures. General large span structures consisting of beam members have large moment and long cross section of area. In order to decrease these excessive moment and deflection, the two-way beam string structures composed of H-Beam, strut, and cable elements were proposed. In the two-way string beam, the cable with the prestress improves force distribution of some weight reduction. Two systems made of structural steel and cables were tested. The nonlinear behaviour of the two-way beam string structures studied by using finite element model and compared to experimental results. The displacement of the LVDT in the center of the beam correspond with the ABAQUS results. 2,200MPa cable can afford to bear breaking load than 1,860MPa cable. The two-way beam string structures is correlated to the finite element model and the experimental results. In consequence, It showed that the system with two-way cables exhibits much better structural performances than H-Beam structures and beam with cable.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 춘계 학술발표회 제20권1호
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• pp.377-380
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• 2008

Fiber Cocktail을 혼입유무에 따른 40${\sim}$100 MPa 고강도 콘크리트 구조부재의 고온영역에서 재료적 물리적 역학적 특성을 규명한 후, 유한요소해석법(ABAQUS)을 적용한 구조요소 화재거동 시뮬레이션 해석을 수행한 결과, 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 콘크리트 Fiber Cocktail을 혼입한 실험체는 무혼입 실험체에 비해 최대수축이 제어되는 것으로 해석되었으며, 그 제어 범위는 혼입실험체 대비 약 25%${\sim}$55%로 분석되었다. 이는 고강도 콘크리트 기둥에서 Fiber Cocktail 혼입을 통해 기둥변위 수축제어가 가능한 것으로 분석되었다. 둘째, 본 연구는 고강도 콘크리트의 내부 공극압에 의한 폭렬 특성이 반영되지 않은 화재 거동 해석으로서 향 후 콘크리트 내부 공극압에 대한 특성 반영, 다양한 고강도 콘크리트 및 강재의 강도별, 내부온도별 재료 특성 DB가 구축된다면 성능기반 내화구조 설계를 위한 기술적 기반이 이루어질 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 세계 도시지반공학 심포지엄
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• pp.385-395
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• 2009

In this study, a series of numerical analysis has been accomplished on the thermal performance and sectional efficiency of a closed-loop vertical ground heat exchanger (U-loop) in a geothermal heat pump system (GHP) considering the circulating fluid, pipe, grout and soil formation. A finite element analysis program, ABAQUS, was employed to evaluate the temperature distribution on the cross section of the U-loop system involving HDPE pipe/grout/formation and to compare sectional efficiency between the conventional U-loop and a new latticed HDPE pipe system. Especially, the latticed pipe is equipped with a thermal insulation zone in order to reduce thermal interference between the inflow pipe and the outflow pipe. Also, a thermal stress analysis was performed with the aid of ABAQUS. 3-D finite volume analysis program, FLUENT, was adapted to analyze a coupled system between fluid circulation in the pipe and heat transfer and simulate an operating process of the closed-loop vertical ground heat exchanger. In this analysis, the effect of the thermal properties of grout, rate of circulation pump, distance between the inflow pipe and the outflow pipe, and the effectiveness of the latticed HDPE pipe system are taken into account.

• 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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권2호
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• pp.79-86
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• 2014

본 논문에서는 범용 유한요소프로그램 ANSYS와 ABAQUS를 이용하여 냉간성형강으로 조립한 조립기둥의 전체좌굴과 뒤틀림좌굴에 대한 비선형해석을 위한 모델링 기법을 소개한다. 냉간성형강의 경우 두께가 얇아서 국부좌굴 등 비선형거동을 보이기 때문에 좌굴에 대한 해석에 매우 섬세한 모델링이 필요하다. ANSYS의 내연적정적모델링에 의한 해석은 좌굴 극한점 부근에서 수렴의 문제를 발생하였지만, ABAQUS의 외연적동적모델링의 경우에는 좌굴 및 좌굴이후의 부재 거동에 대해서 안정적인 결과를 제공하였다. 또한 수치해석 결과는 좌굴실험을 통해 얻어진 축내력에 비해 높은 내력을 보여주고 있다. 이는 실험과정에서 발생하는 편심에 의한 영향으로서 수치해석에 의한 좌굴내력에 적정한 보정치의 적용이 필요하며 본 논문에서는 기존 실험데이터와의 비교를 통해 0.88의 값을 제시한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3C호
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• pp.105-111
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• 2012

해상 풍력발전기의 기초로 사용되는 버켓기초에는 수평하중과 모멘트가 크게 작용한다. 그러므로, 수평하중과 모멘트에 대한 지지력을 증가시키기 위해 3개의 단일 버켓기초를 묶은 Tripod 버켓기초가 적용되고 있다. 본 연구는 ABAQUS(2010) 해석을 수행하여 점토 지반에 근입된 Tripod 기초의 무리효과와 지지력을 분석하였다. 변수연구를 위해 버켓간 간격비 S/D(S=버켓과 타워중심간의 거리, D=버켓 직경)와 근입깊이비 L/D(L=버켓의 지반 근입깊이)를 변화시키며 해석을 수행하였다. 구성모델은 정규압밀 점토지반에 대해 Tresca 항복기준을 적용한 탄성-완전 소성 모델, 그리고 버켓기초에 대해 탄성모델을 적용하였다. 하중조건은 절점의 변위를 증가시키는 방법으로 연직, 수평 그리고 모멘트 하중을 재하하였다. 해석결과로부터, 단일 버켓기초와 Tripod 기초의 지지거동과 지지력을 비교한 후 단일 버켓의 지지력을 이용하여 Tripod 기초의 지지력을 산정하는 방법을 제안하였다.

• 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.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.579-585
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• 2009

본 연구에서는 분사식 섬유보강 코팅층(sprayed fiber reinforced polymer, SFRP)으로 보강된 RC보의 성능평가를 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 이를 위하여 미세역학을 기반으로 한 구성모델(micromechanical constitutive model)(Lee, 2001)과 손상모델(Damage models)(Lee 등, 2000; 2005)을 결합시킨 손상구성모델(damage constitutive model)을 유한요소 프로그램인 ABAQUS에 적용하였다. 유한요소해석 결과를 실험값(Ha, 2007; Ha 등, 2009)과 비교하여 손상구성모델의 정확성을 증명하고자 하였다. 비교분석 결과, 손상구성모델을 유한요소 프로그램에 적용한 해석은 실험결과(Ha, 2007; Ha 등, 2009)를 비교적 잘 예측하고 있음을 보여주었다.

• 한국추진공학회지
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• 제4권3호
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• pp.55-63
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• 2000

튜브 스피닝 성형에 대한 연구는 전통적 스피닝 공정에 비해 본질적으로 변형의 메카니즘이 보다 복잡한데 기인하여 이론 덴 해석 연구가 국한적으로 이루어져 왔다. 특히, 상계법을 이용한 해석의 제한성을 극복하기 위한 유한요소법을 이용한 연구는 아직 소수에 그치고 있는 실정이다. 본 연구에서는 티타늄 합금을 재료로 사용한 용기의 튜브 스피닝 공정을 상계법과 유한요소법을 이용하여 조사하였다. 해석에 있어 티타늄합금의 성형특성을 고려하여 상계법을 통해 공정변수가 설정되었으며, 유한요소해석 code인 ABAQUS를 사용하여 티타늄 합금재의 신장량과 편평도를 얻었다. 해석에 사용된 독립변수들은 로울러의 전 ·후방각도와 가공깊이, Feed rate이며 이 변수들은 유한요소법과 상계 해법을 통하여 최적화된다. 이 해석법에서 우리는 스피닝 가공의 가공동력과 힘 그리고 지름의 감소 율윽 얻을 수 있고, 또한 유한요소해석에 의해서 가공재의 편평도와 신장량도 구할 수 있다. 그 결과로부터 정해진 변수들이 티타늄 합금의 스피닝 공정에 있어서 중요한 요소임을 알 수 있으며, 그 변수들의 최적값을 얻을 수 있다.

• Smart Structures and Systems
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• 제17권1호
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• pp.149-165
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• 2016

Floods have been known to be one of the main causes of bridge collapse. Contrary to earthquakes, flood events tend to occur repeatedly and more frequently in rainfall areas; flood-induced damage and collapse account for a significant portion of disasters in many countries. Nevertheless, in contrast to extensive research on the seismic fragility analysis for civil infrastructure, relatively little attention has been devoted to the flood-related fragility. The present study proposes a novel methodology for deriving flood fragility curves for bridges. Fragility curves are generally derived by means of structural reliability analysis, and structural failure modes are defined as excessive demands of the displacement ductility of a bridge under increased water pressure resulting from debris accumulation and structural deterioration, which are known to be the primary causes of bridge failures during flood events. Since these bridge failure modes need to be analyzed through sophisticated structural analysis, flood fragility curve derivation that would require repeated finite element analyses may take a long time. To calculate the probability of flood-induced failure of bridges efficiently, in the proposed framework, the first order reliability method (FORM) is employed for reducing the required number of finite element analyses. In addition, two software packages specialized for reliability analysis and finite element analysis, FERUM (Finite Element Reliability Using MATLAB) and ABAQUS, are coupled so that they can exchange their inputs and outputs during structural reliability analysis, and a Python-based interface for FERUM and ABAQUS is newly developed to effectively coordinate the fragility analysis. The proposed framework of flood fragility analysis is applied to an actual reinforced concrete bridge in South Korea to demonstrate the detailed procedure of the approach.