• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.101-113
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• 2001

본 연구의 주된 목적은 전단 층을 갖는 two-parameter 탄성지반 위에 놓인 복합적층판의 처짐에 관한 규명이다. 본 논문은 탄성지반에 놓인 비등방성 구조의 변형거동과 2중 조화함수를 이용한 3차 전단변형이론의 확장에 초점을 두고 있다. 유도된 식들을 검증하기 위해 Timoshenko의 탄성지반 위에 놓인 단순지지 된 등방성판과 LUSAS 프로그램에 의한 이방성판의 처짐과 비교하였으며 본 연구의 결과들은 등방성판과 이방성판의 결과와 매우 정확히 일치함을 알 수 있었다. 처짐에 관한 수치해석결과들은 폭-두께 비, 형상 비 재료 비등방성과 전단지반계수 등에 따른 효과를 보여준다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제10권6호
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• pp.150-157
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• 2002

In textured material, diffraction angle $2{\theta}$ usually shows a nonlinear relation against $sin^2{\psi}$ due to elastic anisotropy of crystals. SPHD and SPCD steel is cold-rolled carbon steel for automobile. The characteristics X-ray for stress measurement is Cr $K_{\alpha}\;and\;Mo\;K_{\alpha}$ characteristic X-ray. The $2{\theta}-sin^2{\psi}$ diagram under elastic strain seems to have a linear behavior using regression line of data but has a nonlinear behavior in distribution of data by Cr $K_{\alpha}$ characteristic X-ray. As the plastic strain of specimen increases, the nonlinearity of $2{\theta}$ with respect to $sin^2{\psi}$ increases remarkably. On the other hand, the diffraction angle $2{\theta}$ by Mo $K_{\alpha}$ characteristic X-ray shows a good linearity on $2{\theta}-sin^2{\psi}$ diagram under plastic strain as well as elastic strain. Therefore, this paper presents the measurement of residual stress in cold-rolled carbon steel for automobile using penetration depth of Mo $K_{\alpha1}$ characteristic X-ray and multiplicity factor of crystal diffraction plane.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1129-1137
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• 1990

본 연구에서 사용된 유한요소 방정식은 국부 질점좌표계(natural convected coordinate system)를 이용하여 변형을 묘사하는 대변형을 고려한 탄소성 증분 수식을 사용하였고, 국부 질점 좌표계를 사용함으로써 변형도 성분이나 구성 방정식의 성분들 에 대한 좌표 변환 과정을 생략할 수 있다. 재료는 수직 이방성으로 가정하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제29권1호
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• pp.53-63
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• 2022

Simplified analytical solutions are developed for the dynamic analyses of an axially loaded pile foundation embedded in a transverse-isotropic, fluid-filled, poro-visco-elastic soil with rigid substratum. The pile is modeled as a viscoelastic Rayleigh-Love rod, while the surrounding soil is regarded as a transversely isotropic, liquid-saturated, viscoelastic, porous medium of which the mechanical behavior is represented by the Boer's poroelastic media model and the fractional derivative model. Upon the separation of variables, the frequency-domain responses for the impedance function of the pile top, and the vertical displacement and the axial force along the pile shaft are gained. Then by virtue of the convolution theorem and the inverse Fourier transform, the time-domain velocity response of the pile head is derived. The presented solutions are validated, compared to the existing solution, the finite element model (FEM) results, and the field test data. Parametric analyses are made to show the effect of the soil anisotropy and the excitation frequency on the pile-soil dynamic responses.

• Interaction and multiscale mechanics
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• 제5권3호
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• pp.229-265
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• 2012

Hygroexpansion of wood is a known and undesired characteristic in civil engineering. When wood is exposed to changing environmental humidity, it adsorbs or desorbs moisture and warps. The resulting distortions or - at restrained conditions - cracks are a major concern in timber engineering. We herein present a multiscale model for prediction of the macroscopic hygroexpansion behavior of individual pieces of softwood from their microstructure, demonstrated for spruce. By applying poromicromechanics, we establish a link between the swelling pressure, driving the hygroexpansion of wood at the nanoscale, and the resulting macroscopic dimensional changes. The model comprises six homogenization steps, which are performed by means of continuum micromechanics, the unit cell method and laminate theory, all formulated in a poromechanical framework. Model predictions for elastic properties of wood as functions of the moisture content closely approach corresponding experimental data. As for the hygroexpansion behavior, the swelling pressure has to be back-calculated from macroscopic hygroexpansion data. The good reproduction of the anisotropy of wood hygroexpansion, based on only a single scalar calibration parameter, underlines the suitability of the model. The multiscale model constitutes a valuable tool for studying the effect of microstructural features on the macroscopic behavior and for assessing the hygroexpansion behavior at smaller length scales, which are inaccessible to experiments. The model predictions deliver input parameters for the analysis of timber at the structural scale, therewith enabling to optimize the use of timber and to prevent moisture-induced damage or failure.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.159-159
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• 2013

Atomically thin graphene is the ideal model system for studying nanoscale friction due to its intrinsic two-dimensional anisotropy. Furthermore, modulating its tribological properties could be an important milestone for graphene-based micro and nano-mechanical devices. Here, we report that the tribological properties can be easily altered via simple chemical modifications of the graphene surface. Friction force microscopy measurements show that hydrogenated, fluorinated, and oxidized graphenes exhibit, 2-, 6-, and 7-fold enhanced nanoscale friction on their surfaces, respectively, compared to pristine graphene. The measured nanoscale friction should be associated with the adhesive and elastic properties of the chemically modified graphenes. Density functional theory calculations suggest that, while the adhesive properties of chemically modified graphenes are marginally reduced down to ~30%, the out-of-plane elastic properties are drastically increased up to 800%. Based on these findings, we propose that nanoscale friction on graphene surfaces is characteristically different from that on conventional solid surfaces; stiffer graphene exhibits higher friction, whereas a stiffer three-dimensional solid generally exhibits lower friction. The unusual friction mechanics of graphene is attributed to the intrinsic mechanical anisotropy of graphene, which is inherently stiff in plane, but remarkably flexible out of plane. The out-of-plane flexibility can be modulated up to an order of magnitude by chemical treatmentof the graphene surface. The correlation between the measured nanoscale friction and the calculated out-of-plane flexibility suggests that the frictional energy in graphene is mainly dissipated through the out-of-plane vibrations, or the flexural phonons of graphene.

• 터널과지하공간
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• 제20권3호
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• pp.153-168
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• 2010

단일시험편의 일축압축시험에서 평면이방성 암석의 5개의 독립적 탄성상수를 얻기 위하여 제 5의 수식이 반드시 필요하다. Saint-Venant에 의하여 제안된 근사식은 오랫동안 전통적으로 사용되어 왔지만 시험편의 특성에 따라 문제를 해결하지 못하는 경우가 있다. 지난 일련의 연구에서 이 식을 대체할 수 있는 3개의 수식이 제안되었으며, 모델연구를 통하여 이들은 적용가능한 수식으로 밝혀졌다. Saint-Venant 근사식은 제안된 식들 가운데 첫째식과 같은 것으로 밝혀졌는데, 이로서 겉보기 탄성계수는 이방성각도에 따른 단조증가함수라는 특성이 있다. 본 연구에서는 단일시험편에 대한 일축압축시험을 수행하여 얻어진 4개의 독립적 변형률로부터 탄성상수를 구하는 자세한 방법이 언급되었으며, 제안된 수식의 필요성과 적합성이 검토되었다. 이방성각도가 중간 또는 큰 크기일 때에는 Saint-Venant 근사식의 적용으로 참값에 가까운 탄성상수를 결정할 수 있기 때문에 다른 수식의 제안은 필요하지 않다. 그럼에도 불구하고 제안된 식들은 이와 비슷한 결과를 유도하므로 적용가능하다고 판단된다. 이방성각도가 작은 경우에는 Saint-Venant 근사식으로 일반적인 여러 구속조건을 만족시키는 값을 얻지 못하는 반면에, 제안된 식들은 참값에 가까운 결과를 유도할 수 있었다. 따라서 보다 더 적합한 수식이 알려지기 전에는 이들 식을 적용하는 것을 제안한다. 모델연구에서 얻어진 지침도를 활용하면, 3개의 수식 가운데 가장 적합한 수식을 결정할 수 있다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.347-355
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• 2014

전자장치들의 소형화 및 박형화가 됨에 따라 전자장치의 수명과 직결되는 열적문제가 중요해지고 있다. 열적문제를 해결하기위해 열확산과 단열을 통한 열적 안정성 연구가 필요하다. 허니컴 샌드위치 평판은 이방성의 열전도계수를 갖는다. 허니컴 샌드위치 평판이 적용된 시스템에 대해 온도분포와 열변형을 해석하기 위하여 열 및 탄성 물성치가 필요하다. 본 연구에서는 허니컴 코어의 크기, 두께 그리고 구성된 재료에 따라 허니컴 샌드위치 평판의 물성치가 변하기 때문에 허니컴 샌드위치 평판의 열전도계수, 열팽창계수, 탄성계수, 전단탄성계수, 푸아송비와 같은 열 및 탄성 물성치를 예측하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.169-178
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• 1991

본 연구에서는 평면 변형률 강소성 유한요소법을 이용하여 유한요소 수식화를 유도하고 금형이 해석저인 함수로 묘사되는 드로잉 공정을 해석하고, 금형이 해석적인 함수로 묘사되지 않는 실제적인 자동차 성형품의 드로잉 공정을 해석하여 기존의 결과 와 비교하여 본 방법의 타당성을 검토하였다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제3권3호
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• pp.19-28
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• 1995

The explicit scheme for finite element analysis of sheet metal forming problems has been widely used for providing practical solutions since it improves the convergency problem, memory size and computational time especially for the case of complicated geometry and large element number. The explicit schemes in general use are based on the elastic-plastic modelling of material requiring large computation time. In the present work, rigid-plastic explicit finite element method is introduced for analysis of sheet metal forming processes in which plane strain normal anisotropy condition can be assumed by dividing the whole piece into sections. The explicit scheme is in good agreement with the implicit scheme for numerical analysis and experimental results of auto-body panels. The proposed rigid-plastic explicit finite element method can be used as robust and efficient computational method for prediction of defects and forming severity.