• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권1호
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• pp.1-9
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• 2017

Shot peening is a cold surface treatment employed to induce residual stress field in a metallic component beneficial for increasing its fatigue strength. The experimental investigation of parameters involved in shot peening process is very complex as well as costly. The most attractive alternative is the explicit dynamics finite element (FE) analysis capable of determining the shot peening process parameters subject to the selection of a proper material's constitutive model and numerical technique. In this study, Ansys / LS-Dyna software was used to simulate the impact of steel shots of various sizes on an aluminium alloy plate described with strain rate dependent elasto-plastic material model. The impacts were carried out at various incident velocities. The influence of shot velocity and size on the plastic deformation, compressive residual stress and force-time response were investigated. The results exhibited that increasing the shot velocity and size resulted in an increase in plastic deformation of the aluminium target. However, a little effect of the shot velocity and size was observed on the magnitude of target's subsurface compressive residual stress. The obtained results were close to the published ones, and the numerical models demonstrated the capability of the method to capture the pattern of residual stress and plastic deformation observed experimentally in aluminium alloys. The study can be quite helpful in determining and selecting the optimal shot peening parameters to achieve specific level of plastic deformation and compressive residual stress in the aluminium alloy parts especially compressor blades.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.93-103
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• 2006

격납건물은 원자로 사고발생시 방사능물질의 외부 유출을 막는 최후의 방벽이므로 가동 중 원전의 격납건물에 대한 안전성평가는 반드시 수행되어야 된다. 이러한 맥락에서 이 논문은 원전 격납건물의 비선형해석을 위해 탄소성 모델을 바탕으로 개발된 8절점 가변형도 쉘 요소와 이를 이용한 구조물의 비선형해석에 대하여 기술하였다. 비선형해석을 위해 콘크리트의 압축거동에 Drucker-Prager 파괴기준을 적용하였고 파괴포락선의 형상을 결정짓는 재료매개변수는 이축응력 실험으로부터 도출하였다. 개발된 쉘 유한요소는 퇴화 고체기법과 횡 전단변형도를 고려하기 위하여 Reissner-Mindlin(RM)가정을 도입하였고 쉘의 두께가 얇거나, 즉 종횡비가 작거나, 균일하지 않은 유한요소망을 사용할 경우 구조물의 강성이 과대하게 평가되는 묶임현상(locking phenomenon)을 제거하기 위해 본 논문에서는 가변형도법을 도입하였다. 개발된 철근콘크리트 쉘 요소의 성능검증을 위해서 벤치마크 테스트를 수행하였고 그 결과 이 논문에서 도출한 유한요소해석 결과는 실험결과와 잘 일치 하였다

• 소성∙가공
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• 제15권4호
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• pp.295-303
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• 2006

Optimization is carried out to determine process parameters which reduce the amount of springback and improve shape accuracy of a deep drawn product in sheet metal forming process. The study uses the amount of stress deviation along the thickness direction in the deep drawn product as an indicator of springback instead of springback simulation. The scheme incorporates with an explicit elasto-plastic finite element method for calculation of the final shape and the stress deviation The optimization method adopts the response surface method in order to seek for the optimum condition of process parameters such as the blank holding force and the draw-bead force. The present scheme is applied to design of the variable blank holding force in an U-draw bending process and the application is further extend ε d to the design of draw-bead force in a front side member formed with advanced high strength steel (AHSS) sheets of DP60. Results show that design of process parameter is well performed to decrease the stress deviation through the thickness and to reduce the amount of springback. The present analysis provides a guideline in a design stage for controlling the springback based on the finite element simulation of the complicated parts.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2006년도 제5회 박판성형 SYMPOSIUM
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• pp.61-67
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• 2006

Optimization is carried out to determine process parameters which reduce the amount of springback and improve shape accuracy of a deep drawn product in sheet metal forming process. The study uses the amount of stress deviation along the thickness direction in the deep drawn product as an indicator of springback instead of springback simulation. The scheme incorporates with an explicit elasto-plastic finite element method for calculation of the final shape and the stress deviation. The optimization method adopts the response surface method in order to seek for the optimum condition of the draw-bead force. The present scheme is applied to the design of draw-bead force in a front side member formed with advanced high strength steel (AHSS) sheets of DP60. Results show that design of process parameter is well performed to decrease the stress deviation through the thickness and to reduce the amount of springback. The present analysis provides a guideline in a design stage for controlling the springback based on the finite element simulation of the complicated parts.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.259-279
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• 1999

본 연구에서는 다단계 굴착시 연성토류 벽체의 수평변형, 굴착단계별 토압변화 및 분포, 그리고 배면지반의 지표침하와 지중변위의 분포를 규명하기 위하여 벽체강성, 벽마찰의 유무 및 지반조건에 대하여 굴착모형실험을 실시하였다. 모형실험 결과 벽체강성 및 벽체와 배면지반의 벽마찰각에 유무에 따른 지표침하 형태는 다소 차이를 나타내었으며, 지중변위 결과는 최대지중변위의 발생심도는 심도비 0.1H에서 0.15H(H는 최종굴착심도)의 범위에서 나타났다. 그리고 벽체의 강성에 따라 배면지반의 토압재분배 현상인 아칭효과는 벽체강성과 지반조건에 직접적인 관계가 있음을 확인할 수 있었다. 모형실험에서 얻은 벽체변위 및 토압분포는 기존 탄소성보법 프로그램으로 또한 지표침하 및 지중변위는 본 연구진에 의해 개발된 GDHM 재료모델을 이용한 유한요소법 프로그램으로 각각 비교분석하였다. 기존 탄소성보법 프로그램을 이용하여 모형실험을 해석한 결과 벽체변위 및 토압분포는 모형실험 결과와 상이한 결과를 얻었으며, GDHM 재료모델을 적용한 유한요소해석에서는 벽체수평변위의 형태는 다소 상이한 결과를 얻었으나 배면지반의 지중변위 분포는 벽체강성에 따라서 유사한 결과를 얻었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제17권3호통권76호
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• pp.375-384
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• 2005

본 논문은 T형 스티프너를 이용한 콘크리트 충전각형강관-H형강보 접합부의 응력전달 메카니즘을 유한요소해석을 통해 정확히 이해하고, T스티프너에 관한 설계기본자료를 제공하는데 그 목적이 있다. 선행된 실대형 접합부의 실험결과에서 나타난 문제점을 파악하기 위해 실험체와 동일한 형상의 비선형 유한요소해석을 수행하여 결과를 비교하였다. 접합부의 응력전달 메카니즘을 이해하기 위해 T형 스티프너의 형상을 변수로 하여 주요 부위의 여러 응력 및 변형도 지수를 사용하였다. 해석 모델은 크게 T형스티프너 상세에 따라 3개의 계열로 분류하였다. 유한요소해석을 통한 변수해석의 결과를 이용하여 보플랜지와 수평스티프너 접합부의 응력집중을 감소시킬 수 있는 방안을 모색하였다. 접합부 상세에 따른 여러 지수의 변화를 토대로 하여 T형 스티프너의 설계를 위한 기본자료와 최소 크기를 제시하였다.

• 소성∙가공
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• 제17권6호
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• pp.393-400
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• 2008

Springback is one of the most difficult phenomena to analyze and control in sheet forming. Most of traditional springback control methods rely on experiences of skilled workers in industrial fields. This study focuses on prediction and generation of optimum reconfigurable die surfaces to control shape errors originated by springback. For this purpose, a deformation transfer function(DTF) was combined with finite element analysis of the springback in the 2D sheet forming model of elastic-perfectly plastic materials under the condition without blank holder. The results showed shape errors within 1% of the objective shape, which were comparable with analytically predicted errors. In addition to this theoretical analysis, DTF method was also applied to 2D and 3D sheet forming experiments. The experimental results showed ${\pm}0.5$ mm and ${\pm}1.0$ mm shape error distribution respectively, demonstrating that reconfigurable die surfaces were predicted well by the DTF method. Irrespective of material properties and sheet thickness, the DTF method was applicable not only to FEM simulation but also to 2D and 3D elasto-reconfigurable die forming. Consequently, this study shows that springback can be controlled effectively in the elasto-RDF system by using the DTF method.

• Journal of Welding and Joining
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• 제9권2호
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• pp.37-43
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• 1991

In order to analyze the mechanical phenomena of three dimensional elato-plastic behavior caused by welding of thick plate, it is necessary to solve exactly the three dimensional unstationary heat conduction problem considering the moving effect of heat source and the temperature-dependence of material properties. In this paper, the three-dimensional unstationary heat conduction problem is formulated by using an isoparametric finite element method. Thereafter, the transient temperature distributions, according to time, of thick plate during welding are defined from the results calculated by the developed computer program.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.105-117
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• 1994

평면(平面)뼈대 구조물(構造物)에 대해 기하학적(幾何學的)인 비선형성(非線形性)과 소성(塑性)힌지의 개념(槪念)을 이용한 재료(材料)의 비선형성(非線形性)이 동시에 고려될 수 있도록 한 유한요소이론(有限要素理論) 및 해석방법(解析方法)을 제시한다. 단면(斷面)은 길이방향으로 일정하고, 구형(矩形) 및 I형(形) 단면(斷面)을 갖는 것으로 가정한다. 휨모멘트와 축방향력(軸方向力)의 결합된 효과를 고려한 한계함수(限界凾數) 사용하여 평면(平面)뼈대부재(部材)의 탄소성(彈塑性) 강도(剛度)매트릭스를 유도(誘導)한다. 변위증분법(變位增分法)을 적용하여 탄소성해석(彈塑性解析)에 의한 뼈대 구조물(構造物)의 극한거동(極限擧動)을 추적한다. 예제(例題)들을 통하여 다른 문헌(文獻)의 결과(結果)와 본(本) 연구(硏究)에 의한 결과(結果)를 비교(比較) 분석(分析)함으로써 제시된 이론(理論)의 정당성(正當性) 입증(立證)한다.

• 한국농공학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.47-54
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• 2007

This paper is on the research of the special character of the dynamic response according to a design of the clamped reinforced concrete slab. In this study, the 20-node solid element has been used to analyze the dynamic characteristics of RC slabs with clamped edges. The elasto-visco plastic model for material non-linearity and the smeared crack model have been adopted in the finite element formulation. The design factor, which affect the dynamic response of the reinforced concrete slab, are the steel layer thickness, steel layer depth, steel layout method, steel layout angle and the slab thickness and span ratio. The main purpose of this study was to find out the dynamic response of the reinforced concrete slab according to above variables. The reduction of deflection/thickness ratio appeared less than 2% when the slab thickness between 20 and 21cm. It is desirable that the slab thickness must be above 20-21cm. The reduction ratio of deflection is appeared greatly when the value of the span/thickness ratio is between 25 and 30. In conclusion, the steel layer depth and thickness had a little effect on deflection of the dynamic response, but had no effect on the steel layout angle.