• Structural Engineering and Mechanics
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• 제3권2호
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• pp.185-192
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• 1995

A numerical algorithm for plane stress and shell elasto-plasticity is presented in this paper. The proposed strain decomposition (SD) algorithm is an elastic predictor/plastic corrector algorithm, and in the context of operator splitting, is a return mapping algorithm. However, it differs significantly from other return mapping algorithms in that only the necessary response functions are used without invoking their gradients, and the stress increment is updated only at the end of the time step. This makes the proposed SD algorithm more suitable for materials with complex yield surfaces and will guard against error accumulation during the time step. Comparative analyses of structural systems using the proposed strain decomposition (SD) algorithm and the iterative radial return (IRR) algorithm are presented. The results demonstrate the accuracy and usefulness of the proposed algorithm.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제45권1호
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• pp.28-35
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• 2017

본 연구에서는 접합부가 접착제로 일체화된 강절형 기둥-보 접합 시험편과 슬릿 가공한 보부재에 기둥부재와 일체화된 목질접합물을 삽입하고 핀으로 접합한 시험편을 제작하여 모멘트 저항성능을 검토하였다. 목질접합물은 GFRP로 보강한 적층판을 제작하여 사용하였다. 슬릿 가공된 보부재에 GFRP보강적층판을 삽입하고 핀으로 접합된 기둥-보 시험편들은 완전탄소성 모델 분석으로 산출된 특성치들이 대조군인 강판삽입형 기둥-보 시험편보다 20~80% 낮게 측정 되었다. 기둥부재와 보부재가 접착제로 일체화된 강절형 기둥-보 시험편은 초기잔류변형이 거의 관찰되지 않았으며, 강판 삽입형 접합부보다 38% 향상된 초기강성과 41% 향상된 소성률이 측정되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권3호
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• pp.299-311
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• 2003

점진적 소성화를 고려한 공간뼈대구조의 극한강도를 평가하기 위한 비선형 유한요소 해석법을 제시한다. 유한한 회전각의 2차항 까지 고려된 개선된 변위장을 도입하여 결과적으로 축력뿐만 아니라 휨모멘트 그리고 비틂모멘트에 의한 비선형 효과를 모두 고려한다. 탄-소성 해석을 위하여 소성힌지 개념을 도입하고 비선형 해석방법으로 하중 및 변위증분법을 이용한다. 잔류응력 분포에 의거한 초기항복함수를 정의하고 축력뿐만 아니라 모멘트의 함수로 표현되는 소성영역함수를 사용하여 flow rule과 normality condition을 적용하여 탄-소성 강도매트릭스를 도출한다. 계산시간이 빠른 기존의 소성힌지 해석기법을 사용하는 동시에 소성영역의 진전효과를 효율적으로 나타내었다. 요소의 소성화 진행정도를 나타내는 파라미터를 도입하고 여러 가지 강도감소모델을 사용하여 극한해석을 수행하여 그 결과를 소성영역해석, 쉘요소를 이용한 정밀해석 그리고 실험결과와 비교하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.217-228
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• 1997

p-version 유한요소법에 의한 고정밀해석은 응력특이가 발생하는 선형탄성 문제에 매우 적합한 방법으로 인식되고 있다. 해석 결과의 정확도, 모델링의 단순성, 입력자료에 대한 통용성 및 사용자와 CPU 시간의 절감 등 여러장점이 선형탄성 문제에 적용되어 우수성이 입증되었지만, 탄소성 해석분야는 아직 적용이 이루어지지 않고 있다. 그러므로 본 논문에서는 일-경화재료에 대한 구성방정식을 이용하여 정식화된 증분소성이론과 소성유동법칙에 근거한 재료비선형 p-version 유한요소모델이 제안되었다. 비선형방정식을 풀기 위해 Newton-Raphson법과 초기강성도법 등의 반복법이 모색되었다. 제안된 모델을 이용하여 개구부를 가진 사각형 평판과 내압을 받는 두꺼운 실린더, 그리고 등분포하중을 받는 원판해석 등의 수치실험이 수행되었다. 한편, p-version 모델에 의한 해석결과는 문헌의 이론값과 상용유한요소프로그램인 ADINA의 해석결과와 비교 검증되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3A호
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• pp.447-455
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• 2006

순수변위 비선형 4절점 쉘요소의 정식화를 제안하여 철근 콘크리트, 강재및 복합재료등 범용 목적의 구조물의 해석에 적합하도록 하였다. 기하강성의 정식은 2차 운동역학적 관계를 이용하여 쉘이 중립면에서 정의되었고 이러한 기하강성은 면내응력, 휨 모멘트와 수직 전단력의 형태로 구성되어 두꺼운 판 및 쉘의 해석에 효과적이다. 가정된 자연 변형률 방법을 사용하여 전단잠김 문제를 제거한 복합 쉘 요소는 얇은 판및 쉘의 경우에도 정확한 해를 구할 수 있다. 콘크리트 경우 소성이론 및 탄소성 파괴역학에 근거한 비탄성 해석이 가능하며 강재경우 폰미스의 항복이론과 이바노브의 항복이론을 이용한 소성해석이 가능하다. 복합 재료의 수직전단 강성 행렬은 평형방정식으로부터 유도하여 구성하였다. 본 연구에서 제안한 쉘 요소는 해석 예제들이 참고문헌과 잘 일치하여 정확성이 입증되었으며 범용목적의 박판구조 해석에 적합한 것으로 사료 되었다.

• Computers and Concrete
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• 제12권5호
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• pp.585-612
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• 2013

The paper presents quasi-static numerical simulations of the behaviour of short reinforced concrete beams without shear reinforcement under mixed shear-tension failure using the FEM and four various constitutive continuum models for concrete. First, an isotropic elasto-plastic model with a Drucker-Prager criterion defined in compression and with a Rankine criterion defined in tension was used. Next, an anisotropic smeared crack and isotropic damage model were applied. Finally, an elasto-plastic-damage model was used. To ensure mesh-independent FE results, to describe strain localization in concrete and to capture a deterministic size effect, all models were enhanced in a softening regime by a characteristic length of micro-structure by means of a non-local theory. Bond-slip between concrete and reinforcement was considered. The numerical results were directly compared with the corresponding laboratory tests performed by Walraven and Lehwalter (1994). The advantages and disadvantages of enhanced models to model the reinforced concrete behaviour were outlined.

• 소성∙가공
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• 제11권2호
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• pp.138-146
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• 2002

This paper is concerned with the simulation-based process design method involved non-steady state problem of tension levelling considering the elasto-plastic hardening behavior of a metallic strip by a commercial code ABAQUS/Standard. The tension levelling process is peformed to elongate the strip plastically in combination of tensile and bending strain by a controlled manner so that all longitudinal fibers in the strip have an approximately equal amount of length and undesirable strip shapes are corrected to the flat share. Objectives of this paper are the development of a general method for the design of a tension leveller by a finite element method and parameter studies for the deisgn variables such as the applied tension, the roll intermash includes the determination of the steady state using the simple unit of the tension levelling line and the effect of the finite element mesh size on the amount and distribution of the strain calculated. The analysis provides the information about the intermesh effect on the amount and final shapes of the strip and distribution of the strain in order to determine the amount elongation for correction of the irregular share.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제24권5호
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• pp.621-639
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• 2006

Stability of a cylindrical shell subject to a uniform axial compression, which is a power function of time, is examined within the framework of small strain elasto-plasticity. The material of the shell is incompressible and the effect of the elastic unloading is considered. Initially, employing the infinitesimal elastic-plastic deformation theory, the fundamental relations and Donnell type stability equations for a cylindrical shell have been obtained. Then, employing Galerkin's method, those equations have been reduced to a time dependent differential equation with variable coefficient. Finally, for two initial conditions applying a Ritz type variational method, the critical static and dynamic axial loads, the corresponding wave numbers and dynamic factor have been found. Using those results, the effects of the variations of loading parameters and the variations of power of time in the axial load expression as well as the variations of the radius to thickness ratio on the critical parameters of the shells for two initial conditions are also elucidated. Comparing results with those in the literature validates the present analysis.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.65-73
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• 2000

본 연구에서는 미소변형률에서 대변형률까지의 거동을 모델할 수 있는 탄소성 구성모델을 개발하였다. 제안된 구성모델은 일반 등방경화규칙에 근거한 비등방 경화규칙과 전응력 개념을 토대로 개발하였다. 그리고 제안된 구성관계가 기존의 대표적 구성모델을 포함하고 있음을 수학적으로 입증하였다. 국내 화강풍화토에 대한 공진주시험, 비틂전단시험, 삼축시험 등 일련의 실내시험 결과를 이용하여 검증한 결과, 쌍곡선 모델 및 Ramberg-Osgood모델과 비교하여 제안된 모델은 미소변형률에서 대변형률까지의 거동을 더욱 일관되고 정확하게 모델할 수 있다. 또한 비틂전단시험 결과와의 비교에서는, 미소변형률 조건에서 나타나는 비선형성을 적합하게 예측할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.125-130
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• 2004

본 논문에서는 수치적 구성방정식인 연속 탄소성 캡 모델의 정수추정에 관한 방법이 제시되었다. 캡 모델을 이용하여 실제 토질의 거동을 예측하기 위하여서는 캡 모델을 이루는 토질의 물성과 직접적으로 연관된 여덟개의 정수가 결정되어야 한다. 이를 위하여 첫 번째로, Ottawa 모래를 사용하여 표준압밀시험기를 이용한 일축압축시험 및 배수삼축압측 시험이 토질거동의 실제기준값으로서 수행되었고, 두 번째로 탄소성 캡 수치해석모델의 반응을 실내실험값에 일치시키기 위하여 추정된 정수들을 사용한 수치실험이 수행되었다. 두 실험 간의 오차를 최소화하기 위하여 최적화 기법이 사용되었으며, 최적화 후 결정된 8개의 정수는 실내실험결과와 비교되었다. 특히, 수치적 삼축압축시험시 응력계산에 따른 수평변위 측정에 특별한 주의가 필요하다.