• 한국정밀공학회지
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• 제17권11호
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• pp.122-128
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• 2000

In this paper, a bulging condition which affect the quality of continuous casting steel was analyzed by using the numerical analytic method. First, solidification analyses were performed for each cooling zone by one-dimensional finite difference method. The bulging deformation of cast slab has been calculated with a two-dimensional elasto-plastic and creep finite element model. The adequacy of the model has been checked against the experimental results. From this study the effects of the process variables such as casting speed, cooling condition and roll pitch were examined. The results from these analyses would be able to apply to the design of continuous casting process.

• 터널과지하공간
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• 제8권3호
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• pp.234-248
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• 1998

거친 절리면의 수직팽창 특성이 전단거동에 미치는 영향을 고려할 수 있는 새로운 전단거동 구성법책을 탄소성이론에 근거하여 제시하였다. 공식화 과정에서는 항복함수 및 소성포텐셜 함수로 Barton의 경험적 강도식들이 이용되었다. 전단강도의 경화 및 연화현상을 반영시키기 이해 mobilized JRC 개념이 적용되었다. 최대전단강도 이전과 이후의 JRC 변화는 절리면 전단방향 소성일의 함수로 표현할 수 있다고 가정하였다. 제안된 구성모델을 개별체 절리 유한요소에 적용하여 실행시켰다. 경계조건을 달리한 수치 직접전단시험을 통하여 제안된 모델을 검증하였다. 해석결과는 여러 문헌에 보고된 실험결과들과 잘 일치하였다. 또한 제안된 모델은 거친 절리면의 전단시험에서 특징적으로 나타나는 현상들을 잘 모사할 수 있음을 보였다.

• 터널과지하공간
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• 제11권3호
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• pp.225-236
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• 2001

암반 절리면의 거칠기는 전단강도 및 변형거동에 가장 중요한 영향을 미치는 요소 중의 하나이다. 절리면은 전단변형이 발생하는 동안 손상을 받게 되고 이에 따라 거칠기각은 연속적으로 낮아진다. 절리면의 수직팽창성과 강도 경화 및 연화현상도 거칠기의 변화와 관련이 있는 것으로 이해되고 있다. 따라서 절리면의 거칠기의 변화를 효율적으로 반영시킬 수 있는 수치해석 모델의 개발이 중요하다. 이 연구에서는 탄소성이론을 바탕으로 거칠기 변화를 고려할 수 있는 탄소성 응력-변형 증분식을 유도하여 절리면 거질기 변화가 절리면 전단거동에 미치는 영향을 정량적으로 평가하는데 이용하였다. 유도된 탄소성 증분식을 검증하기 위하여 수치 주기전단시험을 실시하였다. 수치시험결과 개발된 탄소성 증분식은 거친 절리면의 주기전단시험에 나타나는 일반적인 현상들을 모사하는데 효과적임을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제68권3호
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• pp.299-312
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• 2018

In this paper, an extended finite element method is proposed to analyze both geometric and material non-linear behavior of general Functionally Graded Material (FGM) plate-shell type structures. A user defined subroutine (UMAT) is developed and implemented in Abaqus/Standard to study the elastoplastic behavior of the ceramic particle-reinforced metal-matrix FGM plates-shells. The standard quadrilateral 4-nodes shell element with three rotational and three translational degrees of freedom per node, S4, is extended in the present study, to deal with elasto-plastic analysis of geometrically non-linear FGM plate-shell structures. The elastoplastic material properties are assumed to vary smoothly through the thickness of the plate-shell type structures. The nonlinear approach is based on Mori-Tanaka model to underline micromechanics and locally determine the effective FGM properties and self-consistent method of Suquet for the homogenization of the stress-field. The elasto-plastic behavior of the ceramic/metal FGM is assumed to follow Ludwik hardening law. An incremental formulation of the elasto-plastic constitutive relation is developed to predict the tangent operator. In order to to highlight the effectiveness and the accuracy of the present finite element procedure, numerical examples of geometrically non-linear elastoplastic functionally graded plates and shells are presented. The effects of the geometrical parameters and the volume fraction index on nonlinear responses are performed.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제2권2호
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• pp.5-16
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• 1986

말뚝두부에 무시할 수 없을 정도의 큰 횡력이 작용할 때 이에 대한 합리적인 해석이 있어야 한다. 이같은 해석에 있어서는, 말뚝과 말뚝 주위 지반과의 복잡한 상호작용 때문에 어려움이 많다. 본 연구의 목적은 말뚝 주위 지반을 탄소성체로 가정하고, 말뚝과 지반사이 경계요소를 가정하여 유한요소법에 의해 삼차원 해석 프로그램을 개발하는데 있다. 본 연구의 결과, 지반을 탄소성체로 가정한 해석결과가 현장측정치와 잘 일치함과, 말뚝과 주위지반의 불연속성을 환경요소로 극복할 수 있음과 경계요소의 두께 변화가 해석결과에 큰 영향을 주지 않으나, 되도록 얇게 함이 정도 높은 결과를 얻음을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.21-30
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• 2006

도심지 터널은 미고결성 저토피고 지반에 건설되는 경우가 많기 때문에 지반변위가 터널 설계를 지배하며 설계는 기존의 탄성 및 탄소성 모델을 활용한 수치해석적인 방법에 크게 의존하고 있기 때문에 현장의 계측결과에 부합하는 지반 거동을 묘사하키에는 부족한 점이 많다. 미고결성 저토피고 지반에 대한 터널 굴착시 지반 거동, 붕괴 매카니즘 및 침하량 예측에 관해 연구하였고 변형율 연회를 고려한 비선형 해석을 실시하여 기존의 탄성 및 탄소성 모델과 비교하였다. 도시 NATM 터널의 지반거통을 파악한 결과 미고결성 저토피고 지반의 경우 변형율 연화모델을 적용하는 것이 지표면 침하 기울기가 급해지거나 전단대가 발생하는 등 실제의 지반거동을 현실적으로 모델링 할 수 있었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 추계 학술발표회
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• pp.1666-1672
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• 2008

In this study, it collected and analyzed a construction case of the improved top-down support system application field on a case by case retaining wall method. The behavior of horizontal displacement was analyzed according to retaining wall type after reviewing a design stage and estimated horizontal displacement under the construction. The study results showed that it is judged stable until excavation termination irrelevant to a retaining wall method at the improved top-down support system application. It is judged that the settlement of behind ground can minimize because the retaining wall head displacement also behave stably. It was compared the predicted horizontal displacement in design and the measured horizontal displacement acquired through a measurement by using Elasto-Plastic analysis program. The comparison results showed that a similar horizontal displacement was predicted within stability standard irrelevant to a retaining wall method. So, it is decided that the advanced prediction is reasonable by Elasto-Plastic analysis in design applied the improved top-down support system. In the case of the ground anchor method application under a same condition, it is decided that a horizontal displacement will more increase than the improved top-down support system is applied. If a section condition is same, it was decided that to apply top-down support system is more stable than that.

• 대한기계학회논문집A
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• 제29권6호
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• pp.860-875
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• 2005

A new meshfree method for the analysis of elasto-plastic deformations is presented. The method is based on the proposed first-order least-squares formulation, to which the moving least-squares approximation is applied. The least-squares formulation for the classical elasto-plasticity and its extension to an incrementally objective formulation for finite deformations are proposed. In the formulation, the equilibrium equation and flow rule are enforced in least-squares sense, while the hardening law and loading/unloading condition are enforced exactly at each integration point. The closest point projection method for the integration of rate-form constitutive equation is inherently involved in the formulation, and thus the radial-return mapping algorithm is not performed explicitly. Also the penalty schemes for the enforcement of the boundary and frictional contact conditions are devised. The main benefit of the proposed method is that any structure of cells is not used during the whole process of analysis. Through some numerical examples of metal forming processes, the validity and effectiveness of the method are presented.

• 해양환경안전학회지
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• 제21권2호
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• pp.194-199
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• 2015

본 연구에서는 도그 피스 설치량에 따른 용접 변형 실험을 수행하여 용접 변형 감소 효과를 정량적으로 평가하였고, 도그 피스 설치를 고려한 용접 변형 해석 방법을 제안하였다. 용접 변형 실험 결과, 도그 피스 설치량이 증가할수록 용접 변형이 감소하며 최대 74%의 변형 감소 효과가 있음을 확인하였다. 원판형 열속 모델을 사용한 열탄소성 유한요소 해석을 활용하여 도그 피스 설치를 고려한 용접 변형 해석 방법을 제안하고, 해석 결과와 실험 결과가 좋은 유사성을 보이고 있음을 확인하였다. 본 해석 방법은 현행 도그 피스 설치량에 대한 적정 여부를 평가하거나 도그 피스 사용량을 절감할 수 있는 설치 가이드를 마련하기 위한 해석적 툴로 활용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권2호
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• pp.105-118
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• 2008

The newly developed analysis method for nanoindentation load-displacement curves are focused on not only obtaining elastic modulus and hardness values but also other mechanical properties, such as yield strength and strain hardening properties. Dao et al. developed a forward and reverse algorithm to extract the elasto-plastic properties of materials from the load-displacement curves obtained in nanoindentation test. These algorithms were only applicable for engineering metals (Poisson#s ratio 0.3) using the equivalent conical indenter of the Berkovich. However, the applicable metals are substantially limited because range of used in the finite element analysis is narrow. This study is designed to expand range of the applicable metals in the reverse algorithms established by Dao et al. and to improve the accuracy of that for extracting the elasto-plastic properties of materials. In this study, a representative strain was assumed to vary according to specific range of $E^*/{\sigma}_r$ and was defined as function of $E^*/{\sigma}_r$. Also, an initial unloading slope in reverse algorithms improved in this study was not considered as independent parameters of the load-displacement curves. The mechanical properties of materials for finite element analysis were modeled with the elastic modulus, E, the yield strength, ${\sigma}_y$, and the strain hardening exponents, n. We showed that the representative strain (0.033) suggested by Dao et al. was no longer applicable above the $E^*/{\sigma}_r$ of 400 and depended on values of $E^*/{\sigma}_r$. From these results, we constructed the dimensionless functions, in where the initial unloading slope was not included, for engineering metals up to $E^*/{\sigma}_r$ of 1500. These functions allow us to determine the mechanical properties with greater accuracy than Dao#s study.