• 콘크리트학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.177-188
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• 2006

전통적인 비선형 유한요소해석은 모델링이 복잡하고 어려운 해석기법이 필요로 한다. 게다가 해석결과가 응력-변형률 관계로 도출되므로 그 결과를 분석하거나 설계에 활용하기 어렵다. 본 연구에서는 설계 지향적인 수치해석방법으로 트러스 모델을 이용한 비선형 해석방법을 개발하였다. 해석하고자 하는 철근콘크리트 부재를 길이방향, 직각방향, 대각방향의 트러스요소로 이상화한다. 기본적으로 각 요소는 철근과 콘크리트의 복합체이며, 주기해석을 위하여 철근과 콘크리트 요소를 위한 간략화된 비선형 주기이력모델을 적용하였다. 제안된 방법의 검증을 위하여 전단경간비, 하중조건, 철근량, 배근형태 등이 다른 다양한 전단지배 보와 벽체에 대하여 비선형해석을 수행하였고, 예측된 비탄성강도, 에너지소산능력, 변형능력, 파괴유형 등을 실험 결과와 비교하였다. 해석결과, 철근콘크리트 부재의 변형능력을 예측하기 위해서는 반복적인 인장-압축을 받는 콘크리트 스트럿에 사용되는 압축연화모델이 부재특성에 따라 수정되어야 함이 밝혀졌다.

• 지질공학
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• 제19권3호
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• pp.401-408
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• 2009

단양과 가곡을 잇는 기존 구국도 59호선에는 35개소의 절토사면이 존재한다. 본 구간은 도로선형이 복잡하고, 폭이 협소하며, 2002년과 2006년 집중강우의 영향으로 절토사면 붕괴, 산사태, 도로침하 현상이 발생되는 등 위험성이 높아 신설국도를 계획하게 되었다. 2006년 12월 신설국도 공사 중 터널입구부사면이 붕괴되었으며, 상부에 존재하는 군도의 중앙선을 따라 인장균열이 발생되었다. 붕괴원인 파악 및 대책공법 제시를 위해서 면밀한 현장조사 및 인장균열에 대한 모니터링을 실시하였고, 스테레오투영망 해석, 한계평형해석, 유한차분해석을 수행하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.121-130
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• 1999

본 연구는 전응력 개념에 근거한 비등방경화 구성관계를 적용하여 유한요소해석을 수행하는 데 목적이 있다. 이에 대상문제에 적합한 비등방경화 구성관계를 개발하여 수학적으로 정식화하고 실험적으로 검증하였다. 동반논문에서는 유한요소해법의 정확도와 수렴성을 확보하도록 정식화하여 해석코드에 구현한 후 실제문제를 해석한다. 제안된 구성관계는 von Mises 형태의 파괴규준과 일반 등방경화규칙에 의거한 비등방경화규칙을 채택하여 비선형성과 비등방성이 심한 응력-변형률 관계를 모델하였다. 결과적으로 UU 삼축시험, 과압밀 상태에 대한 CU 삼축시험, $K_0$ 압밀조건의 주응력축 회전시 비등방적 거동에 대하여 검증할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권9호
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• pp.5-15
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• 2015

본 연구에서는 수리-역학적 유한요소 해석기법을 바탕으로 강우침투에 의한 비탈면 안정성과 커플링 효과를 분석하였다. 이를 위해 수리학적 특성과 역학적 특성을 동시에 고려할 수 있는 해석기법을 개발 하였으며, 현장모관흡수력 측정 결과를 활용하여 해석기법을 검증하였다. 이를 바탕으로 균질한 지층과 비탈면을 모델링 하여 강우발생에 따른 모관흡수력 변화, 평균유효응력, 간극률 변화, 지반 변위, 안전율의 결과를 단계별 해석결과와 비교 분석하였다. 그 결과, 간극률의 변화를 고려할 수 있는 커플링 해석의 변위는 단계별 해석에 비해 크게 나타났으며, 모관흡수력은 천천히 감소하는 것으로 나타났다. 커플링 해석을 통해 동시에 계산된 변형과 모관흡수력 감소는 비탈면의 불안정성에 큰 영향을 미치며, 점진적 파괴거동을 확인할 수 있다. 커플링 해석을 통한 비탈면 안정해석 시, 단기간 발생한 강우에 대해 낮은 안전율을 보여 커플링 효과가 큰 것으로 나타났으며, 집중호우에 의한 비탈면 설계 시 커플링 해석이 필요함을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.173-185
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• 1988

철근콘크리트 보의 전단피로거동(剪斷疲勞擧動)에 관(關)해 실험적(實驗的)인 연구(硏究)를 실시하여, 수치해석(數値解析) 결과(結果)와 비교(比較) 검토하였다. 전단실험(剪斷實驗)은 정적실험(靜的實驗)과 피로파괴실험(疲勞破壞實驗)으로 구별하였는데, 정적실험(靜的實驗)에서는 3가지 경우의 시험부재(試驗部材) 4개를 제작하여 실험한 결과, 응력과 스터럽의 변형률 관계를 관찰하였고, 피로파괴실험(疲勞破壞實驗)에서는 4가지 경우의 시험부재(試驗部材) 11개를 제작하여 실험한 결과, 하중-중앙처짐 관계와 하중-인장철근 변형률 관계 그리고, 하중-스터럽의 변형률 관계를 관찰하였다. 100 만회(萬回)에 대한 부재(部材)의 피로강도(疲勞强度)는 정적극한강도(靜的極限强度)의 약 65%임을 확인할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권12호
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• pp.1153-1157
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• 2013

증기터빈의 터빈 블레이드는 발전소 핵심설비 중 하나로, 로터의 디스크에 결합되어 회전함으로 써 증기 에너지를 기계적 에너지로 변환시켜주는 역할을 하고 있다. 최근 터빈의 잦은 기동정지로 인해 블레이드 회전에 따른 원심하중이 반복적 작용하고 이에 따른 저압 증기터빈 최종단 블레이드의 손상이 자주 보고되고 있다. 본 논문에서는 터빈 블레이드에 발생되는 손상을 분석하여 블레이드에 발생되는 저주기 피로수명을 평가하였다. 증기터빈 최종단 블레이드의 균열발생 수명을 결정하기 위해 유한요소법으로 계산한 탄성응력에 Neuber's rule을 적용하여 진변형율 진폭을 계산하였으며, 예측된 수명과 블레이드 실제 기동정지횟수가 잘 일치됨을 보였다.

• 한국가구학회지
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• 제21권1호
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• pp.26-39
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• 2010

This is a leading study to replace the structural analysis methodology on the specific traditional joint by a numerical analysis. Tests were carried out to test the compressive methodologies with the numerical results. The Japanese larch was used as a sample. The Orthotropic property of wood was specifically considered for the finite element numerical analysis. Linear numerical analysis and non-linear numerical analysis for the BEAM element and the two SOLID elements of ANSYS were used to analyze the compressive performance. In addition, more finely divided elements were used to raise the accuracy of the numerical result. Finally, the statistically significant differences were tested between that of the analytical and numerical results. It could be concluded that the SOLID 64 element shows the most optimum result when the non-linear analysis with the more finely divided element was used. However, finely dividing of the element is a considerable time consuming process, and it is quite difficult to raise the accuracy of the non-linear numerical analysis. Therefore, if considering the vertical displacement to be of the only interest, the BEAM element is more efficient than the SOLID element because the BEAM element is reflected as a simple line, which is less time consuming and difficult in dividing the elements. But, the BEAM element cannot accurately model the knot as a strength defect factor which is an important property in the orthotropic property of wood. Therefore, the SOLID element should be used to model the strength defect factor, knot, as it can be efficiently applied on the structural size flexure member which could be more strongly effected by the knot. In addition, it is useful at times when the failure types of members are to be more closely investigated, as the SOLID element is able to examine the local stress distribution of the member. The conclusion drawn by this study is of the good concordance between analytical results and numerical results of compressive wood members, but how orthotropic properties should only be considered. The numerical analysis on the specific Korean traditional joints will be based on the current study results.

• 소성∙가공
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• 제21권3호
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• pp.179-185
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• 2012

In this paper, it is proposed to produce high precision screws with a diameter of $800{\mu}m$ and a thread pitch of $200{\mu}m$ ($M0.8{\times}P0.2$) by means of a cold thread rolling process. In this part II of the study, the focus is on the production and reliability testing of the prototype $M0.8{\times}P0.2$ micro-screw. Designs for two flat dies were developed with the aid of the literature and previous studies. Process parameters during the cold thread rolling process were established through FE simulations. The simulation results showed that the threads of the micro-screw are completely formed through the rolling process. Prototype $M0.8{\times}P0.2$ micro-screw were fabricated with a high precision thread rolling machine. In order to verify the simulation results, the deformed shape and dimensions obtained from the experiment were compared with those from the simulations. Hardness and failure torque of the fabricated micro-screw were also measured. The values obtained indicate that the CAE based process design used in this paper is very appropriate for the thread rolling of micro-sized screws.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.509-516
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• 2010

본 연구에서는 가새와 강골조를 이용하여 철근콘크리트 모멘트 골조의 내진성능을 보강하는 방법에 대하여 연구하였다. 해석모델은 중력하중에 대해서만 설계된 3층 3경간의 RC 모멘트 골조 건물이다. 먼저 유한요소해석을 이용하여 RC구조물과 가새 접합부의 응력/변형 분포 상태를 파악하고, 접합부의 응력 집중현상을 방지하기 위하여 철골 모멘트골조를 추가하여 보강설계를 수행하였다. 내진보강을 위한 가새는 일반 철골 가새와 비좌굴 가새의 두가지 종류의 가새를 적용하고, 보강 전후 구조물의 강도 및 연성도를 비선형 정적 및 동적해석을 통해 비교하였다. 해석결과에 따르면 추가되는 철골 모멘트골조와 가새를 동시에 사용할 경우 구조물의 강도 및 연성능력의 증가에 큰 효과가 있는 것으로 나타났다. 추가되는 철골 모멘트골조는 단면이 크지 않을 경우 강도의 증가에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.59-70
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• 1992

풍하중(風荷重)을 받는 쌍곡 냉각탑의 비탄성(非彈性), 비선형(非線型) 극한(極限) 거동(擧動)을 Cray Y-MP 슈퍼 컴퓨터에 개발(開發)한 유한요소(有限要素)컴퓨터 프로그램으로 연구(研究)하였다. 유한요소 망(mesh)을 각각 잘게 잘라서 3모델을 만들고, 이 모델들을 이용하여 탄성과 비탄성 해석으로 유한요소 망의 수렴관계(mesh convergence)를 연구하였다. 연구결과 유한요소의 크기가 냉각탑의 극한거동을 예측하는데 매우 중요한 역할을 하고있음을 볼 수 있었다. 비록 쌍곡 냉각탑이 풍하중(風荷重)에 대해서 막응력(膜應力)(membrane stress)으로 저항하나, 본 연구(研究) 결과(結果) 휨응력(應力)(bending stress)도 냉각탑의 파괴와 거동(擧動)에 매우 중요한 역할을 하고 있음을 알아 내었다. 해석(解析)한 냉각탑은 형성값(Shape factor)이 1.48에 이르렀고, 이는 냉각탑의 자오선 응력(meridional stress)이 원둘레방향으로 상당히 재분배 되고 있음을 보여주는 것이다. 이러한 재분배에 대한 사실은 배치된 철근의 항복이 바람방향 자오선으로부터 $30^{\circ}C$에 까지 나타난 것으로 더욱더 뚜렷하였다. 현재의 탄성해석을 이용하는 냉각탑 설계(設計) 방법은 안전(安全)측에 있음을 보여 주었으며, 1보다 큰 형상값을 설계시에 활용하기 위해서는 더욱더 많은 연구가 선행되어야 할 것이다.