• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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• pp.736-739
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• 1995

The meshless adaptive method based on multiple scale analysis is developed to simulate large deformation problems. In the procedure, new particles are simply added to the orginal particle distribution because meshless methods do not require mesh structures in the formulations. The high scale component of the approximated solution detects the localized region where a refinement is needed. The high scale component of the second invariant od Green-Lagrangian strain tensor is suggested as the new high gradient detector for adaptive procedures. The feasibility of the proposed theory is demonstrated by a numerical experiment for the large deformation of hyperelastic materials.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권6호
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• pp.1107-1124
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• 2016

Consistent finite strain Plate constitutive relations are derived based on a hyperelastic formulation for an isotropic material. Plate equilibrium equations under finite strain are derived following a static kinematic approach. Three Euler angles and four shear angles, based on Timoshenko beam theory, represent the kinematics of the deformations in the plate cross section. The Green deformation tensor has been expressed in term of a deformation tensor associated with the deformation and stretches of an embedded plate element. Buckling formulation includes the in-plane axial deformation prior to buckling and transverse as well as in-plane shear deformations. Numerical results for a simply supported thick plate under uni-axial compression force are presented.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.253-256
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• 2011

본 논문에서는 표면효과와 비선형 탄성효과를 고려한 FCC 나노박막의 순차적 멀티스케일 해석 모델을 제시한다. 표면에서의 구성방정식은 표면응력과 표면탄성계수를 이용하여 선형으로 표시되며, 표면효과를 나타내기 위한 표면물성들은 EAM 포텐셜을 이용한 원자적 계산 방법으로 계산된다. 두께가 얇은 나노박막은 표면응력으로 인하여 면내 방향으로 수축 또는 인장의 변형이 발생하게 된다. 나노박막의 평형상태에서의 변형율은 두께가 얇은 박막의 경우 재료가 선형 탄성 영역을 벗어나는 값을 가지는 경우가 많으므로 나노박막의 해석시 벌크 영역의 비선형 탄성 효과를 고려해야 한다. 이러한 비선형 탄성 효과를 고려하기 위해 본 연구에서는 FCC 구조를 가지는 금속의 비선형 탄성 모델을 제시하고, EAM 포텐셜로 계산된 응력과 탄성 계수를 이용하여 매칭 기법을 통하여 비선형 탄성 모델의 계수들을 결정한다. 또한 Cauchy-Born Rule 모델과 분자동역학 전산모사를 통하여 본 연구에서 제안된 비선형 탄성 모델에 대한 검증을 수행한다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.87-91
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• 2013

Rubber Components have been playing important role for the isolation of noise and vibration of vehicle. This paper is presented the new method of dynamic modeling of rubber component for simulating the dynamic characteristics of it under the varing loading condition. Rubber dynamic model consists of the hyperelastic, viscoelastic and elasto-plastic characteristics of rubber. Dynamic proporties of rubber are calculated at each preload and frequency conditions, compared to test data, and evaluated the validity of rubber dynamic model. This technique is expected to understand and improve the characteristics of noise and vibration with relation to rubber components.

• Coupled systems mechanics
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• 제4권2호
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• pp.137-155
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• 2015

This paper presents a simple procedure to obtain a substitute, homogenized mechanical response of single layer graphene sheet. The procedure is based on the judicious combination of molecular mechanics simulation results and homogenization method. Moreover, a series of virtual experiments are performed on the representative graphene lattice. Following these results, the constitutive model development is based on the well-established continuum mechanics framework, that is, the non-linear membrane theory which includes the hyperelastic model in terms of principal stretches. A proof-of-concept and performance is shown on a simple model problem where the hyperelastic strain energy density function is chosen in polynomial form.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.1859-1864
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• 2014

본 액화 실리콘 고무는 내열성 및 내화학적 우수성으로 전자 제품 및 다양한 제품에서 활용되고 있다. 하지만 초탄성 재료는 일반 금속재료와 다른 특성을 보인다. 초탄성 재료는 하중과 변형이 비선형 관계를 보이는 대변형 범위에서도 탄성거동을 나타내는 특성을 지니며, 비선형, 비압축성 및 대형의 특성을 지니고 있다. 이러한 특성 때문에 제품을 설계 및 생산 하기위해는 기능적 측면을 고려한 소재의 특성에 대한 물성 확보가 반드시 필요하기 때문에 현장에서 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 자동차용 방수커넥터 설계를 위해 소재의 인장, 압축 시험으로부터 구한 하중-변형관계를 이용하여 이를 유한 요소 해석에 적용한 결과를 비교하였으며, 해석결과와 제품의 성능 테스트 결과를 비교하여 방수커넥터용 씰의 경우 어떠한 소재특성을 적용할 경우 유용한 결과를 도출할 수 있는지를 확인하였으며, 이를 통해 제품 개발에 유용성을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제40권4호
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• pp.353-362
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• 2016

정확한 점탄성 재료의 히스테리시스 모델은 에너지 손실을 정량화 하는데 매우 중요하다. 우리는 본 논문에서 대변형 상태의 탄성체에 대한 비선형 초-점탄성 지배방정식 모델을 제시하고자 한다. 본 연구는 Hoofatt의 모델에서 Neo-Hookean 초탄성 모델 대신 Yeoh 초탄성 모델로 지배 방정식을 유도하여 탄성체의 점탄성 거동을 모델링하였다. 또한 폴리우레탄 시편을 사용하여, 평균 변형률 ${\varepsilon}_m=1.5$, 진폭 변형률 ${\varepsilon}_a=0.2{\sim}0.8$, 주파수 f=0.02~0.2의 조건에서 단축 사인형 반복 하중 실험과 제시한 점탄성 모델을 Matlab으로 비교하였다. 본 연구의 점탄성 모델은 변형률이 230% 이상의 대변형 상태의 에너지 손실도 계산할 수 있다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제35권6호
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• pp.677-697
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• 2010

This paper focuses on geometrically non-linear static analysis of a simply supported beam made of hyperelastic material subjected to a non-follower transversal uniformly distributed load. As it is known, the line of action of follower forces is affected by the deformation of the elastic system on which they act and therefore such forces are non-conservative. The material of the beam is assumed as isotropic and hyperelastic. Two types of simply supported beams are considered which have the following boundary conditions: 1) There is a pin at left end and a roller at right end of the beam (pinned-rolled beam). 2) Both ends of the beam are supported by pins (pinned-pinned beam). In this study, finite element model of the beam is constructed by using total Lagrangian finite element model of two dimensional continuum for a twelve-node quadratic element. The considered highly non-linear problem is solved by using incremental displacement-based finite element method in conjunction with Newton-Raphson iteration method. In order to use the solution procedures of Newton-Raphson type, there is need to linearized equilibrium equations, which can be achieved through the linearization of the principle of virtual work in its continuum form. In the study, the effect of the large deflections and rotations on the displacements and the normal stress and the shear stress distributions through the thickness of the beam is investigated in detail. It is known that in the failure analysis, the most important quantities are the principal normal stresses and the maximum shear stress. Therefore these stresses are investigated in detail. The convergence studies are performed for various numbers of finite elements. The effects of the geometric non-linearity and pinned-pinned and pinned-rolled support conditions on the displacements and on the stresses are investigated. By using a twelve-node quadratic element, the free boundary conditions are satisfied and very good stress diagrams are obtained. Also, some of the results of the total Lagrangian finite element model of two dimensional continuum for a twelve-node quadratic element are compared with the results of SAP2000 packet program. Numerical results show that geometrical nonlinearity plays very important role in the static responses of the beam.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.387-388
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• 2007

• 대한기계학회논문집
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• 제16권7호
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• pp.1341-1350
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• 1992

본 연구에서는 시험 재료의 특성을 가장 잘 나타낼 수 있으며 시험 자료밖의 범위에서도 물리적 타당성을 갖는 변형 에너지 함수를 찾기 위한 방법의 일환으로 기 존의 여러 방법들을 이용하여 동일한 시험 자료에 적용함으로써, Rivlin 형태와 Ogden 형태에 대한 재 조사를 실시하였다. 그리고 비선형 대변형 재료의 실제 사용 예로서 앞에서 언급한 타이어용 고무를 들 수 있는데 이들에 대한 변형 에너지 함수를 결정하 기 위한 시험자료는 실제적 문제때문에 단순 인장과 같은 비교적 간단한 경우에 대하 여 한정되어 있으므로, 이러한 자료로부터 여러 종류의 하중 상태를 예측할 수 있는 변형 에너지 함수를 찾고자 하였다.