• Computers and Concrete
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• 제26권2호
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• pp.127-136
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• 2020

There is an inherent randomness for concrete microstructure even with the same manufacturing process. Meanwhile, the concrete material under the aqueous environment is usually not fully saturated by water. This study aimed to develop a stochastic micromechanical framework to investigate the probabilistic behavior of the unsaturated concrete from microscale level. The material is represented as a multiphase composite composed of the water, the pores and the intrinsic concrete (made up by the mortar, the coarse aggregates and their interfaces). The differential scheme based two-level micromechanical homogenization scheme is presented to quantitatively predict the concrete's effective properties. By modeling the volume fractions and properties of the constituents as stochastic, we extend the deterministic framework to stochastic to incorporate the material's inherent randomness. Monte Carlo simulations are adopted to reach the different order moments of the effective properties. A distribution-free method is employed to get the unbiased probability density function based on the maximum entropy principle. Numerical examples including limited experimental validations, comparisons with existing micromechanical models, commonly used probability density functions and the direct Monte Carlo simulations indicate that the proposed models provide an accurate and computationally efficient framework in characterizing the material's effective properties. Finally, the effects of the saturation degrees and the pore shapes on the concrete macroscopic probabilistic behaviors are investigated based on our proposed stochastic micromechanical framework.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.579-585
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• 2009

본 연구에서는 분사식 섬유보강 코팅층(sprayed fiber reinforced polymer, SFRP)으로 보강된 RC보의 성능평가를 위하여 유한요소해석을 수행하였다. 이를 위하여 미세역학을 기반으로 한 구성모델(micromechanical constitutive model)(Lee, 2001)과 손상모델(Damage models)(Lee 등, 2000; 2005)을 결합시킨 손상구성모델(damage constitutive model)을 유한요소 프로그램인 ABAQUS에 적용하였다. 유한요소해석 결과를 실험값(Ha, 2007; Ha 등, 2009)과 비교하여 손상구성모델의 정확성을 증명하고자 하였다. 비교분석 결과, 손상구성모델을 유한요소 프로그램에 적용한 해석은 실험결과(Ha, 2007; Ha 등, 2009)를 비교적 잘 예측하고 있음을 보여주었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권12호
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• pp.961-968
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• 2020

본 연구에서는 미시역학 전산 모형을 통해 열 보호 시스템에 사용되는 내열 코팅 재료의 유효 열전도도와 탄성 계수를 산출하고 분석하였다. 상용 프로그램 Simpleware를 이용하여 HfC로 코팅된 탄소/탄소 복합재료의 삼차원 전산 모형을 생성한 후 유한요소 해석을 수행하였다. 유효 물성의 경향을 확인하기 위해 코팅층의 기공도와 두께 변화를 고려하였다. 또한, 실제 시편을 제작하여 실험에서 온도에 따라 측정된 열전도도와 해석에서 산출된 열전도도를 서로 비교하였으며 해석 결과가 측정값에 근접하였다. 이를 통해 내열 코팅 재료의 유효 물성을 산출하는데 있어서 미시역학 전산 해석이 적절함을 확인하였다.