• Steel and Composite Structures
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• 제17권2호
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• pp.159-172
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• 2014

A finite element model with the consideration of damage initiation and evolution has been developed for the analysis of the dynamic response of a composite sandwich panel subject to low velocity impact. Typical damage modes including fiber breakage, matrix crushing and cracking, delamination and core crushing are considered in this model. Strain-based Hashin failure criteria with stiffness degradation mechanism are used in predicting the initiation and evolution of intra-laminar damage modes by self-developed VUMAT subroutine. Zero-thickness cohesive elements are adopted along the interface regions between the facesheets and the foam core to simulate the initiation and propagation of delamination. A crushable foam core model with volumetric hardening rule is used to simulate the mechanical behavior of foam core material at the plastic state. The time history curves of contact force and the core collapse area are obtained. They all show a good correlation with the experimental data.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제1권3호
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• pp.1-9
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• 2010

본 연구에서는 Lagrangian 및 Hermite 보간함수를 혼합정식화한 유한요소법과 다양한 전단변형함수로 등방성, 대칭 적층 및 샌드위치판 모델을 제시하였다. 제시된 전단변형이론은 판의 상하면에서 전단응력이 0이 되는 다항식, 삼각함수, 쌍곡삼각함수 및 지수함수로 구성되어 있다. 모든 전단변형함수는 해석해, 정해 및 기발표된 유한요소 결과치와 비교하였으며, 합리적인 정확도를 갖는 것으로 예측되었다. 특히, 지수형태의 전단변형함수(Karama et al. 2003; Aydogu 2009)가 적층 및 샌드위치판 해석에 있어서 상대적으로 가장 우수한 결과를 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제17권12호
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• pp.1353-1361
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• 1992

가볍고 박막이며 자유공간 상호연결이 가능한 홀로그래피 광학소자 (HOE)를 제작하였다. 특히 광연결 및 다중영상처리를 위해서는 고효율이어야 하며 같은 파워의 스폿빔이 형성되어야 한다. 2차원 2진 위상구조를 갖는 위상격자를 찾기위해 modified Newton방식을 기초로 컴퓨터 시뮬레이션하여 비선형 방정식의 해를 구하였다. 플로터를 이용하여 원화를 그린다음 축소하여 마이크로 필름에 정보를 옮겼다. 마이크로 필름과 은염 홀로그램 필름을 접촉복사시켜 위상형 회절격자를 만들어 $5{\times}5$ 다중 스폿빔을 형성시켰다. 중앙 0차 빔을 제외하고는 균일한 세기를 가졌으며 표백처리된 홀로그래피 광학소자는 고효율을 얻을 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5347-5356
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• 2011

본 연구에서는 Lagrangian/Hermite 보간함수를 혼합정식화한 유한요소법과 다양한 전단변형함수로 역대칭 앵글-플라이 샌드위치판 모델을 비교하였다. 제시된 전단변형함수는 판의 상하면에서 전단응력이 0이 되는 다항식, 삼각함수, 쌍곡삼각함수 및 지수함수로 구성되어 있다. 모든 전단변형함수는 해석해(Analytical solution)와 비교하였으며, 합리적인 정확도를 갖는 것으로 예측되었다. 특히, 지수형태의 전단변형함수가 복합면재를 갖는 샌드위치판 해석에 있어서 상대적으로 가장 우수한 결과를 보였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.145-157
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• 2008

하중전달효율은 다웰이 설치되었거나 설치되지 않은 콘크리트포장 줄눈의 구조적 성능을 나타내기 위해 사용된다. ABAQUS 소프트웨어를 사용한 줄눈 콘크리트장의 3차원 모형이 본 연구를 통하여 구축되었다. 기층과 노상이 접착되어 구성된 하부층 위에 3개의 슬래브가 놓였으며, 스프링 요소를 사용하여 인접한 슬래브를 줄눈에서 연결하였다. 콘크리트포장의 다양한 줄눈강성을 모사하기 위하여 다양한 값의 스프링 상수를 입력값으로 사용하여 그 관계를 조사하였으며, 스프링 상수가 커질수록 줄눈의 하중전달효율이 증가하는 것으로 나타났다. 슬래브와 기증의 다양한 탄성계수와 두께를 사용하여 슬래브의 거동과 하중전달효율에 미치는 재료물성과 기하학적 형상의 영향을 분석하였다. 그 결과 노상의 탄성계수는 기층의 탄성계수와 슬래브 및 기층의 두께보다 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 양 또는 영의 온도구배에서보다는 음의 온도구배에서 슬래브의 거동과 하중 전단효율이 더 민감 하게 변화하였으며, 낮은 강성의 줄눈은 슬래브의 온도구배에 더 민감한 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제70권5호
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• pp.551-562
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• 2019

In the present study, a suitable mathematical model considering parabolic transverse shear strains for dynamic analysis of laminated composite skew plates under different types of impulse and spatial loads was presented for the first time. The proposed mathematical model satisfies zero transverse shear strain at the top and bottom of the plate. On the basis of the cubic variation of thickness coordinate in in-plane displacement fields of the present mathematical model, a 2D finite element (FE) model was developed including skew transformations in the mathematical model. No shear correction factor is required in the present formulation and damping effect was also incorporated. This is the first FE implementation considering a cubic variation of thickness coordinate in in-plane displacement fields including skew transformations to solve the forced vibration problem of composite skew plates. The effect of transverse shear and rotary inertia was incorporated in the present model. The Newmark-${\beta}$ scheme was adapted to perform time integration from step to step. The $C^0$ FE formulation was implemented to overcome the problem of $C^1$ continuity associated with the cubic variation of thickness coordinate in in-plane displacement fields. The numerical studies showed that the present 2D FE model predicts the result close to the analytical results. Many new results varying different parameter such as skew angles, boundary conditions, etc. were presented.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.147-158
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• 2004

많은 장점을 가진 복합재료를 사용한 보강판에 대하여 지금까지 많은 연구자들이 변위법에 근거한 등매개변수 평판 요소와 보요소를 결합한 유한요소법을 사용하여왔다. 이러한 유한요소법은 보요소를 평판 요소의 절점에 대한 강성으로 치환하기 때문에 보강재에 대한 국부적인 거동을 파악할 수 없으며 복합적층 구조인 경우 그 적용성이 제한적이다. 따라서, 본 연구에서는 복합재료 보강판의 해석에 있어 보강재 및 판에 대하여 3차원 쉘요소를 사용하여 거동을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 Reissner-Mindlin의 1차 전단변형이론을 사용하였다. 그러나 Reissner-Mindlin이론에 의한 등매개변수 평판 휨 요소는 판의 두께가 얇아지는 경우 일반적으로 전단잠김현상과 가상의 제로에너지 모드가 발생하는데 이를 제거하기 위해 대체전단변형률장을 사용하였다. 폭-두께비, 형상비 뿐만아니라 경사판의 경사각 변화에 따른 임의방향 보강재를 갖는 단순지지된 복합적층 구형 및 경사판에 대한 처짐분포를 비교 분석하였다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제5권3호
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• pp.348-363
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• 2013

The use of I-Core sandwich panel has increased in cruise ship deck structure since it can provide similar bending strength with conventional stiffened plate while keeping lighter weight and lower web height. However, due to its thin plate thickness, i.e. about 4~6 mm at most, it is assembled by high power $CO_2$ laser welding to minimize the welding deformation. This research proposes a volumetric heat source model for T-joint of the I-Core sandwich panel and a method to use shell element model for a thermal elasto-plastic analysis to predict welding deformation. This paper, Part I, focuses on the heat source model. A circular cone type heat source model is newly suggested in heat transfer analysis to realize similar melting zone with that observed in experiment. An additional suggestion is made to consider negative defocus, which is commonly applied in T-joint laser welding since it can provide deeper penetration than zero defocus. The proposed heat source is also verified through 3D thermal elasto-plastic analysis to compare welding deformation with experimental results. A parametric study for different welding speeds, defocus values, and welding powers is performed to investigate the effect on the melting zone and welding deformation. In Part II, focuses on the proposed method to employ shell element model to predict welding deformation in thermal elasto-plastic analysis instead of solid element model.

• Computers and Concrete
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• 제24권3호
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• pp.207-222
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• 2019

This paper has presented an effective and accurate meso-scale finite element model for simulating the fracture process of concrete under compression-shear loading. In the proposed model, concrete is parted into four important phases: aggregates, cement matrix, interfacial transition zone (ITZ), and the initial defects. Aggregate particles were modelled as randomly distributed polygons with a varying size according to the sieve curve developed by Fuller and Thompson. With regard to initial defects, only voids are considered. Cohesive elements with zero thickness are inserted into the initial mesh of cement matrix and along the interface between aggregate and cement matrix to simulate the cracking process of concrete. The constitutive model provided by ABAQUS is modified based on Wang's experiment and used to describe the failure behaviour of cohesive elements. User defined programs for aggregate delivery, cohesive element insertion and modified facture constitutive model are developed based on Python language, and embedded into the commercial FEM package ABAQUS. The effectiveness and accuracy of the proposed model are firstly identified by comparing the numerical results with the experimental ones, and then it is used to investigate the effect of meso-structure on the macro behavior of concrete. The shear strength of concrete under different pressures is also involved in this study, which could provide a reference for the macroscopic simulation of concrete component under shear force.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제23권2호
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• pp.79-84
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• 2016

유연전자소자가 외부힘에 의해 변형될 경우 반도체 다이가 기계적 응력 때문에 변형되거나 파괴되고 이러한 변형이나 파괴는 channel의 전자이동도를 변화시키거나 배선의 저항을 증가시켜 집적회로의 동작 오류를 발생시킨다. 따라서 반도체 집적회로는 굽힘 변형이 발생해도 기계적 응력이 발생하지 않는 중립축에 위치하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 굽힘변형을 하는 flip-chip 접합공정이 적용된 face-down flexible packaging system에서 중립축의 위치와 파괴 모드를 조사하였고 반도체 집적회로와 집중응력이 발생한 곳의 응력을 감소시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위해, 설계인자로 유연기판의 두께 및 소재, 반도체 다이의 두께를 고려하였고 설계인자가 중립축의 위치에 미치는 영향을 조사한 결과 유연기판의 두께가 중립축의 위치를 조절하는데 유용한 설계인자임을 알 수 있었다. 3차원 모델을 이용한 유한요소해석 결과 반도체 다이와 유연기판 사이의 Cu bump 접합부에서 항복응력보다 높은 응력이 인가될 수 있음을 확인하였다. 마지막으로 flexible face-down packaging system에서 반도체 다이와 Cu bump 의 응력을 감소시킬 수 있는 설계 방법을 제안하였다.