• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.103-110
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• 2024

본 논문에서는 상용 프로그램 MIDAS GEN을 활용하여 플랜트 시설물의 특성을 반영한 골조와 단일 부재의 비선형 동적 해석을 수행하였으며 이에 따른 결과를 분석하였다. 플랜트에 배치되는 일반적인 구조 부재의 크기와 재료적 특성을 고려하였으며, 수치해석 방법 중 뉴마크 평균 가속도법, 재료 비선형을 고려하기 위한 소성 힌지를 적용하였다. 플랜트 폭발의 대표적 유형인 증기운 폭발의 폭발하중을 산정하였으며, 이를 골조 및 단일 부재에 적용하여 비선형 동적 해석을 수행하였다. 동적 거동의 결과는 고유주기와 하중지속시간의 비율, 최대변위, 연성도, 회전각으로 정리하였으며 골조를 단일 부재로 해석할 수 있는 조건과 범위를 분석 및 확인하였다. 보-기둥 강성비가 0.5, 연성도가 2.0 이상인 NSFF는 FFC로 단순화할 수 있으며, 보-기둥 강성비가 0.5, 연성도가 1.5 이상인 NSPF는 FPC로 단순화하여 해석할 수 있다. 본 연구의 결과는 플랜트 시설물의 내폭설계 가이드라인으로 활용될 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.621-626
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• 2004

일반 콘크리트뿐만 아니라 고성능콘크리트 제조 시 고로슬래그(BFS)의 사용은 워커빌리티, 장기 강도 및 내구성 측면에서 장점을 갖는다. 그러나 슬래그 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 수축이 크며 특히 자기수축이 크게 발생하기 때문에 적절한 방법으로 제어하지 않으면 심각한 균열을 야기할 수 있다. 따라서 수축에 의한 균열 발생을 최소화하고 콘크리트 구조물의 사용 수명을 확보하기 위해서는 BFS를 함유한 콘크리트의 자기수축 거동에 대한 이해가 요구된다. 본 연구에서는 물-결합재(시멘트+BFS) 비(W/B)가 0.27${\~}$0.42이고 BFS 대체율이 각각 $0\%$, $30\%$, $50\%$인 각주형 콘크리트 시편을 제작하여 자기수축을 측정한 후, 실험결과를 바탕으로 자기수축 예측 모델의 재료 상수 값들을 결정하였다. 또한, 응력 발현에 기여하는 자기수축을 유효자기수축으로 정의하고, 다양한 W/B를 고려한 재령 28일에서의 유효자기수축 변형률 추정식을 제안하였다. 실험결과, W/B가 동일할 때 콘크리트의 자기수축은 BFS의 사용량에 따라 증가하였다. 또한 동일한 양의 BFS를 사용한 경우, W/B가 낮아짐에 따라 자기수축 증가율이 감소하는 경향을 보였다. 따라서 고로슬래그 콘크리트의 자기수축을 줄이기 위해서는 자기수축을 줄이는 수축저감제 등의 혼화 재료를 사용하거나 시공 현장에서의 충분한 습윤양생이 필요하다고 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.403-414
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• 1994

본 연구에서는 철근콘크리트 격납구조물에서 가상의 냉각재 유출사고에 의한 온도하중과 압력에 따른 거동을 알아보기 위한 비선형 해석을 수행하였다. 시간에 따른 온도하중을 결정하기 위하여 과도온도해석을 통해 격납구조물 단면내의 온도분포를 구하였다. 구조물은 기하학적 비선형성과 재료비선형성을 고려한 쉘요소로 이상화되며, 쉘요소는 두께방향에 따라 변하는 응력을 고려하기 위해 몇 개의 층으로 이루어진 모델을 사용하였다. 본 연구에서는 재료비선형성을 고려하기위해 콘크리트의 압축거동은 Drucker-Prager 항복규준에 의해 모델링하며 부착효과를 고려한 콘크리트의 인장거동을 나타내기 위해 인장증강모델을 사용하였다. 철근은 축방향력만을 받는 분포 철근층으로 모델링하였으며 steel liner는 Von Mises 항복규준에 따라 모델링하였다. 열응력은 인접한 두시간 단계에서의 온도차를 하중증가로 고려하여 초기변형 문제로 변환하여 결정되었다. 본 연구에서의 수치해석결과에 의하면 과도온도해석에 근거한 비선형온도경사를 고려할때의 응력이 고려하지 않을때의 응력에 비해 크게 나타남을 알 수 있었다. 본 연구는 우리나라에서 많이 건설되고 있는 원자력발전소의 정확하고 진보적인 해석을 위하여 비선형해석 기법을 유도하여 제시하였으며, 특히 온도분포의 비선형성과 재료비선형을 고려한 고급 유한요소해석을 가능케하고 있다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권5호
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• pp.129-137
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• 2007

건설지반재료의 부족과 환경보존의 중요성이 대두되는 현실에서 해양준설토를 건설자원으로의 재활용 방안을 연구하는 것은 매우 시급한 실정이다. 선진국에서는 해양준설토의 재활용에 대한 필요성을 절감하고 이에 관한 연구가 활발히 진행되고 있고, 국내에서도 연구의 필요성이 부각되고 있다. 실내모형실험을 실시한 결과 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용하는 경우에 일반모래와 현장발생토사를 사용한 경우보다 관의 수직 수평변위 및 지표면변위를 감소시키는 것으로 해석되었다. 이는 유동성 채움재(CLSM)의 특징 중 자기수평능력과 자기강도발현특성에 의해 양생이 진행됨에 따라 파형강관 주변의 유동성 채움재(CLSM)가 굳어 강성화 되고, 이것이 P.V.C관과의 일체화를 통한, P.V.C관의 단면강도를 증진시켜준 효과로 해석할 수 있다. 그리고 뒤채움재의 종류에 따른 P.V.C관의 토압특성은 뒤채움재로 일반모래와 현장발생토사를 대체하여 유동성 채움재(CLSM)를 사용한 경우에 관에 작용하는 수직 수평토압이 거의 0에 가까운 값으로 현저히 작아짐을 알 수 있었다. 이는 실내 모형실험로부터 뒤채움재로 유동성 채움재(CLSM)를 사용하는 것이 지하 매설관에 발생하는 각종 파손을 감소시키고, 안정성을 높이는 최선의 대안으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제29권2호
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• pp.45-52
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• 2016

섬유금속적층판과 같은 하이브리드 소재는 여러 방향의 하중에 의한 접착층의 파괴로 인해 층간분리가 발생할 수 있다. 모든 하중은 수직 방향의 응력과 면내 두 방향의 전단 응력으로 분해할 수 있으며, 이러한 하중은 접착층의 모드 I, II, III 파괴를 일으킨다. 따라서 하중에 의한 층간분리 현상을 예측하기 위해, 접착층의 모드별 임계 에너지 해방률을 도출하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 접착층의 모드 I 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 double cantilever beam 시험을 수행하였으며, 모드 II 임계 에너지 해방률을 측정하기 위해 end-notched flexure 시험을 수행하였다. 또한, 실험으로부터 도출한 임계 에너지 해방률을 ABAQUS의 응집영역모델에 적용하여 유한요소해석을 수행하였으며, 실제 실험 결과와의 비교를 통해 층간분리 현상에 대한 수치해석 기법 적용의 유효성을 입증하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.217-226
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• 2018

차량의 측면은 전면이나 후면과 다르게 비대칭으로 설계되어있기 때문에 측면충돌이 일어나는 경우 충돌부위에 따라 차체의 변형정도가 크게 달라진다. 충돌로 인하여 차체에 탄성 및 소성 변형이 일어날 때 운동에너지가 차체로 흡수되어 운동량이 감소하게 된다. 일반적으로 교통사고분석은 충돌 후 차량의 거동을 운동량 보존법칙으로 분석하며 차체의 변형에 따른 에너지 흡수량은 반발계수를 적용해 그 오차를 보정한다. 본 연구에서는 차체의 구조와 각 부품의 재료특성을 적용한 유한요소 차량모델을 LS-DYNA로 해석하였으며, 그 결과를 분석하여 SUV와 승용차의 측면충돌에서 차량의 접촉부위에 따른 반발계수와 충돌감지시간을 도출하였다. 최종적으로 산출된 반발계수와 충돌감지시간을 실제 교통사고 사례에 적용하였을 때 결과오차의 개선효과를 얻었다. 유한요소해석 모델을 이용하여 도출한 초기 입력값을 적용했을 때 기존의 분석기법보다 해석의 신뢰도가 높다는 결과를 얻게 되었다.

• 수산해양기술연구
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• 제28권1호
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• pp.71-78
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• 1992

Zr-4 used for a cladding and an end plug of reactor component has creep deformation under operation at high temperature. Creep is regarded as the time dependent deformation of a material under constant applied stress. Although the major source of the deformation of zirconium component in water-cooled reactors is irradiation creep, the thermal creep may give a rise to significant deformation in reactor component especially at relatively high temperatures and at various constant stresses, and therefore it must be predicted accurately. Stress relaxation is the time dependent change of stress at constant strain and it is a process related intimately to creep. In this paper, the creep behavior and stress relaxation of Zr-4 is examined at the temperature of 50$0^{\circ}C$ that is 40% of the absolute melting temperature of Zr-4 under the stress below yield stress and under the various constant strains. The results obtained are summarized as follows: 1) With an increase of stress, the steady state creep rate increases and the creep rupture time decreases. 2) The steady state creep rate $\varepsilon$(%/s) for the stress $\sigma$sub(c) (kgf/mm super(2)) of Zr-4 increases outstandingly. All the empirical equations computed for Zr-4 increases outstandingly. All the empirical equations computed for Zr-4 are in accord with Norton's model equation($\varepsilon$=K$\sigma$ sub(c) super (n)). The constants of materials computed are as follows: K=3.9881$\times$10 super(-5), n=1.9608 3) The rupture time T sub(r) (hr) decreases linearly with the increase of stress on the log-log scaled graph. The empirical equations computed for Zr-4 are in accord with Bailey's model equation (T sub(r)=K sub(1)$\sigma$sub(c) super(m)). The constants of materials computed are as follows: K sub(1)=1.2875$\times$10 super(16), m=-3.467 4) It seems clear that the strain could be quantitatively dependent on the high temperature creep properties such as creep stress, rupture time, steady state creep rate and total creep rate. It is found that these relationships are linear on the log-log graph. 5) In stress relaxation test, as the critical constant strain that can be allowed to the specimen is larger, stress relaxation becomes more rapid, and as the constant strain is smaller, the stress relaxation becomes slower.

• 콘크리트학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.697-704
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• 2008

이 논문은 외부 강선으로 보강된 PSC 교량의 시공단계가 고려된 비선형거동 예측을 위한 연구이다. 해석시 비부착 텐던 요소와 유연도법에 근거한 보-기둥 요소를 사용하였다. 비부착 텐던 모델은 PSC 구조물의 콘크리트내의 텐던의 거동을 모사하며 포스트텐션 (posttensioned) 구조물의 프리스트레싱력과 전달을 효율적으로 모사할 수 있다. 이 모델은 여러 절점과 세그먼트로 구성되며 PSC 구조물내의 같은 위치의 텐던을 하나의 텐던 요소로 모사할 수 있다. 보-기둥 요소는 분산균열 개념에 기초한 철근콘크리트 비선형 재료모델을 포함하고 있다. 유연도법에 근거하여 유도된 보-기둥 요소의 각각의 파이버는 콘크리트와 철근의 일축 거동을 모사한다. 보-기둥요소와 비부착 텐던 요소는 RC 및 PSC 구조물의 상세 비선형해석을 수행할 수 있는 RCAHEST (reinforce concrete analysis in higher evaluation system technology)에 이식하였다. 외부 강선으로 보강된 PSC 구조물에 대한 수치기법은 신뢰성 있는 실험 결과와 비교하여 검증하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.543-561
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• 2020

본 논문은 터널 강지보 지지구조의 효과에 대한 연구 결과이다. 터널 굴착에 있어 상·하 반단면 굴착 공법은 상반굴착 후 지반이 불량한 경우, 강지보재의 지지력 부족으로 강지보재의 침하가 발생한다. 상반 굴착부에 설치된 강지보재 기초부가 하반을 굴착함에 따라 자체 하중, 측압 등 여러 영향으로 강지보재의 침하가 발생된다. 이로 인하여 터널 내공유지 곤란 및 안전성에 문제가 발생하게 된다. 이러한 문제들을 해결하기 위해 강지보재 지지구조체를 개발하였다. 이를 검증하기 위해 Terzaghi 이론식을 이용한 하중 및 하반 굴착으로 발생하는 ΔP를 구해 수치해석을 통한 구조검토 및 검증, 숏크리트 및 강지보재의 재료상사를 통한 축소모형 실험으로 지지구조체 유·무에 따른 거동특성을 분석하였다. 그 결과, 풍화토~연암 각 지반의 경우 토피고 10~40 m 구간에 대해 20.100~198.423 kN의 지지구조가 필요한 것으로 나타났다. 또한 축소모형 실험 결과 강지보재 지지구조체 설치 시 강지보재의 침하는 미설치시의 50% 수준으로 나타났다. 본 연구를 통하여 강지보재 지지구조체의 설치로 시공 시 발생하는 불확실성 및 여러 문제점을 보완할 수 있을 것으로 보여진다. 또한 강지보재 지지구조체 설치로 안정성, 경제성 및 공기 단축등과 같은 여러 효과로 적용성 또한 클 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권10호
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• pp.773-782
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• 2020

심층신경망 기반 하이브리드 유한요소해석을 위한 조인트 모델 방법 구축을 소개한다. 트렉터의 앞차축에서 다양한 체결 조건에 의해 유발되는 복잡한 거동 상태를 가지는 볼트와 베어링의 재료 모델을 심층신경망으로 대체했다. 볼트는 6자유도를 갖는 1차원 티모센코 빔 요소를 이용했고, 베어링은 3차원 솔리드 요소를 이용했다. 다양한 하중 조건을 바탕으로 유한요소해석을 한 뒤, 모든 요소에서 응력-변형률 데이터를 추출하고 텐서플로를 이용하여 학습시켰다. 신경망 기반 유한요소해석을 할 때 추출된 데이터를 바탕으로 학습된 심층신경망은 ABAQUS 서브루틴 안에 포함되어 현재 해석 증분의 응력을 예측하고 접선강도행렬을 계산할 수 있게 했다. 학습된 심층신경망 조인트 모델의 일반화 성능은 훈련에 사용되지 않은 새로운 하중 조건에서 해석하여 검증하였다. 최종적으로 이 방법을 이용하여 심층신경망 기반 앞차축 해석을 진행하고 응력장 분포를 검증했다. 또한, 실제 트렉터의 3점 굽힘 실험 결과와 비교하여 심층신경망 기반 해석의 타당성을 검토했다.