• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.100-109
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• 2021

본 연구에서는 부식에 의하여 발생하는 표면 단면손상을 고려하여 인위적인 표면 단면손상이 도입된 원형인장 부재의 인장성능 변화를 평가하였다. 인장성능 평가를 위하여 부식수준에 따른 인위적인 단면손상을 손상 폭과 높이를 변화시켜 원형강관 시험체 표면에 도입하였으며, 단면손상 수준에 따른 인장성능 변화를 평가하였다. 인장강도 실험 결과, 원형단면 강관부재의 인장강도는 강관부재의 길이 방향 손상이 아닌 부재 둘레 방향 손상의 영향을 받는 것으로 나타났으며, 부재의 파괴는 손상이 발생한 부재의 최소 단면에서 발생하는 것으로 나타났다. 표면에 불규칙한 손상이 도입된 강관 시험체의 단면조건을 명확하게 평가할 수 없으므로, 단면손상으로 인한 인장강도 변화를 정량적으로 비교하기 위하여 동일 단면 감소효과가 고려된 강관 부재에 대한 비선형 구조해석을 실시하였다. 비선형 구조해석 결과, 실제 부재 표면에 국부적 단면손상이 발생한 부재의 인장강도는 동일 단면 감소효과를 고려한 부재의 인장강도에 비하여 상대적으로 급격하게 저하하는 것으로 평가되었다. 국부부식과 같이 표면에 불규칙한 단면손상이 발생한 부재의 잔존인장성능은 인장시험과 등가손상 단면과 구조해석 결과로부터 평가된 상관계수를 이용하여 평가 및 예측될 수 있을 것이다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권2호
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• pp.247-263
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• 2013

It is evident that torsional resistance of a reinforced concrete (RC) member is attributed to both concrete and steel reinforcement. However, recent structural design codes neglect the contribution of concrete because of cracking. This paper reports on the results of an experimental and numerical investigation into the torsional capacity of concrete beams reinforced only by longitudinal rebars without transverse reinforcement. The experimental investigation involves six specimens tested under pure torsion. Each specimen was made using a cast-in-place concrete with different amounts of longitudinal reinforcements. To create the torsional moment, an eccentric load was applied at the end of the beam whereas the other end was fixed against twist, vertical, and transverse displacement. The experimental results were also compared with the results obtained from the nonlinear finite element analysis performed in ANSYS. The outcomes showed a good agreement between experimental and numerical investigation, indicating the capability of numerical analysis in predicting the torsional capacity of RC beams. Both experimental and numerical results showed a considerable torsional post-cracking resistance in high twist angle in test specimen. This post-cracking resistance is neglected in torsional design of RC members. This strength could be considered in the design of RC members subjected to torsion forces, leading to a more economical and precise design.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.1-6
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• 2011

본 연구는 하이브리드 FRP로 보강된 철근 콘크리트 보의 구조거동 예측을 목표로 구조해석을 수행하여 기존에 발표된 실험 연구 데이터와 비교하였다. 보다 정확한 구조해석을 위하여 현존하는 다양한 부착강도 모델을 검토한 후, 이 중 콘크리트 피복분리를 예측하는 Teng and Yao model과 FRP 탈락 현상을 예측할 수 있는 Smith and Teng model을 유한요소 해석 모델에 포함시켰다. 비선형 재료 및 형상 역시 구조해석 모델에 포함되었으며 이렇게 해석된 결과는 실험결과와 비교하여 유사한 경향을 나타냈다. 그러나 다양한 하이브리드 FRP로 보강한 철근 콘크리트 보의 파괴모드를 보다 정확하게 예측하기 위하여 현존하는 수치식의 수정 및 도입이 필요하다.

• Smart Structures and Systems
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• 제20권6호
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• pp.669-682
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• 2017

The normalised version of bispectrum, the so-called bicoherence, has often proved a reliable method of damage detection on engineering applications. Indeed, higher-order spectral analysis (HOSA) has the advantage of being able to detect non-linearity in the structural dynamic response while being insensitive to ambient vibrations. Skewness in the response may be easily spotted and related to damage conditions, as the majority of common faults and cracks shows bilinear effects. The present study tries to extend the application of HOSA to damage localisation, resorting to a neural network based classification algorithm. In order to validate the approach, a non-linear finite element model of a 4-meters-long cantilever beam has been built. This model could be seen as a first generic concept of more complex structural systems, such as aircraft wings, wind turbine blades, etc. The main aim of the study is to train a Neural Network (NN) able to classify different damage locations, when fed with bispectra. These are computed using the dynamic response of the FE nonlinear model to random noise excitation.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.89-98
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• 2007

Crashworthiness design is of special interest in automotive industry and in the transportation safety field to ensure the vehicle structural integrity and more importantly the occupant safety in the event of the crash. Front side assembly is one of the most important energy absorbing components in relating to the crashworthiness design of vehicle. The structure and shape of the front side assemblies are different depending on automakers. Thus, it is not easy to grab an insight on designer's intention when you glance at a new front side member without experiences. In this paper, we have performed the explicit nonlinear dynamic finite element analysis on the front side assembly of a passenger car to identify the mechanical roles of each part of the assembly and to enhance the absorbing energy from the viewpoint of reverse engineering.

• Computers and Concrete
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• 제25권4호
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• pp.355-367
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• 2020

This paper proposed a numerical investigation based on finite elements analysis (FEA) in order to study the punching shear behavior of reinforced concrete (RC) flat slabs using ABAQUS and SAP2000 programs. Firstly, the concrete and the steel reinforcements were modeled by hexahedral 3D solid and linear elements respectively, and the nonlinearity of the used materials was considered. In order to validate this model, experimental results considered in literature were compared with the proposed FE model. After validation, a parametric study was performed. The parameters include the slab thickness, the flexure reinforcement ratios and the axial membrane loads. Then, to reduce the time of FEA, a simplified modelling using 3D layered shell element and shear hinge concept was also induced. The effect of the footings settlement was studied using the proposed simplified nonlinear model as a case study. Results of numerical models showed that increase of the slab thickness by 185.7% enhanced the ultimate load by 439.1%, accompanied with a brittle punching failure. The punching failure occurred in one of the tested specimens when the tensile reinforcement ratio increased more than 0.65% and the punching capacity improved with increasing the horizontal flexural reinforcement; it decreased by 30% with the settlement of the outer footings.

• Earthquakes and Structures
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• 제27권4호
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• pp.303-315
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• 2024

This study proposes a comprehensive methodology for estimating accumulative damage of bridge structures under multiple seismic excitations, in the framework of site-specific probabilistic hazard analysis. Specifically, a typical earthquake-prone region in China is chosen to perform probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) to find the mean annual rate (MAR) of ground motion intensity at a specific level, based on which, a mass of ground motion observations is selected to construct random earthquake sequences with various number of shocks. Then, nonlinear time history analysis is implemented on the finite element (FE) model of a RC girder bridge at the site of interest, to investigate structural responses under different earthquake sequences, and to develop predictive model for cumulative damage computation, in which, a scalar seismic intensity measure (IM) is adopted and its performance in damage prediction is discussed by an experimental column. Furthermore, a mathematic model is established to calculate occurrence probability of earthquakes with various number of shocks, based on PSHA and homogenous Poisson random process, and a modified cumulative damage indicator is proposed, accounting for probabilistic occurrence of various earthquake scenarios. At end, the applicability of the proposed methodology to main shock and aftershock scenarios is validated, and characteristics of damage accumulation under different multiple earthquake scenarios are discussed.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권1호
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• pp.15-24
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• 2013

본 논문은 반복하중을 받는 CFT 합성골조의 더블 웨브앵글 접합부의 휨모멘트 내력에 대해 체계적으로 수행된 유한요소 연구로부터 얻은 결과를 제시하고 있다. 합성 부분강접 CFT 접합부의 회전강성, 휨모멘트 내력 및 파괴모드를 연구하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 앵글의 두께 및 고강도 강봉 게이지 거리로 더블 웨브앵글 접합부의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다. 해석모델의 적합성은 정적 유한요소해석 결과로부터 얻은 모멘트-회전각 곡선을 Richard의 회귀분석을 통하여 비교 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제29권6호
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• pp.423-434
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• 2017

본 논문에서는 반복하중을 받는 부분강접 접합부인 상 하부 ㄱ형강 접합부의 이력거동을 구하기 위하여 체계적인 수치해석이 수행되었다. 이러한 상 하부 ㄱ형강 접합부는 CFT 합성골조의 원상복원 및 충분한 에너지 소산 능력을 확보하기 위하여 초탄성 성질을 갖는 형상기억합금(SMA)으로 제작된 봉과 ㄱ형강이 적용된다. 접합부의 회전강성, 휨모멘트 내력 및 파괴모드를 연구하기 위하여 3차원 비선형 유한요소 해석이 수행되었다. 부가적인 다양한 구조적 거동은 ㄱ형강의 두께 및 강봉 게이지 거리로 상 하부 ㄱ형강 접합의 파라미터에 대한 영향을 설명하고 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권8호
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• pp.897-904
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• 2012

강선설계문제는 실수형 설계변수인 형상변수와 정수형 설계변수인 강선의 개수로 이루어져 있다. 또한, 탄이 강선의 통과하는 거동을 표현하기 위하여 비선형 유한요소 해석을 사용하므로 많은 해석시간이 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 실험계획법 기반의 효율적인 강선설계 방법을 제안한다. 첫 번째로, 3 개의 형상변수와 1 개의 정수형 변수를 포함하는 4 개의 설계변수에 대해서 보스의 직교배열표를 사용하여 25 개의 실험점을 생성한 후 각 실험점에 대해서 비선형 유한 요소 해석을 수행한다. 다음으로는 포열에서 탄이 탈출할 때의 탄의 속도와 각속도를 만족시키는 동시에 탄의 저항력을 최소화 하기 위해서 가상설계개념을 수행한다. 제안하는 가상설계개념은 설계 목적과 제약조건 그리고 효과분석을 포함하는 범함수로 생성된다. 마지막으로 가상설계개념으로부터 주어지는 새로운 설계는 초기 설계보다 나은 결과를 보여주고 있다.