• 한국지반공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.27-35
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• 2005

액상화에 따른 지반의 과도한 변형으로 인한 피해가 자주 발생되고 있다. 그에 따른 지반의 움직임을 예측하기 위해서는 유효응력 개념에 기초한 수치해석 기법이 요구되어 진다. 본 연구에서는 지진 및 유사한 반복 하중에 따른 수압의 상승을 예측할 수 있는 연성(fully coupled) 유효응력 구성모델인 UBCSAND를 제안하였다. 제안된 모델은 간단한 완전탄소성모델인 Mohr-Coulomb을 변형한 형태로 마찰각(friction angle)과 팽창각(dilation angle)을 점진적으로 증가시킴으로써, 기존의 파괴상태내에서도 연속적인 소성변형 발생을 표현할 수 있다. 항복함수는 전단응력과 평균응력의 비인 $(\sigma'_1-\sigma'_3)/(\sigma'_1-\sigma'_3)$로 나타내며, 응력도의 원점에서 시작하는 무한개의 방사선을 의미한다. 따라서, Mohr-Coulomb의 파괴면과 같은 형태의 무수한 항복면을 가진다. 소성 경화법칙은 등방경화(isotropic hardening)와 이동경화(kinematic hardening)를 혼합한 형태를 이루고 있다. 재하(loading) 및 재재하(reloading)시에는 연속적인 소성 변형이 일어나나, 제하(unloading)시에는 탄성변형을 가정하였다. 제안된 모델은 느슨한 Fraser River 모래를 이용한 직접단순전단시험(Direct simple shear test)결과와 비교하여 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권7호
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• pp.1740-1747
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• 2000

Under repeated rolling, initial plastic deformation introduces residual stresses which render the steady cyclic state purely elastic. This is called the process of shakedown. Many studies have been done about the shakedown in semi-infinite half space using calculated Hertizian pressure. In this paper shakedown processes in a shaft are studied by finite element analyses of a two dimensional(plane strain) model with elastic-linear-kinematic-hardening-plastic material subjected to repeated, frictionless rolling contact. Symmetric and non-symmetric pressure distributions are obtained using a simplified model of the bearing-shaft assembly. The rolling contact is simulated by repeatedly translating both pressure distributions along the surface of the shaft. By the influence of the non-symmetric pressure, larger residual radial tensile stress is generated in the immediate subsurface layer, which may make a crack propagate and, the subsurface undergoes a zigzag plastic deformation during the shakedown process, which may lead to a crack initiation.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.143-150
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• 2005

In this study, to evaluate the collision behaviors of the navigating vessel and the dolphin protective system protecting the substructures of bridges, the numerical simulation was performed. The analysis model of vessel bow that the plastic deformations are concentrated was composed by shell elements, and the main body of vessel was modeled by beam elements to represent the mass distribution and the change of potential energy. The material model reflecting the confining condition was used for the modeling of the filling soil of dolphin system. The surrounding soil of the dolphin system was modeled as nonlinear springs. As results, it is verified that the dolphin system can adequately dissipate the kinematic energy of the collision vessel. The surrounding soil of the dolphin system is able to resist the collision force of the vessel. And the major energy dissipation mechanism of collision energy is the plastic deformation of the vessel bow and the dolphin system.

• Steel and Composite Structures
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• 제17권2호
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• pp.185-198
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• 2014

Carbon-manganese steel A42 (French standards) is used in steam generator pipes of nuclear center and subject to low cycle fatigue (LCF) loads. In order to obtain the material LCF behavior, the tests are implemented in a hydraulic fatigue machine. The LCF plastic deformation and cyclic stress in macroscope have been influenced by the accumulated low cycle fatigue damage. The constitutive kinematic and isotropic hardening modeling is modified with coupling fatigue damage to describe the fatigue behavior. The improved model seems to be good agreement with the test results.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제30권6호
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• pp.665-678
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• 2008

The beams components subjected to the loading such as axial, bending and cyclic thermal loads were studied in this research. The used constitutive equations are those of elasto-plasticity coupled to ductile and/or creep damage. The nonlinear kinematic hardening behavior was considered in elastoplasticity modeling. The unified damage law proposed for ductile failure and fatigue by the author of Sermage et al. (2000) and Kachanov's creep damage model applied to cyclic creep and low cycle fatigue of beams. Based on the results of the analysis, the shakedown limit loads were determined through the calculation of the residual strains developed in the beam analysis. The iterative technique determines the shakedown limit load in an iterative manner by performing a series of full coupled elastic-plastic and continuum damage cyclic loading modeling. The maximum load carrying capacity of the beam can withstand, were determined and imposed on the Bree's interaction diagram. Comparison between the shakedown diagrams generated by or without creep and/or ductile damage for the loading patterns was presented.

• Steel and Composite Structures
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• 제20권4호
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• pp.931-950
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• 2016

Ratcheting deformation of pressurized Z2CND18.12N stainless steel $90^{\circ}$ elbow pipe with local wall thinning subjected to constant internal pressure and reversed bending was studied using finite element analysis. Chen-Jiao-Kim (CJK) kinematic hardening model, which was used to simulate ratcheting behavior of pressurized $90^{\circ}$ elbow pipe with local wall thinning at extrados, flanks and intrados, was implemented into finite element software ANSYS. The local wall thinning was located at extrados, flanks and intrados of $90^{\circ}$ elbow pipe, whose geometry was rectangular cross-section. The effect of depth, axial length and circumferential angle of local wall thinning at extrados, flanks and intrados on the ratcheting behaviors of $90^{\circ}$ elbow pipe were studied in this paper. Three-dimensional elastic-plastic analysis with Chen-Jiao-Kim (CJK) kinematic hardening model was carried out to evaluate structural ratcheting behaviors. The results indicated that ratcheting strain was generated mainly along the hoop direction, while axial ratcheting strain was relatively small.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1592-1597
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• 2009

Ratcheting is a cyclic accumulation of strain under a cyclic loading. It is a kind of mechanisms which generate cracks in rail steels. Though some experimental and numerical study has been performed, modeling of ratcheting is still a challenging problem. In this study, an elastic-plastic constitutive equation considering non-linear kinematic hardening and isotropic hardening was applied. Under the tangential stress of the contact stresses, a cyclic stress-strain relation was obtained by using the model. Strain under repeated cycles was accumulated.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.7-12
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• 2016

본 연구에서는 선박충돌로부터 교량을 방호하는 파일형 선박충돌방호공과 충돌선박의 간이충돌모델을 개발하고 이를 검증하였다. 선박은 선수의 비선형반력을 고려하여 모델링하였다. 충돌방호공의 모델은 파일에서 상부슬래브의 하단과 지중에 2개의 소성힌지가 발생하는 것으로 구성하였다. 충돌중 발생하는 운동에너지와 위치에너지 및 변형에너지를 고려하여 운동방정식을 유도하고 이를 해석하는 시스템을 개발하였다. 선박과 구조물에 대한 정밀 충돌해석을 수행하여 개발된 간이모델이 충돌거동을 정확히 모사할 수 있음을 보였다.

• 한국추진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.82-88
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• 2011

본 논문에서는 유한요소해석을 통해 연소시험 과정 중 발생한 내열 구조품의 파단현상이 분석되었다. 구조 불안정성은 소성변형으로 인한 것으로 이는 급격한 열하중의 변화에서 비롯된 것이다. 한편 소성변형 국부화 현상을 이해하기 위해 구성방정식에 연속체 파손변수가 포함되었으며 또한 Armstrong-Frederick과 Phillips 경화식을 이용, 이중후방응력 구성방정식이 제안되었다. 따라서 본 모델은 광범위한 소성변형거동을 해석할 수 있는 토대를 마련하였다. 수치해석을 통해 소성변형 집중 현상은 지배적인 후방응력의 전개에 의존하는 것으로 나타났다. 또한 물체 내에서의 파손 현상은 소성변형 집중을 가속화하는 것으로 밝혀졌다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.272-278
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• 2011

본 논문에서는 유한요소해석을 통해 연소시험 과정 중 발생한 내열 구조품의 파단현상이 분석되었다. 구조 불안정성은 소성변형으로 인한 것으로 이는 급격한 열하중의 변화에서 비롯된 것이다. 한편 소성변형 국부화 현상을 이해하기 위해 Armstrong-Frederick과 Phillips 경화식을 이용, 이중후방응력 구성방정식이 제안되었으며, 또한 본 모델은 연속체 파손역학과 조합되었으며 광범위한 소성변형거동을 보일 수 있다. 수치해석을 통해 소성변형 집중 현상은 지배적인 후방응력의 전개에 의존하는 것으로 나타났다. 또한 물체 내에서의 파손 현상은 소성변형 집중을 가속화하는 것으로 밝혀졌다.