• 한국철도학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.311-316
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• 2008

일정한 크기의 응력이 반복적으로 작용할 때 매 사이클마다 변형이 증가하는 현상을 라체팅이라고 한다. 라체팅은 레일이나 차륜의 균열발생 기구의 하나이지만 실험적, 이론적 측면에서 아직 많은 연구를 필요로 하는 분야이다. 레일의 경우 접선력 방향으로 소성변형이 축적되는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 차륜-레일의 구름 접촉에서 발생하는 응력의 이론해에 대해 살펴보고, 라체팅을 모델링 할 수 있는 비선형 이동 경화법칙을 사용하는 탄소성 구성방정식을 적용하여 라체팅 현상을 모델링 하였다. 일정 크기의 접촉력이 반복적으로 작용할 때 매 사이클마다 일정 크기의 소성변형이 발생하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제5권6호
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• pp.755-765
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• 1997

Within the framework of anisotropic combined viscoplastic hardening formulation, accounting macroscopically for residual stress as well as texture development at finite deformations of metals, simple shear analyses for the simulation of fixed-end torsion experiments for ${\alpha}$-Fe, Al and Cu at different strain rates are reviewed with an emphasis on the role of constitutive spins. Complicated responses of the axial stresses with monotonically increasing shear deformations can be successfully described by the capacity of orthotropic hardening part, featuring tensile axial stresses either smooth or oscillatory. Temperature effect on the responses of axial stresses for Cu is investigated in relation to the distortion and orientation of yield surface. The flexibility of this combined hardening model in the simulation of finite inelastic strains is discussed with reference to the variations of constitutive spins depending upon strain rates and temperatures.

• 대한조선학회논문집
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• 제46권5호
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• pp.498-509
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• 2009

Present study is concerned with the simulation of plasticity models for the cyclic stressstrain behavior of aluminum alloy AC4C-T6 that can be used for primary materials of LNG cargo pump. Material model of cyclic hardening and plasticity for aluminum alloy AC4C-T6 was investigated through experiments and numerical simulations. Monotonic tensile and cyclic tension-compression test under symmetric load cycles was performed at both room temperature and cryogenic temperature of $-165^{\circ}C$. Based on the experimental data plastic hardening models were evaluated for isotropic/kinematic/combined hardening. FEA (Finite Element Analysis) models which describe the cyclic stress-strain relationship were evaluated for the simulation of plasticity. An appropriate hardening model is proposed comparing the results of FEA with those of experiments.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권6호
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• pp.735-746
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• 2002

소성이론이의 연구방향은 일반적으로 두 가지 대별된다. 첫 째는 강재의 소성변형을 적절하게 나타내는 응력-변형도 관계를 정립하는 것이고, 둘 째는 위의 과정을 이용한 기법을 개발하고 구조물을 설계하는 것이다. 소성이론을 연구하는데 한 가지 중요한 문제는 복잡한 하중이력에 대하여 소성영역에서 경화재료의 거동을 묘사하는 것이다. 또한 구조물이 강한 지진이나 바람하중을 받을 경우, 비례하중보다는 복잡한 불비례하중에 의하여 영향을 받는다. 따라서 소성이론과 강재의 소성거동에 대한 연구는 불비례하중의 거동과 영향을 나타낼 수 있어야 한다. 지금까지 많은 연구자들이 이 분야에서 이론을 발표하였고, 지금도 계속하여 새로운 소성모델 연구를 하고 있다. 본 논문은 지금까지 가장 많이 쓰이고 있는 소성 모델을 two-surface 소성모델을 중심으로 분석하고 각 소성모델의 특징과 문제점을 파악하였고 앞으로의 연구과제를 제안하였다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제13권1호
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• pp.35-46
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• 1997

실제지반에 하중이 가하여 질 경우 발생되는 주응력회전시의 지반거동을 해석하기 위하여 등 방단일경화구성모델이 적용되었다. 이 모델에 의한 해석결과는 Ko압밀점토의 중공 원통형 공시체에 여러가지 응력경로를 대상으로 실시된 일련의 비틀림전단시험에 의한 시험치와 좋은 일치를 보이고 있다. 결국 주응력회전시의 지반거동은 등방압축 및 통상적인 압밀비배수 삼축압축시험으로 얻을 수 있는 간단한 정보만을 활용한 이 모델로 예측될 수 있음을 알았다. 비틀림전단시험결과와 해석결과 모두에서 등방탄소성 지반거동을 최초재하 (primary loading)단계 동안에 관찰할 수 있었다. 그러나, Ko압밀응력의 등방항복면내에서 감하나 수재하와 같은 응력 반전을 실시할 경우 최대주변형률증분 방향의 해석치는 시험치와 일치하지 않았다. 이는 응력반전시의 지반거동을 해석하기 위하여는 등방경화모델 (isotropic hardening model)보다 는 이동경화모델(kinematic hardening model)이 개발되어야함을 의미한다. 또한 본 연구에서는 일공간에서 변형률증분벡터의 시험치가 관련흐름법칙 및 비관련흐름법칙에 의한 해석법과 비교되었다.

• Computers and Concrete
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• 제8권1호
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• pp.71-96
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• 2011

Existing reinforced concrete (RC) beams can be strengthened with externally bolted steel plates to the sides of beams. The effectiveness of this type of bolted side-plate (BSP) beam can however be affected by partial interaction between the steel plates and RC beams due to the mechanical slip of bolts. To avoid over-estimation of the flexural strength and ensure accurate prediction of the load-deformation response of the beams, the effect of partial interaction has to be properly considered. In this paper, a special non-linear macro-finite-element model that takes into account the effects of partial interaction is proposed. The RC beam and the steel plates are modelled as two different elements, interacting through discrete groups of bolts. A layered method is adopted for the formulation of the RC beam and steel plate elements, while a special non-linear model based on a kinematic hardening assumption for the bolts is used to simulate the bolt group effect. The computer program SiBAN was developed based on the proposed approach. Comparison with the available experimental results shows that SiBAN can accurately predict the partial interaction behaviour of the BSP beams. Further numerical simulations show that the interaction between the RC beam and the steel plates is greatly reduced by the formation of plastic hinges and should be considered in analyses of the strengthened beams.

• Steel and Composite Structures
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• 제29권5호
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• pp.623-633
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• 2018

A robust element is essential for successful design of steel frames with Direct analysis (DA) method. To this end, an innovative and efficient curved-quartic-function (CQF) beam-column element using the fourth-order polynomial shape function with end-springs in series is proposed for practical applications of DA. The member initial imperfection is explicitly integrated into the element formulation, and, therefore, the P-${\delta}$ effect can be directly captured in the analysis. The series of zero-length springs are placed at the element ends to model the effects of semi-rigid joints and material yielding. One-element-per-member model is adopted for design bringing considerable savings in computer expense. The incremental secant stiffness method allowing for large deflections is used to describe the kinematic motion. Finally, several problems are studied in this paper for examining and validating the accuracy of the present formulations. The proposed element is believed to make DA simpler to use than existing elements, which is essential for its successful and widespread adoption by engineers.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.11-19
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• 2013

조립재료는 댐, 철도, 교량 구조물 건설시 제체, 성토재, 뒤채움재, 배수재 등으로 널리 사용되고 있으며, 이러한 구조물의 거동해석을 위한 수치해석을 위해 구성모델에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔다. 본 논문에서는 조립재료의 거동을 예측하기 위해 개발된 구성모델에 대한 변수 연구를 수행하였다. 구성모델은 한계상태이론에 근간한 bounding surface 모델로서 한 세트의 모델 정수를 활용하여 배수 조건, 구속압, 간극비에 상관없이 조립재료의 거동을 구현할 수 있는 장점을 지니고 있다. 구성모델은 탄성 파라미터, 한계상태 파라미터, 모델 고유파라미터를 활용하여 재료의 거동을 분석하며, 본 연구에서는 모델 고유 파라미터에 대한 변수 연구를 수행하였다. 변수 연구를 통해 구성모델이 조립재료의 가장 큰 특징인 비관계유통법칙(non-associative flow rule)에 따른 체적팽창 및 응력경로 변화에 따른 이동경화 현상을 적절히 모사할 수 있음을 파악하였다.

• 전산구조공학
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• 제3권3호
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• pp.113-123
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• 1990

본 연구에서는 개선된 degenerated 쉘 유한요소의 탄소성 및 기하학적 비선형 해석에의 적용성을 고찰하였다. 본 연구의 개선된 degenerated 쉘요소는 shear locking 해결에 우수한 결과를 보인 가정된 전단변형도를 대치사용하고, membrance locking 현상을 제거하기위해 평면내 변형도의 구성시 감차적분을 행하며, 쉘요소 자체의 거동을 보완하기위해 비적합변위형을 선택적으로 추가하였다. 본 요소는 shear/membrance locking이 발생하지 않으며, 전달가능한 거짓 영에너지모드도 나타나지않는다. 소성변형 정형화에서는 적층모델을 사용하며, 재료는 von Mises항복조건을 따른다고 가정한다. 유한변형을 고려한 기하학적 비선형 방정식을 total lagrangian수식화를 사용하여 정형화 하였고, 비선형 방정식은 하중제어 및 변위제어법을 사용한 Newton-Raphson 반복법으로 반복 계산한다. 여러 예제해석을 통하여 본 개선된 degenerated 쉘 유한요소의 정확도를 고찰하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권6호
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• pp.881-898
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• 2013

This paper describes analytical investigation into a new dual function system including a couple of shear links which are connected in series using chevron bracing capable to correlate its performance with magnitude of earthquakes. In this proposed system, called Chevron Knee-Vertical Link Beam braced system (CK-VLB), the inherent hysteretic damping of vertical link beam placed above chevron bracing is exclusively utilized to dissipate the energy of moderate earthquakes through web plastic shear distortion while the rest of the structural elements are in elastic range. Under strong earthquakes, plastic deformation of VLB will be halted via restraining it by Stopper Device (SD) and further imposed displacement subsequently causes yielding of the knee elements located at the bottom of chevron bracing to significantly increase the energy dissipation capacity level. In this paper first by studying the knee yielding mode, a suitable shape and angle for diagonal-knee bracing is proposed. Then finite elements models are developed. Monotonic and cyclic analyses have been conducted to compare dissipation capacities on three individual models of passive systems (CK-VLB, knee braced system and SPS system) by General-purpose finite element program ABAQUS in which a bilinear kinematic hardening model is incorporated to trace the material nonlinearity. Also quasi-static cyclic loading based on the guidelines presented in ATC-24 has been imposed to different models of CK-VLB with changing of vertical link beam section in order to find prime effectiveness on structural frames. Results show that CK-VLB system exhibits stable behavior and is capable of dissipating a significant amount of energy in two separate levels of lateral forces due to different probable earthquakes.