• Structural Engineering and Mechanics
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• 제11권6호
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• pp.591-604
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• 2001

In this paper, a finite element with embedded displacement discontinuity which eliminates the need for remeshing of elements in the discrete crack approach is applied for the progressive fracture analysis of concrete structures. A finite element formulation is implemented with the extension of the principle of virtual work to a continuum which contains internal displacement discontinuity. By introducing a discontinuous displacement shape function into the finite element formulation, the displacement discontinuity is obtained within an element. By applying either a nonlinear or an idealized linear softening curve representing the fracture process zone (FPZ) of concrete as a constitutive equation to the displacement discontinuity, progressive fracture analysis of concrete structures is performed. In this analysis, localized progressive fracture simultaneous with crack closure in concrete structures under mixed mode loading is simulated by adopting the unloading path in the softening curve. Several examples demonstrate the capability of the analytical technique for the progressive fracture analysis of concrete structures.

• 한국지진공학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.353-360
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• 2018

This paper is to investigate the micro-behavior of the double-span beams with WUF-W seismic connection under combined axial tension and moment and to propose the rational rotational capacity of it for progressive collapse-resistant analysis and design addressing the stress and strain transfer mechanism. To this end, the behavior of the double-span beams under the column missing event is first investigated using the advanced nonlinear finite element analysis. The characteristics of fracture indices of double-span beams with WUF-W connection under combined axial tension and flexural moment are addressed and then proposed the rational rotational capacity as the basic datum for the progressive collapse-resistant design and analysis. The distribution of fracture indices related to stress and strain for the double-span beams is investigated based on a material and geometric nonlinear finite element analysis. Furthermore, the micro-behavior for earthquake and progressive collapse is explicitly different.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2017년도 제48회 춘계학술대회논문집
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• pp.930-932
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• 2017

본 논문은 모드 I 하중하에서 곡률이 있는 복합재 적층판의 점진적 층간파손 예측에 대해 서술하였다. 곡률을 갖는 복합재 적층판의 층간파손 예측은 ABAQUS V6.13의 응집영역모델을 사용하여 수행하였다. 응집영역모델의 입력값인 층간파괴인성치는 모드 I, 모드 II, 그리고 혼합모드에 대한 층간파괴인성 시험을 통해 도출하였다. 곡률을 갖는 복합재 적층판의 점진적 층간파손 거동은, 시험과 수치해석결과가 잘 일치하는 것을 확인하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제8권6호
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• pp.205-212
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• 1996

본 논문은 경계요소법에 의한 콘크리트의 진행성 파괴해석과 연화거동 해석시 발생하는 불안정 거동을 규명하는 연구이다. 파괴가 일어나는 콘크리트에 작용하는 최대하중을 구하고 콘크리트의 균열 성장에 따른 비선형거동을 예측하기 위하여 균열선단의 브리징 영역에 Dugdale-Barenblatt형 모델을 사용하였으며, 브리징 영역의 인장연화 상태를 선형인장연화 곡선을 사용하여 모델링하였다. 경계요소법을 사용하였으며 콘크리트의 파괴진행을 해석하기 위하여 변위 및 표면력 경계적분방정식으로부터 균열을 포함한 연속체의 균열 경계적분방정식을 정식화하였으며, 콘크리트 보와 인장시편에 대하여 진행성 파괴해석을 실시하였다. 또한 콘크리트의 진행성 파괴해석에 자유응력균열의 성장 및 진행을 고려하지 않음으로서 발생하는 불안정 연화거동을 제거하는 수치해석기법을 제시하였다.

• 전산구조공학
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• 제9권4호
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• pp.127-134
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• 1996

본 논문은 경계요소법에 의한 콘크리트의 진행성 파괴해석에 관한 연구이다. 콘크리트의 파괴진행해석을 위하여 경계요소법에 의한 변위 및 표면력 경계 적분방정식으로부터 균열을 포함한 연속체의 균열 경계적분 방정식을 정식화하였다. 콘크리트의 균열진행을 해석하기 위하여 균열 선단에서의 파괴진행영역을 Dugdale-Barenblatt형 모델을 사용하여 모델링하였고 균열진행영역의 인장연화상태를 선형으로 가정하여 모델링하였다. 정식화된 경계적분방정식에 의한 콘크리트 보와 여러가지 하중상태에 있는 인장시편에 대한 진행성 파괴해석을 실시하였으며 해석치와 실험치의 비교로부터 경계요소법에 의한 진행성 파괴해석방법은 최대하중 및 최대하중 이후의 거동을 포함한 콘크리트 구조물의 비선형 거동을 잘 예측함을 보여주고 있다 .

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.86-94
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• 2009

암석파괴역학과 파괴인성(rock fracture toughness) 이하의 응력확대계수(stress intensity factor)에서 균열이 성장하는 현상을 이용하여 암석 절리면의 비선형 강도특성과, 시간의 경과에 따라 파괴가 진행되는 특성을 고려한 수치해석용 3차원 절리면 요소를 개발하였다. 이 절리면 요소를 사용하여 암석 절리면 전단시험을 수치해석으로 모사한 결과, 전단응력이 증가하고 시간이 경과함에 따라 절리면 사이에 연결된 절리면 내 접점(asperity in joint)에서 암석의 파괴인성보다 응력확대계수가 작음에도 불구하고 균열이 발생하였고 시간이 경과하면서 균열이 성장, 절리면 내 접점이 파괴되었다. 이와 같이 각각의 절리면 내 접점의 파괴에 따라 절리면의 강도는 감소하고, 절리면의 전단응력은 응력경화와 응력연화 후 잔류응력에 도달하는 비선형거동을 보이면서 시간의 경과에 따라 점진적으로 파괴되었다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.583-586
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• 2000

In this paper, the embedded crack approach that crack is modeled by discontinuous line inside finite element is applied for localized progressive fracture analyses. The algorithm for progressive fracture analyses of concrete structure are enhanced by introducing nonlinear softening curve and unloading algorithm of tension-softening curve which can simulate localized fracture of concrete. The failure analysis results ar compared with existing test results for varification.

• 콘크리트학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.181-192
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• 1999

The progressive failure following strain localization in concrete can be analyzed effectively using finite element modeling of fracture process zone of concrete with a finite element embedded discontinuity. In this study, a finite element with embedded discontinuous line is utilized for the analysis of progressive failure in concrete. The finite element with embedded discontinuity is a kind of discrete crack element, but the difficulties in discrete crack approach such as remeshing or adding new nodes along with crack growth can be avoided. Using a discontinuous shape function for this element, the displacement discontinuity is embedded within an element and its constitutive equation is modeled from the modeling of fracture process zone. The element stiffness matrix is derived and its dual mapping technique for numerical integration is employed. Then, a finite element analysis program with employed algorithms is developed and failure analysis results using developed finite element program are verified through the comparison with experimental data and other analysis results.

• 콘크리트학회지
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• 제8권1호
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• pp.145-153
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• 1996

콘크리트의 파괴진행영역은 콘크리트의 균열선단의 브리징영역과 미세균열영역으로 구성되는 비선형영역으로서 콘크리트의 파기거동을 지배한다. 파괴진행영역을 고려한 파괴역학은 콘크리트에 유용하게 적용될 수 있으며 파괴진행영역 모델의 개발은 콘크리트의 파괴현상을 규명하는데 매우 중요하다. 본 논문에서는 콘크리트의 균열진행을 해석하기 위하여 선형 인장 연화곡선을 사용한 Dugdale-Barenblatt형 모델로 콘크리트의 브리징영역을 모델링하였고 이를 이산균열방법을 사용하여 단지 요소경계면에 파괴진행영역을 발생시켜 유한요소 해석하는 방법과 요소내의 불연속 균열면을 도입한 균열요소를 사용함으로써 이산균열방법의 결점을 보완한 해석방법을 제시하였다. 또한 해석 예를 통해 균열진행해석에 사용된 유한요소모델을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제19권2호
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• pp.95-106
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• 2009

암석파괴역학과 파괴인성 이하의 응력상태에서 균열이 발생하고 성장하는 특성을 고려하여 암반사면의 진행성 파괴를 검토하였다. 굴착이 종료된 암반사면은 응력이 거의 변하지 않은 조건이지만, 시간이 경과함에 따라 절리면 내 미소한 접점에서 파괴가 발생하고 파괴된 접점의 수효가 증가함에 따라 절리면이 파괴되고, 파괴된 절리면이 많아져 사면이 파괴되는 진행성파괴 현상을 수치해석적으로 확인하였다. 따라서 암반사면의 진행성 파괴는 파괴인성보다 낮은 응력상태에 있는 암반 절리면 내 미소한 접점에서 시간의 경과에 따라 발생한 균열이 성장하여 사면을 파괴시키는 것으로 분석되었다.