• 대한기계학회논문집A
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• 제26권5호
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• pp.932-938
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• 2002

In structural applications, brittle materials such as soda-lime glasses and ceramics are usually subjected to multiaxial stress state. Brittle materials with cracks or damage by foreign object impacts are apt to fracture abruptly from cracks, because of their properities of very high strength and low fracture toughness. But in most cases, the residual strength of structural members with damage has been tested under uniaxial stress condition such as the 4-point bend test. Depending upon the crack pattern developed, the strength under multiaxial stress state might be different from the one under uniaxial. A comparative study was carried out to investigate the influence of stress state on the residual strength evaluation. In comparable tests, the residual strength under biaxial stress state by the ball-on-ring test was greater than that under the uniaxial one by the 4-point bend test, when a small size indendation crack was introduced. In the case that crack having an angle of 90deg. to the applied stress direction, the ratio of biaxial to uniaxial flexure strength was about 1.12. The residual strength was different from crack angles to loading direction when it was evaluated by the 4-point bend test. The ratio of residual strength of 45deg. crack to 90deg. one was about 1.20. In the case of specimen cracked by a spherical impact, it was shown that an overall decrease in flexure strength with increasing impact velocity, and the critical impact velocity for formation of a radial and/or cone crack was about 30m/s. In those cases that relatively large cracks were developed as compared with the case of indented cracks, the ratio of residual strength under biaxial stress state to one uniaxial became small.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.85-93
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• 2011

막재는 매우 유연하여 압축력이 가해지면 주름이 생길 수 있다. 이러한 주름은 막재료를 재단하거나 접합하는 과정에서 생기는 제작오차, 시공오차 및 장기간의 편심하중에 의해 막재 표면에 주름이 발생할 수 있다. 본 논문에서는 막재 요소가 단축응력상태가 되어 주름을 일으키는 과정을 기술하고 주름을 체크할 수 있는 방법을 제안하였다. 막구조물에 대한 형상해석이 완료된 후 실제 하중을 적용한 응력-변형해석 시, 주응력을 계산하여 주응력 2가 0보다 작은 경우 주름이 발생한 것으로 간주되었다. 적용성을 알아보기 위해서 먼저 안장형 구조물을 해석하였고, 실제구조물인 수원야외 음악당 지붕구조에 설치된 막구조물과 1975년 오키나와 엑스포에 세워졌던 막구조물을 예제로 하여 본 논문에서 제안된 방법을 적용하여 해석해 보았다.

• 터널과지하공간
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• 제28권3호
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• pp.277-291
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• 2018

이 논문에서는 재료의 단축하중 하에서의 응력-변형률 곡선을 예측하기 위하여 순환 신경망의 일종인 LSTM(Long Short-Term Memory) 알고리즘을 사용하였다. 석고와 규사를 혼합해 만든 재료에 일축압축시험을 수행하여 얻은 응력-변형률 데이터를 이용하였으며, 낮은 응력 구간의 초반 데이터를 활용해서 파괴 전까지의 거동을 예측하였다. 앞부분의 데이터를 활용하여 단계적으로 뒤쪽 구간의 값을 예측하는 LSTM 순환 신경망의 구조상 큰 응력에 대응하는 변형률을 예측할 경우에는 앞쪽 구간의 오차가 누적되어 실측값과 차이가 늘어났으나 전반적으로 높은 정확도로 응력-변형률 곡선을 예측하였다. 예측에 사용한 초기 데이터의 길이가 늘어나는 경우 정확도는 조금 증가했다. 그러나 접선을 이용한 단순 예측과의 성능 차이는 초기 데이터의 길이가 작은 경우에 두드러졌으며, 적은양의 데이터로도 응력-변형률 곡선 전체 구간의 예측을 가능하게 한다는 점으로부터 신경망 모델의 필요성을 확인하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.425-430
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• 2003

The material properties of rubber was determined by the experiments of uniaxial tension, uniaxial compression, planer tension, equi-biaxial tension and volumetric compression. In compression test, it is difficult to obtain the pure state of compression stress and strain due to friction force between the specimen and compression platen. In this study, the stress and strain data from the equi-biaxial tension test were converted to compression stress and strain and compared to a perfect state of simple compression data when friction was zero. The compression test device with the tapered platen was proposed to overcome the effect of friction. It was turned out that the relationship of the stress and strain using the tapered platen was in close agreement with the pure compressive state.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.95-104
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• 2003

The material properties of rubber was determined by the experiments of uniaxial tension, uniaxial compression, planer tension, equi-biaxial tension and volumetric compression. In compression test, it is difficult to obtain the pure state of compression stress and strain due to friction force between the specimen and compression platen. In this study, the stress and strain data from the equi-biaxial tension test were converted to compression stress and strain and compared to a pure state of simple compression data when friction was zero. The compression test device with the tapered platen was proposed to overcome the effect of friction. It was fumed out that the relationship of the stress and strain using the tapered platen was in close agreement with the pure compressive state.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제7권2호
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• pp.225-240
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• 1999

This paper presents a mechanistic approach to uniaxial viscoelastic constitutive modeling of asphalt concrete that accounts for damage evolution under cyclic loading conditions. An elasticviscoelastic correspondence principle in terms of pseudo variables is applied to separately evaluate viscoelasticity and time-dependent damage growth in asphalt concrete. The time-dependent damage growth in asphalt concrete is modeled by using a damage parameter based on a generalization of microcrack growth law. Internal state variables that describe the hysteretic behavior of asphalt concrete are determined. A constitutive equation in terms of stress and pseudo strain is first established for controlled-strain mode and then transformed to a controlled-stress constitutive equation by simply replacing physical stress and pseudo strain with pseudo stress and physical strain. Tensile uniaxial fatigue tests are performed under the controlled-strain mode to determine model parameters. The constitutive equations in terms of pseudo strain and pseudo stress satisfactorily predict the constitutive behavior of asphalt concrete all the way up to failure under controlled-strain and -stress modes, respectively.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.69-77
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• 1987

철근 콘크리트 구조물의 재료적 비선형 해석을 위해 유한요소법을 적용하였다. 2 축응력 상태에서의 콘크리트 거동은 인장균열과 균열사이의 인장증강효과(tension stiffening effect) 그리고 최대압축 강도를 넘어서의 변형연화(strain-softening) 효과를 고려하는 비선형 구성 방정식으로 나타냈다. 콘크리트를 직교성 (orthotropic) 재료로 가정함으로써 비선형 탄성체로 간주하고, 등가일축변형도 개념을 사용한 등가 일축 응력-변형도(equivalent uniaxial stress-strain) 관계식으로 모형화하고, 철근 보강재는 Bauschinger 효과를 갖는 탄소성 변형 경화재료(elasto-plastic strain-hardening material)로 모형화 했다. 평면 응력 상태에서 철근콘크리트 보의 모형화는 각 절점에 2 개의 자유도를 갖는 사각형요소로 모형화하여 적용 시쳤으며, 이로부터 구한 유한요소해석의 결과치를 실험결과치의 중앙처짐, 응력, 변형율 그리고 균열성장과정에 대하여 비교 검토 하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제13권1호
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• pp.63-77
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• 2017

The failure mechanism of a deep hard rock tunnel under high geostress and high geothermalactivity is extremely complex. Uniaxial compression tests of granite at different temperatures were conducted. The complete stress-strain curves, mechanical parameters and macroscopic failure types of the rock were analyzed in detail. The brittleness index, which represents the possibility of a severe brittleness hazard, is proposed in this paperby comparing the peak stress and the expansion stress. The results show that the temperature range from 20 to $60^{\circ}C$ is able to aggravate the brittle failure of hard rock based on the brittleness index. The closure of internal micro cracks by thermal stress can improve the strength of hard rock and the storage capacity of elastic strain energy. The failure mode ofthe samples changes from shear failure to tensile failure as the temperature increases. In conclusion, the brittle failure mechanism of hard rock under the action of thermal coupling is revealed, and the analysis result offers significant guidance for deep buried tunnels at high temperatures and under high geostress.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.901-907
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• 2013

본 논문에서는 이방향 응력상태에서의 콘크리트 강도 특성과 크기효과 그리고 피로거동에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 ASTM C 1550 시험법과 이방향 휨강도 시험(biaxial flexure test; BFT)을 적용하여 크기효과 및 피로시험을 실시하였으며, 단순보의 3등분점 하중에 의한 콘크리트 휨강도 시험(third-point bending test) 결과와 비교하였다. 실험 결과 3등분점 재하 휨강도 시험에 의한 일방향 응력상태의 강도보다는 ASTM C 1550 시험법과 이방향 휨강도 시험법에 의한 이방향 응력상태의 강도가 더 큰 것으로 측정되었다. 3등분점 재하 휨강도 시험, ASTM C 1550, 이방향 휨강도 시험법 모두 시편의 크기가 증가함에 따라 강도는 감소하는 것으로 관찰되었으며, 이방향 휨인장강도의 크기 효과가 일방향 휨인장강도의 크기효과보다 더 큰 것으로 확인되었다. S-N 곡선에 의한 일방향과 이방향 휨강도의 피로 수명은 유사한 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2A호
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• pp.185-191
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• 2010

콘크리트 구조물의 사용성과 내구성 저하의 원인이 되는 균열은 응력의 크기, 응력구배 및 기타 구조적 재료적 원인 등에 의하여 발생하기 때문에 콘크리트의 균열강도를 정확히 예측하기는 매우 어렵다. 특히 판구조의 경우 기존의 일축휨강도에 의한 균열평가가 실제 구조물의 균열강도와 상이할 수 있다. 본 연구에서는 이축휨인장강도 평가에 적합한 시험체 제원을 적용하여 일축과 이축휨강도 특성을 비교, 평가하였다. 실험결과 골재의 크기 및 실험체 크기의 증가에 따라 일축 및 이축휨강도 모두 강도가 저하되는 것으로 나타났다. 일축휨강도에 비하여 이축휨강도가 일축휨강도의 39.5~99.2%로서 전반적으로 낮은 강도를 갖는 것으로 평가되었으며, 특히 20 mm 골재를 사용한 경우에는 76%정도로 고찰되었다.