탄소성 대변형 거동에서의 손상의 운동학

박대효,김기두(Ki Du Kim) 한국강구조학회 1997 韓國鋼構造學會誌 Vol.9 No.4

손상역학의 소개

박대효,김기두 한국전산구조공학회 1998 전산구조공학 Vol.11 No.2

국내의 피로파괴(fatigue fracture)나 파괴역학(fracture mechanics)과 같은 분야는 많은 발전이 있었으나 손상역학(damage mechanics)분야의 발전은 미흡하여 이 분야에 대한 이해를 돕기 위하여 손상역학의 역사적 배경, 용어의 정의, 현재의 연구동향, 손상역학의 적용 및 한계에 대하여 간략히 소개하고자 한다. 이 글에서는 전문학술적인 내용은 피하였으며 손상역학 분야에 관심이 있는 이들을 위하여 이 글에서 인용된 저자들의 대표적인 문헌들을 중심으로 간략히 소개하였다.

A Review of Porous Media Theory from Woltmans Work to Biots Work

박대효,정소찬 한국지반환경공학회 2003 한국지반환경공학회논문집 Vol.4 No.2

Porous media consist of physically and chemically different materials and have an extremely complicated behavior due to the different material properties of each of its constituents. In addition, the internal structure of porous materials has generally a complex geometry that makes the description of its mechanical behavior quite complex. Thus, classical continuum mechanics cannot explain the behavior of materials with pore spaces, such as concrete, soils and organic materials in waste landfill. For these reasons, porous media theory has been developed in the nineteenth century. Biot had the greatest influence on the development of porous media theory. Biot's work has been referred by many authors in the literature. Development of numerous fundamental equations in porous media theory were made possible due to Biot's work. His contributions made the greatest influence on porous media theory. Therefore, it is highly advantageous to review Biot's publications. This work presents a review of Biot's work. It shows how porous media theory has been developing so far and provides a chance to discuss the contribution of his work to the modern porous media theory.

포화된 다공질 매체의 질량보존과 운동량보존에 대한 Arbitrary Lagrangian Eulerian(ALE) 정식화

박대효,정소찬,김원철 한국지반환경공학회 2003 한국지반환경공학회논문집 Vol.4 No.1

The solids and the fluids in porous media have a relative velocity to each other. Due to physically and chemically different material properties and their relative velocity, the behavior of saturated porous media is extremely complicated. Thus, in order to describe and clarify the deformation behavior of saturated porous media, constitutive models for deformation of porous media coupling several effects need to be developed in frame of Arbitrary Lagrangian Eulerian(ALE) description. The aim of ALE formulations is to maximize the advantages of Lagrangian and Eulerian elements, and to minimize the disadvantages. Therefore, this method is appropriate for the analysis of porous media which are considered for the behavior of the solids and the fluids. For this reason, mass balance equations for saturated porous media are derived here in ALE description frames. ALE formulations of mass conservation for the solid phase and the fluid phase are expressed. Then, linear momentum balance equation for porous media as multiphase media is expressed. 다공질 매체 속의 내부 구조를 이루고 있는 고체 부분과 유체 부분은 서로 다른 재료특성을 가지는 물체들로 구성되어 있고 각 구성물들은 서로 다른 물리적 성질과 화학적 성질을 가지면서 서로 다른 상대 속도를 가지고 이동하기 때문에 포화된 다공질 매체의 구조적 변형 거동을 해석하는 것은 매우 복잡하다. 변형 거동에 영향을 주는 여러 가지 복합적인 요인들이 고려된 다공질 매체의 변형 거동을 해석하고 규명하기 위하여 Arbitrary Lagrangian Eulerian(ALE) 정식화가 이루어진 구성방정식을 세워야 할 필요가 있다. ALE 정식화는 Lagrangian 요소와 Eulerian 요소의 장점을 최대화 시키고 단점을 최소화 시키는 것에 주안점을 두기 때문에 고체 부분과 유체 부분을 함께 고려해야 하는 다공질 매체의 변형 거동을 해석하는데 있어서 적합한 방법이라고 할 수 있다. 그렇기 때문에 여기서는 포화된 다공질 매체의 보존 법칙들에 대한 ALE 정식화가 이루어진다. 고체 부분과 유체 부분의 질량 보존 법칙에 대하여 ALE 정식화가 이루어진 식이 각각 표현되고 다공질 매체 전체에 대한 운동량 보존 법칙이 표현된다.

다층 층간분리된 복합적층보의 휨강성 감소

박대효,백재욱,조백순,Park, Tae-Hyo,Baek, Jae-Wook,Cho, Baik-Soon 한국강구조학회 2001 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.13 No.3

In this study, flexural rigidity reduction of multi-delaminated composite beams are investigated. In order to evaluate the flexural rigidity reduction. Performed theoretical analysis. In order to investigate flexural rigidity reduction about effects of delamination on composite beams, the general kinematic governing equations are derived and solved by dividing the delaminated beam and imposing the continuity conditions into each sub-beam. For condition to appear multiple delamination through the laminated composite beams, the flexural rigidity reduction are compared according to many stacking sequences and several forms for delaminations. The present study could be used to evaluate the flexural rigidity reduction of composite laminated beams on multi-delaminations. 본 연구에서는 다층 층간분리된 복합보의 휨강성 감소를 고찰하였다. 휨강성 감소를 평가하기 위해서 이론해석을 수행하였다. 층간분리가 복합보에 휨강성 감소에 주는 영향을 고찰하기 위해서 지배운동방정식이 유도되었고, 층간분리된 각각의 분할보는 연속조건을 이용한 반복관계를 이용하여 구해졌다. 복합적층보에 층간분리가 여러 층에서 발생한 경우에 대해 다양한 적층순서와 여러 가지 형태의 층간분리 형상으로 모델링하여 결과를 비교하였다. 다층 층간분리가 존재하는 적층복합보의 휨강성을 평가하는데 있어서 본 연구는 유용하게 활용될 수 있다.

FEM과 HGA의 조합을 이용한 외부 긴장재의 손실 긴장력 평가 1: 이론

박대효,장한택,노명현,박규식 한국구조물진단유지관리공학회 2009 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.13 No.5

본 논문은 외부 긴장된 긴장재의 손실 긴장력 추정에 대한 새로운 방법을 소개한다. 제안된 방법은 HGA과 FEM이 조합된 시스템 인식 기법으로 외부긴장된 긴장재의 손실된 긴장력이 추정된다. 제안된 기법의 인식변수로는 외부긴장 긴장재의 긴장력, 유효공칭직경, 단위길이당 질량과 레일리 감쇠 계수가 사용되었다. 첫째로 감쇠의 효과가 적용된 유한요소 모델 시스템을 모형화되고, 시스템 인식변수를 반복적으로 추정하는 역해석 기법을 이용하여 인식하게 된다. 마지막으로 3번의 수치실험을 통하여, 제안기법의 수치적 타당성 여부가 확인된다. 이때, 레일리 감쇠 계수를 제외한 인식변수들의 오차는 1%미만으로 인식된다. This paper introduces a new method to estimate the loss of prestressing force for the externally prestressing tendon. The proposed method that combines of HGA and FEM is able to identify the lost tensile force of a externally prestressed tendon. The identification variables of the proposed method is a exteranlly prestressed tendon of tension, effective nominal diameter, mass per unit length and Rayleigh damping coefficients. First of all, a finite element model system is constructed to consider the effect of damping, and these variables are identified using inverse analysis technique - updating algorithm. Finally, throughout total 3 cases of numerical tests, the numerical propriety of the proposed method is verified. Here, it is seen that the errors in the estimated variables by the proposed method are about 1% except in the case of Rayleigh damping coefficients.

Application of Multi-resolution Analysis of Wavelets to Nondestructive Damage Evaluation: I. Theory

박대효,김병화 대한토목학회 2005 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.9 No.6

A wavelet application to the vibration-based damage evaluation technique is introduced. Using a few of the lower mode shapesbefore and after a small damage event, the proposed method is able to provide the unique damage indices in order to detect, locate,and size damage on beam-like and plate-like structures. Based on a small damage assumption, a damage index equation is revealed inthe context of elasticity. It turns out that the resulting damage index equation inherently sufers from singularities near inflectionnodes. The transformation of the problem into the multi-resolution wavelet domain provides a set of coupled linear equations. Withtspace. Next, the physical desired solution to the damage index equation is reconstructed from the one in the wavelet space.

Analysis of Saturated Porous Media using Arbitrary Lagrangian Eulerian Method:II. Finite Element Formulation

박대효,탁문호,Heedai Kim,Taehong Ahn 대한토목학회 2005 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.9 No.3

Porous media consist of physically and chemically different materials and have an extremely complicated behavior due to the different material properties of each of its constituents. In order to describe and clarify the deformation behavior of porous media, it is essential to develop constitutive models for deformation of porous media coupling several effects such as flow of fluids or thermodynamical change of the internal structure. Then, it is necessary for numerical implementation using finite element method to solve constitutive equations. Especially, constitutive models need to be developed in frame of Arbitrary Lagrangian Eulerian (ALE) description. The aim of ALE formulations is to maximize the advantages of Lagrangian and Eulerian methods, and to minimize the disadvantages. Therefore, this method is appropriate for the analysis of porous media that are considered for the behavior of solids and fluids. In the paper Part I, governing equations for saturated porous media based on ALE description are derived. Then, weak forms of these equations are obtained in order to implement numerical method using finite element method. In this paper, Petrov-Galerkin method is necessarily applied to develop finite element formulation. And system equations for linear and nonlinear behavior are derived.

The Kinematics of Damage for Elasto-Plastic Large Deformation

박대효,김기두,Park, Tae hyo,Kim, Ki Du Korean Society of Steel Construction 1997 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.9 No.3

In this paper the kinematics of damage for finite strain, elasto-plastic deformation is introduced using the fourth-order damage effect tensor through the concept of the effective stress within the framework of continuum damage mechanics. In the absence of the kinematic description of damage deformation leads one to adopt one of the following two different hypotheses for the small deformation problems. One uses either the hypothesis of strain equivalence or the hypotheses of energy equivalence in order to characterize the damage of the material. The proposed approach in this work provides a general description of kinematics of damage applicable to finite strains. This is accomplished by directly considering the kinematics of the deformation field and furthermore it is not confined to small strains as in the case of the strain equivalence or the strain equivalence approaches. In this work, the damage is described kinematically in both the elastic domain and plastic domain using the fourth order damage effect tensor which is a function of the second-order damage tensor. The damage effect tensor is explicitly characterized in terms of a kinematic measurure of damage through a second-order damage tensor. Two kinds of second-order damage tensor representations are used in this work with respect to two reference configurations. 탄소성 대변형에서의 손상의 운동학을 연속체 역학적 구도 안에서 유효 응력의 개념을 통하여 4차 유효 손상 텐사를 이용하여 소개하였다. 손상 변형의 운동학적인 기술의 부재로 인하여 소변형 문제에서는 고체의 손상의 특성을 기술하기 위해서는 다음의 두 가지 가정 (변형률 등가의 가정 또는 에너지 등가의 가정)중의 하나가 일반적으로 채택되어진다. 본 연구에서 제안된 방법은 대변형에 적용될 수 있는 손상 거동의 운동학적인 일반화된 방법을 제공한다. 이 방법은 소 변형률에 국한되는 변형률 등가의 가정이나 에너지 등가의 가정 방식이 아닌 변형장의 운동학을 직접 고려하여 손상 거동의 운동학을 2차 손상 텐사의 함수인 4차 유효 손상 텐사를 이용하여 탄성 및 소성 영역에서 표현하였다.

X-ray Computed Tomography를 이용한 콘크리트의 손상파라미터 정량화

박대효(Park, Taehyo),박재민(Park, Jaemin),안태송(An, Tae-Song) 한국콘크리트학회 2003 한국콘크리트학회 학술대회 논문집 Vol.2003 No.11