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우경식(Kyeongsik Woo) 한국항공우주학회 2007 韓國航空宇宙學會誌 Vol.35 No.10
이 논문에서는 기하학적 및 재료적 비선형 유한요소해석을 통하여 멤브레인의 접힘 거동을 연구하였다. 얇은 멤브레인의 단면에 대해 평면변형률을 가정하여 2차원 요소로 모델링 하였다. 접힘 과정은 먼저 멤브레인 메쉬를 접은 후, 두 개의 강체 접촉면을 사용하여 지정된 접힘 간극까지 압축한 다음, 강체 접촉면을 풀어 접힘 형상을 얻는 순서로 모사하였다. 다양한 접힘 간극에 대해 해석을 수행하여 접힘 강도가 초기 전개각에 미치는 영향을 중심으로 결과를 고찰하였다. 또한 실제 시편에 대하여 실험을 수행하여 그 결과를 해석결과와 비교하였다. In this paper, geometrically and materially non-linear finite element analyses were performed to study the crease behavior of thin membranes. The cross-section of the membrane was modeled with 2-dimensional plane strain elements. To simulate the creasing process, the membrane mesh was folded, compressed to prescribed crease gauge by activating two rigid contact surfaces, and then released to give the crease topology. Various crease gauges were considered to investigate the effect of crease intensity on the initial deployment angle. The crease geometry was also obtained by experiments and the results were compared.
접힌자국이 있는 멤브레인에서 두께에 따른 주름거동의 변화
우경식(Kyeongsik Woo) 한국항공우주학회 2010 韓國航空宇宙學會誌 Vol.38 No.5
본 논문에서는 코너에서 대각선방향으로 인장하중을 받고 있는 접힌자국이 있는 사각형 멤브레인에서 두께가 주름 거동에 미치는 영향을 기하학적 비선형 후좌굴 유한요소해석을 통하여 연구하였다. 멤브레인은 쉘 요소로 모델링 하였고 좌굴을 발생시키기 위하여 면외방향으로 미소의 무작위성 기하학적 결함을 메쉬에 가하였다. 해석은 접히지 않은 원 멤브레인과 수직방향으로 접힌 멤브레인에 대해 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 해석 결과 멤브레인의 두께가 감소함에 따라 주름의 발생과 성장을 크게 촉진함을 알 수 있었다. 또한 접힌 자국의 초기 전개각이 증가할수록 국부주름의 낮은 하중에서 발생하였으나 전역주름으로의 성장은 지연되는 경향을 보였다. In this paper, the thickness effect on the wrinkle-crease interaction behavior of corner-loaded creased square membranes was studied using geometrically nonlinear post-buckling analysis. The membranes were modeled using shell elements, and the meshes were seeded with semi-random geometrical imperfection to instigate the buckling deformation. Results indicated that the wrinkle-crease interaction behavior was significantly dependent on the membrane thickness. Both the global and local wrinkles developed earlier as the thickness decreased. It was also found that the wrinkling behavior depended on the initial deployment angle in which the local wrinkle initiation occurred earlier, while the global wrinkle formation was delayed as the angle increased.
다중점 구속조건을 이용한 응집요소의 선택적 활성화 기법
우경식(Kyeongsik Woo) 한국항공우주학회 2014 韓國航空宇宙學會誌 Vol.42 No.11
본 논문에서는 응집영역 모델링 방법에 의한 균열전파 해석에서 발생하는 연성추가문제의 효과적인 해결방법으로 사용자 부프로그램 UMPC를 이용한 응집요소의 선택적 활성화 기법을 연구 하였다. 먼저 균열의 발생 및 전파가 예상되는 지역의 일반요소들 사이에 응집요소를 삽입하고 응집요소를 구성하는 절점에 다중점 구속조건을 적용함으로써 응집요소를 비활성화 시킨 상태로 해석을 시작한 후, 해석 도중에 특정 조건을 만족하는 절점들에 대해서만 다중점 구속조건을 해제하여 응집요소를 선택적으로 활성화하는 전략을 사용하였다. 응집요소의 초기강성 및 다중점 구속조건 해제 지표가 균열전파 거동 및 계산시간에 미치는 영향을 체계적으로 조사하였다. In this paper, a selective activation strategy of cohesive elements using user subroutine UMPC was studied as an efficient solution for the added compliance problem in cohesive zone model crack propagation analyses. The cohesive elements were inserted between every bulk elements in region where cracks were expected to initiate and propagate, but initially not activated by tying the cohesive nodes using multi-point constraints. During analyses, the cohesive elements for which specified criterion was met were selectively activated by releasing the constraints. The effect of initial cohesive stiffness and the release criterion on the crack propagation behavior was carefully investigated.
우경식(Kyeongsik Woo) 한국항공우주학회 2005 韓國航空宇宙學會誌 Vol.33 No.11
본 논문에서는 멤브레인 요소를 사용하여 주름이 있는 멤브레인의 정적 및 동적거동을 연구하였다. 해석은 상용유한요소 프로그램인 ABAQUS를 사용하였으며 멤브레인 요소에서 주름은 벌칙매개변수에 의한 물성치 수정 방법을 사용자 부프로그램으로 구현하여 고려하였다. 해석과정은 먼저 이론해가 멤브레인 문제에 적용하여 타당성을 검증하였고, 모서리에서 하중이 가해진 사각형 멤브레인에 대한 해석을 수행하여 주름이 정적 및 동적거동에 미치는 영향을 조사하였다. In this paper, the static and dynamic behavior of partly wrinkled membrane was studied. Membrane finite elements were used in the analysis and the wrinkling in the element was accounted for by a penalty-par잉neter material modeling which was implemented as a user subroutine to ABAQUS. The wrinkle algorithm was applied to a comer-loaded square membrane to investigate the effect of wrinkling on the static and dynamic behavior.
응집영역 모델링 기법을 사용한 노치가 있는 적층복합재료의 파괴해석
우경식 ( Kyeongsik Woo ),더글라스케언스 ( Douglas S. Cairns ) 한국복합재료학회 2017 Composites research Vol.30 No.2
본 논문에서는 응집영역 모델링 기법을 사용하여 노치가 있는 적층복합재료의 파괴거동을 연구하였다. 먼저 노치가 있는 적층복합재료 시편형상에 대해 일반 3차원 고체요소로 모델링 한 후 요소들 사이에 섬유파괴, 기지파괴 및 층간분리 파괴를 담당하는 응집요소를 삽입하여 유한요소 메쉬를 제작하였다. 다음으로 일축인장 시험을 모사하는 하중 및 경계조건을 가하여 점진적 파괴해석을 수행하고 해석결과를 참고문헌의 실험결과와 비교하여 해석의 타당성을 검증하였다. 수치해석 결과로부터 노치가 있는 적층복합재료 인장시편의 파괴시작 및 진전거동을 분석하였으며 파괴모드의 진전을 체계적으로 조사하였다. In this paper, fracture behavior of laminated composites with notch was studied by cohesive zone modeling approach. The numerical modeling proceeded by first generating 3 dimensional solid element meshes for notched laminated composite coupon configurations. Then cohesive elements representing failure modes of fiber fracture, matrix cracking and delamination were inserted between bulk elements in all regions where the corresponding failures were likely to occur. Next, progressive failure analyses were performed simulating uniaxial tensile tests. The numerical results were compared to those by experiment available in the literature for verification of the analysis approach. Finally, notched laminated composite configurations with selected stacking sequences were analyzed and the failure behavior was carefully examined focusing on the failure initiation and progression and the dominating failure modes.