본 논문은 구조물의 미시적 측면에서 유효평균탄성계수를 결정하기 위한 균질화기법인 점근적 방법을 적용하였고, 탄성값을 조사하기 위하여 유한요소법으로 정식화하였다. 수치 예로서 물성치가 각기 다른 등방성 재료를 적층한 부재의 임의 단면에서 단위요소를 해석영역으로 설정하고 산출된 탄성계수를 기존의 해석방법으로부터 산출된 값과 비교하였다. 균질화기법으로 산출된 탄성계수는 과소평가되어 나타나며, 이는 해석영역을 유한요소정식화하는 과정에서 수정항만큼 차이가 난다는 것을 증명하였다. 기존 해석방법으로는 복합재료의 탄성계수가 단순히 재료의 산술적 평균값으로 계산되는 것과는 달리, 미시적으로 복합재 단위요소의 반복성을 고려함으로써 제안된 해석방법이 보다 유용하다는 것을 보여 주었다.

판 논문은 구조뭄의 동역학 및 열단성 연성문제 해석을 위 한 통합된 유한요소법을 개 발하논데 초접을 누고 있다. 첫 째로. 열전도 방정식이l 열변위라는 묵리량을 도엽하여 풍역학의 운동 빙정식파 유사하도록 유도한 후. 변분법과 일반좌표계를 이용하여 시간영역에서 정식화하였다 둘째포， 두 뱅정식어] 라블라스 변 판을 동시에 도 입하고 - 공간변수안을 갖는 형성함수짜 가증잔여번을 적용하여 유한요소식을 변환영역에서 표 헌 하였다. 연성된 빙정 식 을 운지l 의 특성에 따라서 분류하였고 정식화 파정을 검숭하였다 또한 수치해석 알고리 늠 이 갖는 수치 역 변환의 정성적인 경향에 대하여 검토하였다-

양단이 단순지지 상태이고, 정현상으로 taper진 부재의 두 고유치(탄성임계하중과 횡방향 고유진동수)를 유한요소법으로 산정하였다. 그 결과로 얻어진 고유치의 계수들을 실무에 종사하는 구조 기술자들이 쉽게 이용할 수 있도록 각각의 경우에 대하여 간단한 대수 방정식으로 표시하였다. 유한요소법으로 구한 고유치 계수값과 대수 방정식에 의한 추정 계수값들의 상관계수는 어느 경우에나 거의 단위치(1)에 가까운 값으로 대수 방정식의 정당성을 뒷받침 하였다. 횡방향 진동수에 미치는 압축하중의 영향도 검토하였다. 이를 위하여 부재에 작용하는 축방향력을 차례로 증가시키면서 여기에 대응하는 진동수를 산정하였다. 그 결과 압축하중비 (P/Pcr)와 진동수 비의 제곱 ((ω/ω0)²)의 합은 어느 경우에나 거의 단위치(1)로 나타났다.

유한요소법의 강의와 학습을 지원하는 컴퓨터 기반 교육시스템(computer-based training system)을 개발하였다. 이 시스템은 유한요소해석을 요소 모델링에서부터, 최종결과의 계산에 이르기까지 여러 개념과 과정을 가시화하고, 사용자가 직접 상호작용 적으로 실습하고, 해석과정에 개입하여 모의 조작(simulation)하며, 그 반응을 관찰할 수 있는 여러 기능을 갖추고 있다. 이 시스템을 이용하여 실제적인 유한요소해석을 실행 할 수 있다. 따라서 이 시스템을 유한요소법의 보조 교육 재료로 활용할 뿐만 아니라 실제적인 유한요소해석 소프트웨어로 병용함으로써 유한요소법의 교육과 학습의 효과를 높일 수 있다.

복합 적층 판과 보강 재를 설치한 보강된 복합 적층 패널의 좌굴을 고려한 설계에서, 좌굴이 항상 구조물의 최종 파손을 의미하는 것은 아니므로 이들의 좌굴 및 좌굴 후 거동에 대한 정확한 이해와 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유한요소 법을 이용하여 적층 메커니즘과 섬유 배향각, 적층 순서 등이 복합 적층 판과 보강된 복합 적층 패널의 좌굴 및 좌굴 후 거동에 미치는 영향을 체계적으로 해석하였고, 각 변수에 따른 좌굴 및 좌굴 후 거동 특성을 분석하였다.

본 연구에서는 비 균질 퇴적층으로 인한 지진파의 증폭에 대한 경계/유한요소 해석을 수행하였다. 수치해석을 위해, 비 균질 퇴적층은 8절점 등 매개 변수 유한요소 사용하여 모델링하였고, 그 주위의 균질 반무한 지반은 3절점 등매개 변수 경계요소를 사용하여 모델링하였다. 경계요소와 유한요소의 접촉면에서, 표면 력의 평형조건과 변위의 적합 조건에 의해 두 개의 요소를 결합하는 알고리듬을 개발하였다. 수치해석의 영향인자로서 SH파, P파와 SV파의 입사각, 무 차원 진동수 그리고 반무한 지반과 퇴적층사이의 전단 파 속도 비와 질량밀도 비를 고려하였다.

선형탄성 파괴해석은 균열을 갖는 변형률 경화재료의 파괴거동을 예측하는데 불충분하기 때문에 최근에는 균열 선단 부에서 대규모 소성 역을 갖는 균열 체에 적용할 수 있는 많은 파괴역학개념이 제안되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 대규모항복 조건하의 연성파괴를 보이는 평판을 정확하게 해석할 수 있는 새로운 유한요소모델을 제시하고자 한다. 균열 선단 부의 응력 장을 정의하는데 가장 지배적인 파괴매개변수인 J-적분 값과 소성 역의 크기 및 형상을 J-적분법과 등가영역적분법을 통해 파괴거동을 설명할 수 있도록 증분소성이론에 기초를 둔 p-version 유한요소해석이 채택되었다. 제안된 유한요소모델에 의한 수치해석결과는 이론 해와 h-version 유한요소해석과 비교되었다.

캘리포니아의 강구조 모멘트프레임은 1994년 노스리지 지진시 6.8의 규모와 진앙지에서 근접한 지리적인 악조건에도 불구하고 붕괴나 인명피해 없이 잘 견뎌냈다. 그러나 이후 시행된 조사에서 경제적으로 지진시 안전하다고 믿어져 널리 쓰인 welded flange-bolted web(WFBW) 강접합부(moment connection)의 기둥과 용접의 경계면에서 취성 파괴가 다수 발견되었다. 이논문은 선형파괴역학과 노스리지진이후의 WFBW 강접합부 실험을 이용하여 WFBW 강접합부와 노스리지지진이후 기존 강접합부의 대안으로 추천되고 있는 reduced beam section (RBS) 강접합부의 취성 파괴강도를 결정하는 수치적인 방법을 제안하고 이를 이용하여 이들 강접합부의 취성 파괴모드를 추정하였다.

줄눈콘크리트포장의 줄눈은 슬래브의 온도나 습도변화에 의한 구속변형에 의해 슬래브 내부에 종방향 균열이나 횡방향 균열이 발생하는 것을 제어할 목적으로 설치한다. 이러한 줄눈은 줄눈부에서의 불연속성의 원인이 되어 두 슬래브 사이의 하중전달기능을 감소시키며, 상대적으로 취약함을 지녔기 때문에 손상을 유발시킬 수 있는 가능성을 지니고 있다. 따라서, 줄눈콘크리트포장 줄눈부 손상유형 및 정도에 대한 객관적이고 과학적인 평가가 이루어져야 합리적이고 경제적인 보수방법을 결정할 수 있다. 본 연구는 콘크리트포장 해석프로그램인 ILLI-SLAB를 이용하여 줄눈 평가시스템을 개발하고 이를 FWD 시험결과에 이용하여 줄눈콘크리트포장의 상태를 평가하고자 하였다. 이를 위해 먼저 줄눈부에 영향을 줄 수 있는 변수를 선정하고, ILLI-SLAB를 사용하여 민감도 분석을 실시하여 줄눈부에 영향을 크게 미치는 변수를 찾았다. 이러한 변수들을 분석해 줄눈부의 하중전달효과 및 표면 처짐의 관계를 나타내어, 현장에서 FWD를 실시하여 얻은 하중전달효과와 재하위치의 표면 처짐값을 이용해 줄눈콘크리트포장을 평가하였다. 그 결과 노상지지력 계수(K)와 다웰/콘크리트 상호관계 계수(G) 두 변수가 가장 크게 영향을 미침을 알 수 있었으며, 그 임계값은 각각 300 poi와 500,000 lbs/in.임을 알 수 있었다. 이 두 변수와 현장 FWD 시험을 이용하여 줄눈콘크리트포장의 평가시스템을 개발하였으며, 실제 중부고속도로에서 실시한 FWD 측정치를 이용해 평가한 결과 한 개의 줄눈부만이 다웰/콘크리트 상호관계 계수가 임계값보다 낮고, 대부분 줄눈부의 두 인자값이 임계값 이상으로 콘크리트포장 줄눈부가 양호함을 알 수 있었다.

줄눈콘크리트포장의 줄눈은 슬래브의 온도나 습도변화에 의한 구속변형에 의해 슬래브 내부에 종방향 균열이나 횡방향 균열이 발생하는 것을 제어할 목적으로 설치한다. 이러한 줄눈은 줄눈부에서의 불연속성의 원인이 되어 두 슬래브 사이의 하중전달기능을 감소시키며, 상대적으로 취약함을 지녔기 때문에 손상을 유발시킬 수 있는 가능성을 지니고 있다. 따라서, 줄눈콘크리트포장 줄눈부 손상유형 및 정도에 대한 객관적이고 과학적인 평가가 이루어져야 합리적이고 경제적인 보수방법을 결정할 수 있다. 본 연구는 콘크리트포장 해석프로그램인 ILLI-SLAB를 이용하여 줄눈 평가시스템을 개발하고 이를 FWD 시험결과에 이용하여 줄눈콘크리트포장의 상태를 평가하고자 하였다. 이를 위해 먼저 줄눈부에 영향을 줄 수 있는 변수를 선정하고, ILLI-SLAB를 사용하여 민감도 분석을 실시하여 줄눈부에 영향을 크게 미치는 변수를 찾았다. 이러한 변수들을 분석해 줄눈부의 하중전달효과 및 표면 처짐의 관계를 나타내어, 현장에서 FWD를 실시하여 얻은 하중전달효과와 재하위치의 표면 처짐값을 이용해 줄눈콘크리트포장을 평가하였다. 그 결과 노상지지력 계수(K)와 다웰/콘크리트 상호관계 계수(G) 두 변수가 가장 크게 영향을 미침을 알 수 있었으며, 그 임계값은 각각 300 poi와 500,000 lbs/in.임을 알 수 있었다. 이 두 변수와 현장 FWD 시험을 이용하여 줄눈콘크리트포장의 평가시스템을 개발하였으며, 실제 중부고속도로에서 실시한 FWD 측정치를 이용해 평가한 결과 한 개의 줄눈부만이 다웰/콘크리트 상호관계 계수가 임계값보다 낮고, 대부분 줄눈부의 두 인자값이 임계값 이상으로 콘크리트포장 줄눈부가 양호함을 알 수 있었다.

본 논문에서는 다지지점 가진에 의한 구조물의 동적응답을 구하기 위하여 유한요소모형을 수정하고 등가하중을 도입하는 간단한 기법을 제안하였다. 제안방법은 다지지점 입력에 대한 해석기능이 있는 기존의 범용구조해석 S/W를 이용한 선형 및 비선형 해석결과와 비교하여 검증하였다. 이 기법은 다지지점 입력에 대한 해석기능이 없는 범용유한요소해석 S/W 및 비선형 구조해석을 위하여 특별히 개발되었던 전산프로그램을 이용하여 다지지점 입력에 대한 지진응답해석을 수행할 때 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 연구에서는 철근콘크리트기둥과 철골보로 이루어진 혼합구조 접합부의 해석에 대한 유한 유소법을 이용한 해석 모델 방법을 제시하였다. 혼합구조 접합부에서 콘크리트와 강판이 접하는 접촉면은 두 접촉면 사이를 부착과 마찰의 개념으로 표현할 수 있는 주-종속 접촉 알고리즘(master-slave contact algorithm)을 이용하여 모델링하였다. 그리고, 휨응력의 지배를 받는 강관에는 비적합 모드 요소를 사용하였다. 본 연구에서의 혼합구조 특징은 보에서 기둥으로 힘의 전달을 원활히 하기 위하여 다이아프램이 사용되었고, 이러한 혼합구조 접합부 모델링 방법에 대한 타당성을 알아보기 위하여 3차원 비선형 해석을 행하여 실험결과와 비교한 결과 잘 일치하는 결과를 얻었다.

추계론적 해석은 구조계 내의 해석인수에 존재하는 공간적 또는 시간적 임의성이 구조계 반응에 미치는 영향에 대한 고찰을 목적으로 한다. 확률장은 구족계 내에서 특정한 확률분포를 가지는 것으로 가정된다. 구조계 반응에 대한 이들 확률장의 영향 평가를 위하여 통계학적 추계론적 해석과 비통계학적 추계론적 해석이 사용되고 있다. 본 연구에서는 비통계학적 추계론적 해석방법 중의 하나인 가중적분법을 제안하였다. 특히 구조계의 공간적 임의성이 큰 특성을 가지고 있는 반무한영역에 대한 적용 예를 제시하고자 한다. 반무한영역의 모델링에는 무한요소를 사용하였다. 제안된 방법에 의한 해석 결과는 통계학적 방법인 몬테카를로 방법에 의한 결과와 비교되었다. 제안된 가중적분법은 자기상관함수를 사용하여 확률장을 고려하므로 무한영역의 고려에 따른 해석의 모호성을 제거할 수 있다. 제안방법과 몬테카를로 방법에 의한 결과는 상호 잘 일치하였으며 공분산 및 표준편차는 무한요소의 적용에 의하여 매우 개선된 결과를 나타내었다.

본 연구는 등방탄성체에 고속충격하중이 작용하는 경우에 대한 유한요소해석에 관한 것으로 대상구조는 여러 가지 모양의 2차원 평면구조를 택하였다. Galerkin 방법을 이용하여 유한요소 정식화하였으며 직접시간적분법에 의해 수치해를 구하였다. 본 해석에서는 균열이 없는 평판으로 수치해와 이론해를 비교하여 수치해의 신뢰성을 확인하였으며, 0°, 30°, 45°경사 균열이 없는 평판에 적용한 3가지 예를 분석하였다. 수치해석 결과는 이론해의 결과와 상호 잘 일치하였다.

본 문에서는 선체 중앙부의 유한요소 모델링과 진동해석이 수행되었다. 횡부재와 종통부재가 만나 3차원적으로 연결되어 있는 선체구조는 복잡한 구조적 특성 때문에 모델링에 많은 노력이 필요하다. 선수, 선미부에 비해 비교적 부재간의 접속이 간단한 중앙평행부의 진동해석과 같은 경우에는 모델링 기법을 개발해 사용할 수도 있다. 중앙부 횡부재와 종통부재가 만나는 부분의 접속성과 형상표현을 위해 keypoint, super element(SE) 개념을 도입하였고 형성된 SE 들을 isoparametric mapping 기법을 접속된 3차원 부재용으로 개선하여 유한요소로 분할하였다. 진동해석용으로 형성된 선체중앙부 요소망을 ANSYS로 가시화하였고 자유진동해석을 수행하였다.

접촉하는 두 물체 사이의 접합부에서는 국북적인 응력집중현상이 발생하여 기계 구조물의 마멸이나 파손의 직접적인 원인이 된다. 기존의 방법들은 복잡한 수식 처리와 반복 계산 때문에 접촉특성에 따라서 해석하기에 어려움이 많았다. 본 논문에서는 마찰이 있는 접촉문제를 반복계산 없이 효과적으로 해석하기 위해서 선형상보성 접촉조건과 가상일의 원리로부터 접촉요소를 개발하여 이를 사용한 유한요소 해석발법을 제안하였다. 연구결과로 평면 및 곡면 접촉문제나 다물체 접촉문제를 기존의 해석방법에 비해 훨씬 편리하고 정확하게 접촉현상을 규명할 수 있었다.

The plastic deformation behaviors for powder extrusion of rapidly soildified Al-Si-Fe alloys at high temperature were investigated. During extrusion of Al-Si-Fe alloys, primary Si and intermetallic compound in matrix are broken finely. Additionally, during extrusion metastable phase() intermetallic compound disappears and the equilibrium phase() is formed. In gereral, it was diffcult to establish optimum process variables for extrusion condition through experimentation, because this was costly and time-consuming. In this paper, in order to overcome these problems, we compared the experimental results to the finite element analysis for extrusion behaviors of rapidly solidified Al-Si-Fe alloys. This ingormation is expected to assist in improving rapidly solidified Al-Si alloys extrusion operations.