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최근 복합재료는 향상된 성능, 내구성 및 여러 특정 요구성능에 대한 설계 유연성으로 인해 다양한 분야에서 활발히 활용되고 있다. 컴퓨터 성능이 발달함에 따라, 복합재료의 복잡한 거동에 대한 정확도 높은 모델 역시 함께 연구되고 있으며, 이로 인해 가상시험이 복합재료 거동에 대한 실험을 대체하거나 보충하는데 중요한 역할을 하고 있다. 본 논문에서는 나노수준부터 구조물 단위까지 이르는 다양한 length scale의 homogenization을 통한 멀티스케일 모델링에 대한 문헌을 분석하였다. 또한, 콘크리트 거동 연구에 대한 통합모델의 특징을 다루었으며, 가상 시험기계에 대한 최근 연구동향 및 전망에 대하여 다루었다.

Recently composite materials have dominated most engineering fields, owing to their better performance, increased durability and flexibility to be customized and designed for a specific required property. This has given them unprecedented superiority over conventional materials. With the help of the ever increasing computational capabilities of computers, researchers have been trying to develop accurate material models for the complex and integrated properties of these composites. This has led to advances in virtual testing of composite materials as a supplement or a possible replacement of laboratory experiments to predict the properties and responses of composite materials and structures. This paper presents a review on the complex multi-scale modelling framework of the virtual testing machines, which involve computational mechanics at various length-scales starting with nano-mechanics and ending in structure level computational mechanics, with a homogenization technique used to link the different length scales. In addition, the paper presents the features of some of the biggest integrated virtual testing machines developed for study of concrete, including a multiscale modeling scheme for the simulation of the constitutive properties of nanocomposites. Finally, the current challenges and future development potentials for virtual test machines are discussed.

권호기사

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기사명 저자명 페이지 원문 목차
폴리머 폼의 비선형 인장거동을 모사하기 위한 기공이 고려된 손상 탄성 구성방정식 = Elastic-Damage Constitutive Model for Nonlinear Tensile Behavior of Polymeric Foam 권순범, 이제명 p.191-197

Multiscale Virtual Testing Machines of Concrete and Other Composite Materials = 콘크리트 및 복합재료용 멀티스케일 가상 시험기계에 관한 소고 : A Review Bezawit F. Haile, S.M. Park, B.J. Yang, H.K. Lee p.173-181

범용유한요소해석 프로그램의 확장유한요소법 성능 검증을 위한 2차원 모델 해석 = Two-Dimensional Model Analysis for Extended Finite Element Method (XFEM) Verification of General Purpose Finite Element Analysis Program 이영환, 김동환, 박재균 p.199-206

매개변수 연구 기법을 이용한 DVR 내부 방열 유동제어 구조물의 형상 설계 = Shape Design of Heat Dissipating Flow Control Structure Within a DVR using Parametric Study 정병윤, 이경훈, 박순옥, 유정훈 p.165-171

기하학적 정밀 보 이론 및 SQP 기법에 의한 인간동력항공기 Main Spar 단면 설계 최적화 연구 = Cross-sectional Optimization of a Human-Powered Aircraft Main Spar using SQP and Geometrically Exact Beam Model 강승훈, 임병욱, 조해성, 신상준 p.183-190

Kinect(RGB-Depth Camera)를 활용한 실내 공간 정보 모델(BIM) 획득 = Microsoft Kinect-based Indoor Building Information Model Acquisition 김준희, 유세웅, 민경원 p.207-213

참고문헌 (35건) : 자료제공( 네이버학술정보 )

참고문헌 목록에 대한 테이블로 번호, 참고문헌, 국회도서관 소장유무로 구성되어 있습니다.
번호 참고문헌 국회도서관 소장유무
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2 A virtual test facility for simulating the dynamic response of materials 네이버 미소장
3 Virtual testing of composites: Imposing periodic boundary conditions on general finite element meshes 네이버 미소장
4 Three‐Dimensional Computer Simulation of Portland Cement Hydration and Microstructure Development 네이버 미소장
5 Bernard, O., Ulm, F., Lemarchand, E. (2003) A Multiscale Micromechanics-Hydration Model for the Early-age Elastic Properties of Cement-Based Materials, Cement & Concr. Res., 33(9), pp.1293-1309. 미소장
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9 Homogenization Techniques and Micromechanics. A Survey and Perspectives 네이버 미소장
10 Smart and designer structural material systems 네이버 미소장
11 Cox, B., Yang, Q. (2006) In Quest of Virtual Tests for Structural Composites, Sci., 314(5802), pp.1102-1107. 미소장
12 Deiterding, R. Radovitzky, R. Mauch, S.P., Noels, L, Cummings, J.C., Meiron, D.I (2006) A Virtual Test Facility for the Efficient Simulation of Solid Material Response under Strong Shock and Detonation Wave Loading, Eng. Comput., 22(3-4) pp.325-347. 미소장
13 Virtual fracture testing of composites: A computational micromechanics approach 네이버 미소장
14 Ha, S.K., Yang, B.J., Lee, H.K., (2009) Finite Element Analysis for Evaluating the Performance of RC Beams Strengthened with SFRP Coating, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 22(6), pp.579-585. 미소장
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16 Ishida, T., Tsuchiya, S., Chaube, R.P. (2005) "DUCOM DEMO" (August 2, 2017) Retrieved from http://concrete.t.u-tokyo.ac.jp/en/demos/ducom/. 미소장
17 Simulation of Microstructure Development During the Hydration of a Cement Compound 네이버 미소장
18 Experimental trends in polymer nanocomposites-a review 네이버 미소장
19 Multi-level modeling of effective elastic behavior and progressive weakened interface in particulate composites 네이버 미소장
20 A computational approach to the investigation of impact damage evolution in discontinuously reinforced fiber composites 네이버 미소장
21 Micromechanics-based constitutive modeling for unidirectional laminated composites 네이버 미소장
22 Multiscale modeling of composite materials: a roadmap towards virtual testing. 네이버 미소장
23 Multi-scale Modeling of Concrete Performance:Integrated Material and Structural Mechanics 네이버 미소장
24 Concrete: A three phase material 네이버 미소장
25 Research directions in computational mechanics 네이버 미소장
26 Oden, J.T., Prudhomme, S., Romkes, A., Bauman, P.T. (2006) Multiscale Modeling of Physical Phenomena: Adaptive Control of Models, SIAM J. Scien. Comput., 28(6), pp.2359-2389. 미소장
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28 Okereke, M.I., Akpoyomare, A.I. (2013) A virtual Framework for Prediction of Full-Field Elastic Response of Unidirectional Composites, Comput. Mater. Sci., 70, pp.82-99. 미소장
29 Virtual testing of advanced composites, cellular materials and biomaterials: A review 네이버 미소장
30 Qu, J., Cherkaoui, M. (2006) Fundamentals of Micromechanics of Solids, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., Hoboken. 미소장
31 Simulation and analysis of composite structures 네이버 미소장
32 Yang, B.J., Ha, S.K., Lee, H.K. (2012) Micromechanics-based Analysis on Tensile behavior of the Sprayed FRP Composites with Chopped Glass Fibers, J. Comput. Struct. Eng. Inst. Korea, 25(3), pp.211-217. 미소장
33 Elastoplastic modeling of polymeric composites containing randomly located nanoparticles with an interface effect 네이버 미소장
34 Yang, B.J., Shin, H., Lee, H.K., Kim, H. (2013) A Combined Molecular Dynamics / Micromechanics / Finite Element Approach for Multiscale Constitutive Modeling of Nanocomposites with Interface Effects, App. Phys. Lett., 103(24), 241903. 미소장
35 Numerical Simulation of the Tensile Modulus of Nanoclay-Filled Polymer Composites 네이버 미소장

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