• 제목/요약/키워드: 박벽보

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박벽 공간 보-기둥과 뼈대구조의 자유진동 및 안정성 해석을 위한 일반이론 (General Theory for Free Vibration and Stability Analysis of Thin-walled Space Beam-Columns and Frames)

  • 김성보;구봉근;한상훈
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.239-246
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    • 1997
  • The general formulation of free vibration and stability analysis of unsymmetric thin-walled space frames and beam-columns is presented. The kinetic and total potential energy is derived by applying the extended virtual work principle, introducing displacement parameters defined at the arbitrarily chosen axis and including second order terms of finite semitangential rotations. In formulating the finite element procedure, cubic Hermitian polynomials are utilized as shape functions of the two node space frame element. Mass, elastic stiffness, and geometric stiffness matrices for the unsymmetric thin-walled section are evaluated. In order to illustrate the accuracy and practical usefulness of this formulation, finite element solutions for the free vibration and stability problems of thin-walled beam-columns and space frames are presented and compared with available solutions.

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축하중을 받는 비대칭 박벽 곡선보의 엄밀한 동적강도행렬 (Exact Dynamic Stiffness Matrix of Nonsymmetric Thin-walled Curved Beams Subjected to Axial Forces)

  • 윤희택;박영곤;김문영
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.906-915
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    • 2004
  • Derivation procedures of exact dynamic stiffness matrices of thin-walled curved beams subjected to axial forces are rigorously presented for the spatial free vibration analysis. An exact dynamic stiffness matrix is established from governing equations for a uniform curved beam element with nonsymmetric thin-walled cross section. Firstly this numerical technique is accomplished via a generalized linear eigenvalue problem by introducing 14 displacement parameters and a system of linear algebraic equations with complex matrices. Thus, displacement functions of dispalcement parameters are exactly derived and finally exact stiffness matrices are determined using clement force-displacement relationships. The natural frequencies of the nonsymmetric thin-walled curved beam are evaluated and compared with analytical solutions or results by ABAQUS's shell elements in order to demonstrate the validity of this study.

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비대칭 박벽 탄성 곡선보의 엄밀한 정적 요소강도행렬 (Exact Static Element Stiffness Matrix of Nonsymmetric Thin-walled Elastic Curved Beams)

  • 윤희택;김문영;김용기
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1165-1170
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    • 2005
  • In order to perform the spatial buckling analysis of the curved beam element with nonsymmetric thin-walled cross section, exact static stiffness matrices are evaluated using equilibrium equations and force-deformation relations. Contrary to evaluation procedures of dynamic stiffness matrices, 14 displacement parameters are introduced when transforming the four order simultaneous differential equations to the first order differential equations and 2 displacement parameters among these displacements are integrated in advance. Thus non-homogeneous simultaneous differential equations are obtained with respect to the remaining 8 displacement parameters. For general solution of these equations, the method of undetermined parameters is applied and a generalized linear eigenvalue problem and a system of linear algebraic equations with complex matrices are solved with respect to 12 displacement parameters. Resultantly displacement functions are exactly derived and exact static stiffness matrices are determined using member force-displacement relations. The buckling loads are evaluated and compared with analytic solutions or results by ABAQUS's shell element.

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박벽 곡선보의 엄밀한 탄성요소강도행렬 (Exact Elastic Element Stiffness Matrix of Thin-Walled Curved Beam)

  • 김남일;윤희택;이병주;김문영
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.385-392
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    • 2002
  • Derivation procedures of exact elastic element stiffness matrix of thin-walled curved beams are rigorously presented for the static analysis. An exact elastic element stiffness matrix is established from governing equations for a uniform curved beam element with nonsymmetric thin-walled cross section. First this numerical technique is accomplished via a generalized linear eigenvalue problem by introducing 14 displacement parameters and a system of linear algebraic equations with complex matrices. Thus, the displacement functions of displacement parameters are exactly derived and finally exact stiffness matrices are determined using member force-displacement relationships. The displacement and normal stress of the section are evaluated and compared with thin-walled straight and curved beam element or results of the analysis using shell elements for the thin-walled curved beam structure in order to demonstrate the validity of this study.

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박벽 복합재료 보의 횡-비틀림 좌굴 해석 (Lateral-torsional buckling analysis of thin-walled composite beam)

  • 김영빈;이재홍
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.489-496
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    • 2002
  • The lateral buckling of a laminated composite beam is studied. A general analytical model applicable to the lateral buckling of a composite beam subjected to various types of loadings is derived. This model is based on the classical lamination theory, and accounts for the material coupling for arbitrary laminate stacking sequence configuration and various boundary conditions. The effects of the location of applied loading on the buckling capacity are also included in the analysis. A displace-based one-dimensional finite element model is developed to predict critical loads and corresponding buckling modes for a thin-walled composite beam with arbitrary boundary conditions. Numerical results are obtained for thin-walled composites under central point load, uniformly distributed load, and pure bending with angle-ply and laminates. The effects of fiber orientation location of applied load, and types of loads on the critical buckling loads are parametrically studied.

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경량화 알루미늄-GFRP 혼성 사각관 보의 굽힘성능 및 붕괴 메커니즘 (Bending Performances and Collapse Mechanisms of Light-weight Aluminum-GERP Hybrid Square Tube Beams)

  • 이성혁;김형진;장영욱;최낙삼
    • Composites Research
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    • 제20권3호
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    • pp.8-16
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    • 2007
  • 자동차 충돌이나 전복사고에 있어서 부재들의 변형은 축방향 압축붕괴와 함께 굽힘붕괴가 혼합된 변형양상을 보여주고 있으며, 자동차에 사용되는 대부분의 박벽관 부재는 굽힘붕괴가 주된 붕괴형태로 나타나고 있다. 하지만 혼성 사각관의 굽힘붕괴에 대한 연구는 축방향 붕괴의 연구에 비해 많이 부족한 현실이다. 본 논문에서는 알루미늄-복합재료 혼성 사각관의 굽힘 붕괴 거동 및 에너지 흡수 특성을 실험적 방법으로 연구하여 경량화 구조부재로서의 적용가능성을 조사하였다. 접착필름 살입형 경화법으로 제작된 알루미늄-복합재료 혼성 사각관 보에 대해 복합 재료 층의 적층두께와 적층 각에 따른 굽힘 성능을 평가하였다. 본 혼성 사각관 보는 복합재료만으로 구성된 사각관 보에서 발생할 수 있는 불안정한 붕괴모드를 안정적인 붕괴로 전환시키면서, 단순 알루미늄 사각관에 비해 에너지 흡수 능력이 향상되었고, 특히 $[0^{\circ}/90^{\circ}]s$를 적층한 혼성 사각관의 경우 벽두께 1mm인 알루미늄 사각관 시험편과 비교하여 흡수에너지가 1.78배 증가하였고 단위무게당 흡수에너지는 1.29배로 증가함을 보였다.

1주기 수확을 끝낸 팽이버섯(Flammulina velutipes) 재래용 톱밥배지 분해의 현미경적 특징 (Microscopical Characteristics of Softwood Sawdusts Cultivated with Enokitake (Flammulina velutipes))

  • 이광호;김윤수;이성진;채정기
    • 한국자원식물학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.102-107
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    • 2001
  • 팽이버섯 1주기를 수확한 폐배지 톱밥을 버섯재배 용으로 재활용 할 수 있는지를 알아보고자 팽이버섯을 재배한 침엽수재 의 톱밥을 현미경적 관찰을 통해 그 분해정도와 분해양태를 파악하였다. 아울러 팽이버섯 재배에 사용된 톱밥의 수종 식별도 실시하였다. 팽이버섯 재배용으로 사용된 톱밥의 수종은 대부분 소나무속 경송류로 식별되었고 극히 일부만 미송 (Douglas-fir)톱밥이 존재하였다. 팽이버섯 1주기를 수확한 폐배지 소나무 톱밥에는 균사에 노출된 부분과 방사조직에서 균사의 밀도가 높게 나타났다. 팽이버섯균의 공격을 받은 세 포벽은 박벽화현상과 침식현상을 보였으나, 이 같은 부후양태를 보인 세포벽은 극히 일부에 지나지 않았다. 이상의 현미경 관찰결과 팽이버섯을 1주기 수확한 소나무 톱밥은 버섯재배용으로 재활용하기에 충분한 세포벽 물질을 보유하고 있는 것으로 나타났다.

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능동 비틀림 제어기법을 이용한 복합재료 로터 블레이드의 진동 억제 (Vibration Reduction of Composite Helicopter Blades using Active Twist Control Concept)

  • ;유영현;정성남
    • 한국항공우주학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.139-146
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    • 2009
  • 능동 비틀림 제어기법을 이용한 복합재료 로터 블레이드의 헬리콥터 진동억제에 대한 수치연구를 수행하였다. 허브에 작용하는 진동하중 억제를 위해 복합재료 블레이드의 탄성 연계와 함께 압전 소재의 전단변형 메커니즘을 이용하였다. 로터 블레이드는 표면에 압전 작동기를 부착한 박벽 상자형 단면을 갖는 복합재료 보로 모델링하였다. 회전익에 대한 지배 운동방정식은 Hamilton 원리를 이용하여 구성하였고, 공력하중은 자유후류모델을 포함하는 비정상 공력 이론을 이용하여 구했다. 다양한 탄성연계 적층과 능동 작동기를 부착한 복합재료 블레이드에 대해 허브진동 하중 특성을 고찰하였다. 수치해석 결과 최적 제어 알고리듬을 적용하여 $N_b$/rev 진동하중을 대폭 줄일 수 있음을 보였다.

말굽버섯균의 생리적 특성과 부후특성 (The physiological and degradational characteristics of Fomers fomentarius)

  • 김유이;채정기
    • 한국버섯학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.200-206
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    • 2004
  • 말굽버섯의 기초적인 자료를 연구함으로써 앞으로 있을 인공재배 및 균사체 대량증식법 등의 연구에 있어서 기초가 되고자 연구한 결과는 다음과 같다. 1. 본 연구에서 사용한 말구버섯균은 Czapek dox 배지에서 $0.0803mg/50m{\ell}$으로 균사생육이 가장 우수하였으며, Hennergers, Lilly, Glucose peptone, Glucose trypeptone 배지 순으로 양호한 균사생육을 보였다. Semisynthetic과 MCM 배지는 균사생육이 저조하였다. 2. 균사생육 적정온도 선발 실험에서, 배양온도 중 $15{\sim}30^{\circ}C$에서 균사생육을 보였으며, $35^{\circ}C$에서는 생육이 정지하였다. $25^{\circ}C$(5.3mm/day)에서 $30^{\circ}C$(9.4mm/day) 사이가 배양적온으로 나타났다. 3. 배지 산도가 pH 4.0에서 균체량이 0.135mg/18days으로 가장 우수한 균사생육을 보였으며, 배지의 산도가 중성에 가까워지면서 균사생육이 저조하였다. 4. 영양원 첨가에 따른 균사생육 실험에서, lactose 첨가배지에서 $0.225mg/50{\ell}$, galactose 첨가배지에서 $0.213mg/50{\ell}$의 균체량으로 우수한 균사생육을 보였으며, 질소원의 경우 glutamic acid를 첨가한 경우 $0.208mg/50{\ell}$의 균체량으로 가장 우수한 균사생육을 보였다. 5. 톱밥수종 선발 실험에서 상수리나무 톱밥배지와 아카시나무톱밥에서 양호한 균사생육을 보였다. 6. 부후 전 후의 건중량을 비교한 결과, 17.4%의 중량 감소율을 보였다. 7. 부후 전 후 배지의 pH 변화를 조사한 결과 부후전 pH6.07의 배지산도가 부후가 완료된 후 pH5.43으로 산성화되었다. 8. 부후 전 후 배지의 WEC를 조사한 결과 부후전에 12.98%의 추출을 보이고, 부후후에는 15.216%의 추출물을 얻었다. 9. Bavendamm 반응에서 배지의 재색이 암갈색으로 변하는 양성 반응을 보여 백색부후균임이 확인되었다. 10. 목섬유 세포벽의 침식과 박벽화가 관찰 되었다. 균사의 밀도는 방사조직에 높게 나타났고, 일부 목섬유에서도 높게 나타났다. 축방향유세포와 도관의 벽공이 심하게 부후되었다.

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프리스트레스트 H형강 거더의 비선형 거동에 대한 실험적 및 이론적 연구 (Experimental and Analytical Studies on the Non-Linear behaviors of Pre-Stressed Steel H-Beams)

  • 김문영;김낙경;오용환
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권6호
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    • pp.359-366
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    • 2019
  • PS 강거더의 비선형, 비탄성 거동에 대한 편향부 효과를 조사하기 위하여 PS 시스템의 거동특성에 대한 실험적 및 이론적 연구를 수행한다. 이를 위하여 H빔, 편심을 갖는 직선 케이블, 정착부, 그리고 편향부를 갖는 4개의 시험체를 제작하여 2점 하중에 의한 파괴거동시험을 수행한다. 또한, 편향부가 없는 경우와 등간격으로 3개의 편향부가 설치된 경우의 PS 시스템에 대하여 면내 변형이론을 새로이 정식화하고 symbolic 연산을 수행할 수 있는 메스메티카를 이용하여 비선형해를 구한다. 실험 및 이론적 연구의 타당성을 검증하기 위하여 박벽보요소, 강성이 매우 큰 보요소, 그리고 케이블-트러스요소로 구성되는 유한요소모델을 구축하고 비탄성해석을 수행하여 그 결과를 실험결과 및 해석해와 비교한다. 결과적으로 외부에 설치된 비부착 편향부로 인하여 H빔의 횡변위가 강하게 구속되어 PS 시스템의 강성 및 파괴강도는 편향부가 없는 경우와 비교할 때 크게 증가한다.