• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.31 no.4
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• pp.183-190
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• 2018

This paper presents optimization of the main spar of Human-Powered Aircraft (HPA) wing. Mass minimization was attempted, while considering large torsional deformation of the beam. Sequential Quadratic Programming (SQP) method was adopted as a relevant tool to conduct structural optimization algorithm. An inner diameter and ply thicknesses of the main spar were selected as the design variables. The objective function includes factors such as mass minimization, constant tip bending displacement, and constant tip twist of the beam. For estimation of bending and torsional deformation, the geometrically exact beam model, which is appropriate for large deflection, was adopted. Properties of the cross sectional area which the geometrically exact beam model requires were obtained by Variational Asymptotic Beam Sectional Analysis (VABS), which is a cross sectional analysis program. As a result, maintaining tip bending displacement and tip twist within 1.45%, optimal design that accomplished 7.88% of the mass reduction was acquired. By the stress and strain recovery, structural integrity of the optimal design and validity of the present optimization procedure were authenticated.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.10-13
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• 2011

내진설계의 기본 개념은 보를 기둥보다 약하게 설계하여 보에 소성힌지를 발생시켜 구조물 전체의 큰 변형을 방지하는 것이다. ACI 352R-02에서는 지역의 지진특성에 따라서 접합부의 상세 설계법을 구분하여 적용한다. 하지만 보와 접합부의 내력 차이가 상대적으로 작게 설계된 구조물의 경우 탄성 범위를 유지해야 하는 경우의 접합부에도 파괴가 발생할 가능성이 있다. 횡하중이 작용할 때 접합부 내부는 전단력의 지배를 받게 되고, 전단내력과 부착내력에 따라서 파괴모드가 결정된다. 본 논문에서는 양방향 반복하중이 작용하는 10개의 보-기둥 접합부를 통해서 접합부와 인접보의 전단내력 차이에 따라서 발생하는 파괴모드를 관찰하고 접합부 내의 전단내력 및 부착내력의 감소로 인해 발생하는 부재의 연성에 대해서 관찰하였다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2000.04b
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• pp.625-627
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• 2000

최근 실시간 가상 인물 애니메이션 시스템이 활발하게 보급되면서 피부모양을 자연스럽게 유지하면서도 고속으로 동작할 수 있는 인체 변형 방법이 요구되고 있다. 본 논문은 가상 인물을 구성하는 메쉬의 정점들을 회전 연산만으로 이동시켜 실시간에 인체를 변형하는 모델을 제안한다. 인체 변형의 처리과정으로 드로니 삼각화를 이용하여 각 정점의 회전 기준이 될 관절을 찾는 방법을 제시하고, 사원수 형태로 입력된 동작을 회전축의 방향에 따라 분해한 후 각 정점에 차등적으로 적용하여 피부를 자연스럽게 변형할 수 있음을 보인다.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2002.10d
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• pp.409-411
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• 2002

컴퓨터상의 물체들을 사용자가 원하는 형태로 변형시켜주는 것은 그래픽스에서 흥미로운 과제이다. 본 논문에서는 사용자의 입력에 따라 자연스러운 변형을 보여주는 방법을 제시한다. 단지 컴퓨터 상에서 물체들의 물리적인 성질만 주어진다면, 물리기반 모델링을 이용해서 어떤 물체들에 대해서도 변형에 대한 동작이 가능하다. 본 논문에서 제시한 개선된 변형 모델은 컴퓨터 게임이나 시뮬레이션등에 널리 사용될 수 있을 것이다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.16 no.5 s.72
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• pp.695-703
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• 2004

In this paper, the results of monotonic loading analysis with four steel models and one composite model were shown. The effect that moment transfer efficiency of a web and strain concentration at a steel beam-to-column connections was investigated. Analysis results showed that the moment transfer efficiency of the analytical model with box-column was poor when comparing to model with H-column due to out-of-plane deformation of the box-column flange. The presence of scallop, thin plate of box column and floor slabs was also a reason of the decrease of moment transfer efficiency, which would result in a potential fracture of the steel beam-to-column connections. Analytical results were compared with experimental results based on previous test. As a result, the deformation capacity of connections with a box-column or a floor slab decreased due to the poor moment transfer efficiency and the strain concentration of beam flange in the vicinity of the steel beam-to-column connections based on the experimental data.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.16 no.1
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• pp.99-109
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• 2012

This study aimed to develop a Structural Health Monitoring System for steel beams in the manner of suggesting and verifying a theoretical formula for displacement estimation using strain gauges, and estimating the loading points and magnitude. According to the results of this study, it was found that when a load of 160kN (56% of the yield load) was applied, the error rate of the deflection obtained with a strain gauge at the point of maximum deflection compared to the deflection measured with a displacement meter was within 2%, and that the estimates of the magnitude and points of load application also showed the error rate of not more than 1%. This suggests that the displacement and load of steel beams can be measured with strain gauges and further, it will enable more cost-effective sensor designing without displacement meter or load cell. The Structural Health Monitoring System program implemented in Lab VIEW gave graded warnings whenever the measured data exceeds the specified range (strength limit state, serviceability limit state, yield strain), and both the serviceability limit state and strength limit state could be simultaneously monitored with strain gauge alone.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.7 no.4
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• pp.225-233
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• 2003

Recently, the concern for displacement-based design has been increased as a performance based design method in which the deformation capacity of structure becomes so important. In this paper, a process is presented to accurately evaluate the deformation capacity of multistory RC frame structure. In the calculation of drift of frame, the deformation of beam and column as well as the deformation of anchorage and joint are considered. From the comparison between previous test and calculation results, the usefulness of the process is verified. The proposed process is also applied to the multiple story RC frame buildings(5, 10, 15 stories) designed to have strong column-weak beam. The results showed that the deformation capacity of the buildings could be not properly evaluated when deformations of anchorage and joint were ignored.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.16 no.4 s.81
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• pp.70-77
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• 2004

콘크리트 구조물에 대한 많은 기준들의 요건에 따르면, 휨을 받는 철큰 콘크리트(RC) 보의 압축부에서의 응력은 일반적으로 일축의 응력-변형을 관계를 이용하여 계산한다. 이와 같은 접근은 가끔씩 압축력을 받는 콘크리트에서 부서짐이 발성할 때 보의 구조적 거동을 재현하지 못할 수 있다. 결과적으로, RC 구조물의 지지력과 그들의 연성은 근사적으로 평가된다. 본 논문에서는 압축을 받고 있는 콘크리트의 postpeak 거동은 활동면을 이용하여 모델링되었다. 이 활동 면의 모멘트-곡률곡선에서 연화부분에 그 원인이 있다. 제안된 활동현상의 수학적 표현은 압축력을 받는 콘크리트(즉, 연화부분의 거동이 압축영역의 크기와 변형률구배(곡배)에 의존하는)에 있어서 특정한 응력-변형률 관계를 정의하는 것이 얼마나 어려운지를 보여주고 있다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.8 no.4 s.29
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• pp.105-113
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• 1996

본 연구에서는 철골모멘트골조의 패널존변형을 명시적으로 고려한 탄성층 간변위의 근사해석 방법을 제안하였다. 본 방법은 고전적 포탈법의 가정 및 D 치법에 기반한 해석적 접근법이다. 즉 포탈법의 가정에 따라 횡력을 받는 골조를 보-기둥 부분 골조로 분해한 후 대표적 내부 부분골조의 보, 기둥 및 패널존에서 기인하는 모든 횡변위 성분을 해석적으로 계산한다. 이때에 필요한 모든 내력(가령 패널존 전단변형 산정을 위한 보의 불균형모멘트)의 결정에 D 치법을 이용한다. 구조바닥의 강막작용을 고려하면 위의 과정을 통하여 산출된 대표적 내부 부분골조의 횡변위는 전체 골조의 횡변위와 거의 동일할 것으로 기대할 수 있다. 본 방법의 타당성 여부는 반강절 접합요소를 사용한 해석적 엄밀해와 비교하여 검증하였으며 만족스런 결과를 주는 것을 확인하였다. 본 연구의 방법에 의해 컴퓨터해석에 의하지 않고도 철골모멘트골조의 탄성층간변위를 실용성있는 정확도로서 신속하게 산정할 수 있으므로 본 연구의 결과는 예비적 횡강성 평가에 유용하게 사용될 수 있다. 또한 본 방법의 적용과정에서 해석자는 철골모멘트골조의 횡변위 기동에 관한 물리적 감각을 증진시킬 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2002.04a
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• pp.512-519
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• 2002

본 연구에서는 임의의 형상의 다중세포 단면을 갖는 복합재료 블레이드에 대한 유한요소 구조해석을 수행하였다. 보 해석 모델은 구조연성 효과와 단면 벽의 두께, 횡 전단변형, 비틀림과 연관된 워핑 및 워핑구속효과 등을 고려하고 있다. 블레이드 힘-변위 관계식은 Reissner의 반복족에너지 함수를 이용한 혼합이론을 적용하여 유도하였다. 이 관계식은 굽힘 및 전단에 대해서는 Timoshenko 보의 형태로 그리고 비틀림 변형은 Vlasov 이론으로 근사하고 있다. 결과적인 [7×7] 구조강성 행렬은 전단변형 및 전단강성계수들을 특이한 가정에 의존하지 않고도 해석적으로 기술하고 있다. 본 정식화 과정을 통해서 구한 보 이론을 이중세포로 구성된 에어포일 형상의 복합재료 블레이드에 적용하였으며, 기존의 실험 연구 및 다차원 유한요소해석 결과들과 비교 연구를 수행하여 본 해석모델의 타당성을 보이고자 하였다.