• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.53-61
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• 2006

본 연구에서는 임의의 반복하중 작용시 강구조물에 발생하는 대변형 및 반복소성거동을 정확히 예측하기 위하여 유한변위이론과 반복소성이력모델을 적용한 3차원 탄소성 유한요소 해석기법을 개발하였다. 반복소성이력모델은 강재의 단조재하실험 및 반복하중실험 결과에 기초하여 정식화되었다. 개발된 해석기법의 정도는 Bilinear모델 및 미소변위이론을 적용한 해석기법 및 실험결과와 비교하여 검증하였다. 본 연구에서 개발한 유한변위이론과 반복소성이력모델을 적용한 3차원 유한요소 해석기법이 임의의 반복하중을 받는 원형강교각의 대변형 및 반복소성거동을 정확히 예측할 수 있음을 알 수 있었다.

• 기계저널
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• 제16권4호
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• pp.49-54
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• 1976

유한요소법이 처음 연구되기 시작할 때는 변위를 가변수로 하는 매트ㄹ스 변위법(Matrix Displacement Method) 과 외력을 자변수로 하는 매트ㄹ스 힘 방법(Matrix Force Method)외 두 길로 발전되어 갔었으나 경계 조건의 적용과 매트ㄹ스 분활(Partitioning)에 있어서 후자의 방법이 많은 번거로움을 갖는다는 것이 인정되어 오늘날은 전자의 방법 만이 사용되는 형편이다. 본 해 설에서는 유한요소의 기본성질을 모두 가지면서도 제일 간단한 보유한요소(Beam Finite Element )를 예로 다루며 유한 요소법의 기본이론과 응용방법을 설명코저 한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.63-66
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• 2011

유연도법 기반의 공식화에서는 변위영역의 형상함수를 라그랑지언(Lagrangian)보간법에 의한 곡률로부터 횡방향 변위를 유도한다. 곡률변위보간법으로 유도한 매트릭스를 사용한 기하학적 비선형 해석방법과 강성도법을 기반으로 한 비선형 기존의 유한요소 해석 프로그램의 결과를 비교하여 적용이 가능함을 확인하였고, Spacone의 이론을 확장시켜 기하학적 비선형 거동을 예측할 수 있는 유연도법의 알고리즘을 제안하였다. 예제를 통하여 실제 문제에 대한 기하학적 비선형 해석을 수행하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.205-216
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• 1997

구속된 ?(restrained warping)효과를 고려하는 박벽 공간뼈대구조의 횡후좌굴거동을 조사하기 위하여 기하학적 비선형 유한요소이론 및 해석법을 제시한다. 가상일의 원리를 이용하여 대변형효과를 고려한 3차원 연속체의 평형방정식으로부터, 구속된 ?효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항의 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 박벽 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 박벽 공간뼈대구조를 유한요소로 나누고 변위장을 요소변위에 관한 Hermitian 다항식으로 나타내어 이를 평형방정식에 대입함으로써 접선강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다. 박벽 공간뼈대구조의 횡-비틂좌굴 및 후좌굴 거동에 대한 예제들을 통하여 본 연구에 대한 해석결과와 문헌의 결과를 비교 검토함으로써 본 연구에서 제시된 이론 및 해석방법의 정당성을 입증한다.

• 전산구조공학
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• 제10권1호
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• pp.201-211
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• 1997

공간뼈대의 구조에 대하여 기하학적 비선형성이 고려될 수 있는 유한요소이론 및 해석법을 제시한다. 이를 위하여 가상일의 원리를 이용하여 대변형효과를 고려한 3차원 연소체의 평형방정식으로부터, 구속된(restrained warping)효과를 무시하고 유한한 회전각의 2차항의 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 공간뼈대구조를 유한요소로 나누어 요소의 변위장을 요소변위 벡터에 관한 Hermitian다항식으로 나타내고 이를 평형방정식에 대입함으로써 탄성 및 가하학적인 강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian co-rotational formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다. 공간뼈대구조의 횡-비틂좌굴 및 후좌굴 거동에 대한 예제들을 통하여 본 연구에 대한 해석결과와 문헌의 결과를 비교 검토함으로써 본 연구에서 제시된 이론 및 해석방법의 정당성을 입증한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.45-54
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• 2004

최근 강구조물의 장경간화 및 고층화로 인하여 고강도강재의 사용이 점차 증가하고 있다. 고강도강재(POSTEN60, POSTEN80)가 적용된 강구조물의 정확한 내진설계를 위해서는 반복하중 작용시 발생하는 대변형 및 비선형반복거동을 구현할 수 있는 해석기법이 필요하다. 본 연구에서는 고강도강재의 단조재하실험 및 반복하중실험을 기초하여 반복소성모델을 제안하였다. 제안된 소성모델과 유한변위이론을 적용한 3차원 탄소성 유한변위해석기법을 개발하였으며 이를 실험값과 비교하여 검증하였다. 검증된 3차원 탄소성 유한변위해석을 이용하여 고강도 원형강교각의 내진해석을 수행하였다. 또한, 고강도 원형강교각의 지름-두께비에 따른 내진성능을 명확히 하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제14권6호
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• pp.64-73
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• 1997

솔리드 모델러, 자동요소분할 기법, 4면체 특이요소, 응력확대계수의 해석 기능을 통합하여, 3차원 균열의 응력확대계수를 효율적으로 해석할 수 있는 시스템을 개발하였다. 균열을 포함하는 기하모델을 CAD 시스템을 이용하여 정의하고, 경계조건과 재료 물성치 및 절점밀도 분포를 기하모델에 직접 지정함으로써, 퍼지이론 에 의한 절점발생과 데로우니 삼각화법에 의한 요소가 자동으로 생성된다. 특히, 균열 근방에는 4면체 2차 특이요소를 생성시켰으며, 유한요소 해석을 위한 입력 데이터가 자동으로 작성되어 해석코드에 의한 응력 해석이 수행된다. 해석 후, 출력되는 변위를 이용하여 변위외삽법에 의한 응력확대계수가 자동적으로 계산되어 진다. 본 시스템의 효용성을 확인하기 위해, 인장력을 받는 평판내의 표면균열에 대해 해석하여 보았다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.107-115
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• 1985

초기(初期)처짐을 가지는 평판(平板)이 일보면내압축하중(一輔面內壓縮荷重)을 받을 때의 거동을 살피기 위하여 새로운 변위함수(變位凾數)를 도입(導入)한 유한대판법(有限帶板法)을 정식화(正式化)하고, 이 이론(理論)에 따라 컴퓨터 프로그램을 편성(編成)하여 여러 경우에 대한 평판(平板)의 거동을 계산(計算)하고 이미 발표된 결과(結果)와 비교해 보았는데 그 요점은 다음과 같다. 1. Curvature effect를 고려하여 면외변위(面外變位)함수로부터 유도한 식을 참고로 하여 새로운 면내변위(面內變位) 함수를 가정하고 이것을 대판요소(帶板要素)의 변위(變位)함수로 사용한 유한대판법(有限帶板法)을 안식화(定式化)하였다. 2. 위에서 안식화(定式化)한 유한대판법(有限帶板法)에 따라 편성(編成)한 프로그램을 써서 수치해석한 결과 변위증분방식(變位增分方式)이 하중증분방식(荷重增分方式)보다 수렴이 빨랐다. 3. 일축압축(一軸壓縮)을 받는 평판(平板)을 여려 경우에 대해 위의방법으로 해석한 결과는 해석적(解析的) 방법(方法)이나 Crisfield(D)에 의(依)한 유한요소법(有限要素法)으로 얻어진 결과와 잘일치 하였다. 따라서 위의 방법은 평판의 비선형해석을 위한 하나의 유용한 방법으로 생각된다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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• pp.512-515
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• 2011

터널 해석은 주로 지표침하와 터널 라이닝 내 단면력 산정에 초점이 맞춰지며 이는 시공단계를 고려한 3차원 수치해석 모델을 이용해 결정할 수 있다. 수치해석 시 shield는 응력 제어, shell element로 모델링하는 방법 등으로 모사될 수 있다. 한편 변위 제어를 통한 쉴드 모사는 shield를 적절한 경계조건으로 처리함으로서, 다른 shield 모사 방법에 비해 모델링 작업을 간소화하고 해석의 효율성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 변위 제어에 의한 shield 모사를 위한 적정 경계조건을 제안한다. 이를 위해 시공단계가 고려된 유한요소해석을 사용하여, 쉴드 및 굴착면에서의 경계조건 변화와 이에 따른 지표침하 관측 수행하였다. 제안된 shield 변위 제어로부터 얻어진 해석결과를 이론적인 해와 비교함으로서, 제시된 shield 모델링 방법의 적정성과 지반 거동 변화를 평가하고자 한다. 해석 결과는 지반 모델의 지표침하를 기준으로 관찰되었으며, 변위제어에 의한 결과와 요소에 의한 모델링 결과가 유사하게 얻어짐을 보여준다. 또한 변위제어의 쉴드 모사에서 회전 구속보다 변위 구속 조건에 지배적으로 영향을 받음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.487-496
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• 1985

회전하는 축대칭 얇은 셸구조물의 진동 특성을 유한요소법에 의하여 해석하였다. 2개의 절점을 가진 Conical Frustrm 형태의 축대칭 요소를 사용하였으며 원주방향의 변위는 Fourier Series로 분해하여서 방정식의 수를 상당히 줄일 수 있었다. Sanders-Koiter의 셸이론을 사용하였으며 진 동 모우드는 회전의 영향을 설명하기 위하여 대칭 및 비대칭 모우드를 모두 고려하였다. Coriolis 행렬을 포함하는 운동방정식에서 고유 진동수를 계산하기 위해서 질량, 강성 및 Coriolis 행렬로 이루어지는 Hermitian 행렬의 Sturm Sequence Property를 이용하였으며, 좁은 밴드를 갖는 대형 행렬에 알맞는 Determinant Search 방법을 확장하여 고유진동수 및 벡터를 구하였다. 원통형 셸에 대하여 정지한 경우 계산한 고유진동수를 실험치 및 이론치와 비교한 결과 잘 일치됨을 알 수 있었다. 여러 가지 회전 속도에 대해서 얻어진 고유진동스를 이론치와 비교한 결과 잘 일치 됨을 알 수 있어\ulcorner며 회전의 영향으로 traveling wave진동의 현상이 나타남을 알 수 있었다.