• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.52-60
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• 2017

본 논문은 탄성지반위에 놓인 비국소 자기-전기-탄성 나노 판의 구조안정에 관하여 1차 전단변형이론을 이용하여 분석하였다. 4변이 단순지지된 자기-전기-탄성 나노 판의 좌굴하중을 구하기 위하여 Navier 방법을 적용하였다. 기존의 연구들에서는 2방향 좌굴해석은 거의 연구되지 않았다. Maxwell 방정식과 자기-전기 경계조건에 따라 자기-전기-탄성 나노 판의 두께 방향에 따른 자위 및 전위의 변화가 결정된다. 자기-전기-탄성 나노 판의 탄성이론을 재 공식화하기 위하여 Eringen의 비국소 미분 구성 관계식을 사용하였고 변분이론을 이용하여 비국소 탄성이론의 지배방정식을 연구하였다. 탄성지반의 효과는 Pasternak의 가정을 적용하였다. 비국소 이론과 국소 이론의 관계를 계산 결과를 통하여 분석하였다. 또한, 전위 및 자위의 크기, 비국소 매개변수, 탄성지반 매개변수 그리고 폭-두께 비에 따른 구조적 안정문제를 연구하였다. 분석 결과들은 전위 및 자위의 효과를 나타내었다. 이러한 계산 결과들은 자기-전기-탄성 재료로 구성된 신소재 구조물에 관한 향후 연구의 비교자료가 될 수 있을 것이다.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권8호
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• pp.82-90
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• 2004

등방성의 2차원 단위 셀 형상을 지닌 세 종류의 심재-삼각형 심재, 육각형 심재와 starcell 심재-에 대하여 샌드위치 구조물 내에서의 응용과 관련된 기계적 특성을 연구하였다. 세 종류의 심재에 대하여 축 방향 Young 계수, 전단 계수를 계산하여 비교하고, 심재의 셀 벽을 압축 하중과 전단 하중을 받고 있는 판재로 가정하여 축 방향 압축 좌굴 강도와 전단 좌굴 강도를 산출하였다. 심재의 유연성을 나타내는 평면탄성계수를 비교하고 쌍축 굴곡 실험 (biaxial flexural test)을 실시하여 유연성을 측정하였다. 세 가지 심재 모두 축 방향으로 같은 강성을 가지고 있었으나, 삼각형 심재는 다른 두 종류의 심재에 비하여 낮은 강도를 나타내었고, starcell 심재는 다른 심재들에 비해 월등히 높은 유연성 을 나타내었다. 이러한 유연성은 starcell 심재가 곡면에 적용되는 샌드위치 구조물의 심재로서 응용될 수 있음을 보여주었다.

• 전산구조공학
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• 제11권1호
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• pp.251-259
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• 1998

개구부를 갖는 콘크리트 전단벽을 두께가 얇은 직사각형 평판으로 모델화하였다. 판의 두가지 경계조건에 대한 안정해석 결과를 판좌굴계수 k로 표시하였다. 경계조건이 다른 변수로는 휨으로 인한 힘/연직하중비 .alpha., 수평 전단력/연직하중비 .betha. 및 개구부의 위치 및 크기 변화이다. 유한요소법에 의한 결과를 얻기 위하여 예제의 판을 27*9의 정사각형 요소로 분할하였으며 node에서 3가지 자유도를 갖는 c.deg. 유한요소를 택하였다. 일반적으로 개구부의 크기가 증가함에 따라 판 개구부가 판 중앙에서 자유연(free edge)으로 접근할수록 좌굴계수는 감소하는 현상을 보이고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4A호
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• pp.727-734
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• 2006

강곡선복부판의 전단설계에서 Guide Specifications(AASHTO, 2003)에서는 여전히 후좌굴강도를 반영하고 있지 않다. 그러나 최근 강곡선 복부판의 전단거동에 관한 해석 및 실험연구를 통해서 탄성좌굴 후에 직선교 복부판과 같이 후좌굴강도를 발현하고 있으며, 일반적인 설계범위에서 직선교 복부판과 유사한 크기의 극한전단강도를 나타내고 있는 것으로 조사되었다. 본 연구에서는 강곡선복부판의 극한전단강도를 조사하기 위하여 유한요소해석과 실험연구를 수행하였다. 연구결과를 통해서 일반적으로 설계가 수행되는 기하학적인 범위 내에서 강곡선복부판은 후좌굴강도를 발현하며, 그 크기는 동일한 재료를 적용한 직선복부판과 유사하다는 것을 알 수 있었다. 그러므로 강도한계상태에서 강곡선복부판도 Lee and Yoo(1998)가 제안한 직선복부판의 극한전단강도를 이용하여 설계할 수 있음을 본 연구를 통해서 제안하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권1호
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• pp.49-58
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• 2018

본 연구는 비선형 유한 요소 해석을 통해 제형의 절곡형상 웨브를 갖는 보의 수평패널 길이와 경사패널의 비 ${\beta}$에 따른 전단 거동을 파악하였다. 선행 실험연구 결과를 통해 정확도 높은 해석모델을 검증하였으며, 이를 토대로 ${\beta}$ 및 전단거동에 영향을 미치는 핵심 변수에 대한 변수해석을 실시하였다. 또한 변수해석 결과를 통해 선행연구의 제안식을 평가하였다. 분석결과 Eurocode는 다른 제안식보다 보수적으로 평가하고 있으며, 김영숙의 제안식은 Moon의 제안식에 따라 비탄성 영역에 포함 된 모델만이 경제적인 평가를 하는 것으로 판단된다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권8호
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• pp.56-64
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• 2002

본 연구에서는 다중 적층 구조의 스마트 스킨에 대한 개념 설계, 제작을 하였으며, 압축 실험을 통해 스마트 스킨의 거동 특성을 확인하였다. 상용 유한요소 소프트웨어인 NASTRAN 을 이용한 선형 압축 해석을 통해 스마트 스킨의 층별 응력 분포를 예측하였으며, 최초 파괴층을 예측하였다. 압축 시험과 선형 비선형해석 결과를 비교하여 유한요소 모델의 신뢰도를 검증하였으며, 본 모델을 이용한 설계 인자 해석을 통해 스마트 스킨 설계 자료를 확보하였다. 하니컴 심재의 전단탄성계수가 굽힘 변형과 전단 변형이 동시에 발생하는 스마트 스킨의 좌굴 하중에 큰 영향을 미치는 것을 화인하였다.

• 한국안전학회지
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• 제29권3호
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• pp.64-71
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• 2014

The generalized tangential stiffness matrix of semi-rigid frame element with shear deformations based on Haringx's shear theory is newly derived and compared with the previous study based on Engesser's shear theory. Also, linearized elastic and geometric stiffness matrices are newly presented from the exact tangential stiffness matrix. In oder to obtain the inelastic system buckling load of shear flexible semi-rigid frame structure, the Ef method by tangential modulus theory is adopted and the FE analysis programs are developed. Finally, the shear and semi-rigid effects of system bucking are investigated by two numerical examples.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권1호
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• pp.36-41
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• 2014

부유식 해양구조물은 설계수명동안 파랑에 의한 압축력, 굽힘하중, 전단력 등의 작용으로 인해 좌굴이 발생할 가능성이 높다. 이는 부재의 면내 강성 저하를 유발하여 국부 구조물 뿐만 아니라 전체구조의 최종강도에도 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 부유식 진자형 파력발전장치의 수실부와 감쇠판을 연결하는 원통부재의 최종강도에 대해 조사하였다. 탄성좌굴해석을 통해 얻어진 1차 좌굴모드를 초기처짐으로 가정하여 탄소성대변형해석을 수행하였으며 최종강도 특성을 바탕으로 부유식 파력발전장치의 연결부인 원통부재의 최적설계인자를 도출하였다. 이를 통해, 원통부재의 직경을 크게하거나, 판의 두께를 두껍게 하는 방법과 보강재를 사용하여 단면적을 크게하는 것이 최종강도를 증가시킬 수 있음을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권1호
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• pp.77-85
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• 2003

기존 강상자형 연속교의 단점을 보완하고 보다 경제적인 단면의 설계를 위한 지점 상승 하강 강상자형교는 내측 지점의 부모멘트 구간에 전단 연결재를 설치하고 콘크리트를 충진시켜 단면의 강성을 높이고 지점의 상승 및 하강 과정을 통하여 바닥판 콘크리트에 선압축력을 도입한다. 본 공법을 사용하면 한국도로공사 도로설계실무편람(1996)이 제시한 강상자형교의 설계 및 표준 단면의 형고에 비해 약 12%를 낮출 수 있으므로 형하 공간 확보에 유리하고, 같은 형고를 가지는 경우 상 하 플랜지 두께를 줄여 전체 강재량을 14%가량 감소시킬 수 있다. 평판의 강성을 크게 하기 위해 두께를 증가시키는 것보다 보강재로 보강하는 것이 일반적인 방법이므로 강상자형교 주형의 상 하부 플랜지 및 복부판은 각종 보강재로 보강된 얇은 판의 형태로 구성되어 있다. 이와 같이 보강된 평판의 탄성 좌굴계수(k)는 작용력의 종류, 형상비, 경계조건 외에도 보강재로 수, 배치 간격, 강성비와 면적비에 따라 각기 다른 특성을 가진다. 기존의 강상자형 연속교와 달리 지점 상승하강 강상자형교의 하부 플랜지 및 복부판은 내측 지점의 상승 과정에서 큰 압축력을 받게 되므로 전체 주형의 좌굴이 발생하기 전에 구성 판이 먼저 좌굴을 일으킬 가능성이 크다. 그러므로 본 연구에서는 내측 지점의 상승력과 보강된 판의 강도를 고려하여 일부 정모멘트 구간의 하부 플랜지 및 복부판의 종방향 보강재 수를 증가 시키고 수평 보강재를 연장하여 배치한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권5호
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• pp.10-19
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• 2024

이 연구에서는 세장판 복부를 가진 H형 보를 보강하는 파형 CFRP 패널의 최적 설계를 목표로 하여 FEM 해석을 수행하였다. 파형 CFRP 패널의 다양한 제원에 따른 좌굴 보강성능을 평가하였으며, 특히 H형 보 복부의 순높이에 따른 수직보강재의 비율이 1차 탄성 좌굴모드의 위치에 미치는 영향을 분석하여 새로운 보강방법을 제안하였다. CFRP 사용량을 최소화하기 위해 부착 각도를 45도로 설정하였다. 나아가, 파형 CFRP 패널의 제원 변화에 따른 매개변수 해석을 수행하여 파형 CFRP 패널의 좌굴 보강성능을 연성지수를 통해 평가하였다. 또한 최대 하중 및 연성지수를 파형 CFRP 패널의 부피와 동시에 고려하여 재료를 효율적으로 사용하고자 하였다. CFRP 적층 수가 2개 또는 3개인 모델이 연성지수가 높고 재료가 효율적으로 사용된다는 것을 확인하였으며, 파형 CFRP 패널의 폭보다는 높이 및 길이에 따라 좌굴 보강성능이 지배적인 영향을 받는다는 것을 확인하였다.