• 대한토목학회논문집
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• 제41권3호
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• pp.191-200
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• 2021

이 논문은 아치의 자유진동 해석에서 아치 정점의 합응력 경계조건 이용에 관한 연구이다. 연구 대상 아치는 마제형 타원 대칭 아치이다. 마제형 타원 아치의 자유진동을 다룬 연구는 이미 문헌에 발표된 바 있다. 이 재고 논문은 기존 문헌에서 사용한 아치 양단의 경계조건을 대신할 수 있는 아치 정점의 합응력 경계조건의 적용성을 연구하는 데 그 목적이 있다. 기존 문헌의 이론을 이용하여 아치 정점의 합응력 경계조건을 유도하고, 이를 이용하여 아치의 고유진동수와 진동형을 산정하였다. 이 연구의 결과는 기존 문헌 및 유한요소해 ADINA의 결과와 잘 일치하여, 아치 정점의 합응력 경계조건을 아치의 자유진동 해석에 적용할 수 있음을 검증하였다.

• 전산구조공학
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• 제11권3호
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• pp.155-164
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• 1998

이 논문은 변단면을 고려한 수평 곡선보의 자유진동에 관한 연구이다. 진동시 곡선보 요소에 작용하는 합응력과 관성력의 동적평형방정식을 이용하여 변단면 원호형 수평 곡선보의 자유진동을 지배하는 상미분방정식을 유도하였다. 이 미분방정식을 원형 단면을 갖는 선형변변단면에 적용하여 고유진동수, 진동형 및 합응력을 산출하였다. 수치 해석예에서는 양단고정 및 양단회전 곡선보를 채택하였으며, 수치해석 결과로서 고유진동수와 단면비, 세장비 및 중심각 사이의 관계를 그림에 나타내었다. 또한 실험실 규모의 실험을 통하여 본 연구결과의 타당성을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.555-559
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• 2009

난류응력은 순간속도성분을 시간평균성분과 편차성분의 합으로 보고 Navier-Stokes 방정식으로부터 Reynolds 방정식을 유도할 때 나타나게 된다. Reynolds 방정식으로부터 수심 적분된 천수방정식을 유도하는 과정에서 시간 평균된 유속성분을 수심 적분된 유속성분과 편차성분의 합으로 본다면, 분산응력 (dispersion stress)이라고 하는 추가적인 새로운 항이 잔류하게 된다. 점성응력, 난류응력, 그리고 분산응력을 통칭하여 유효응력 (effective stress)이라고 한다. 일반적으로 수심에 비해 수로 폭이 넓은 개수로에서는 유효응력이 흐름특성의 수치 근사해에 큰 영향을 미치지 못한다고 가정하여 2차원 수심적분 모형에서 유효응력을 생략하기도 한다. 또한 유효응력을 적용하더라도, 점성응력이 난류응력에 비해 무시할 만큼 작다고 가정하여 난류응력만을 적용하며, 분산응력은 무시된다. 하지만 만곡부에서는 원심력과 편수위로 인한 횡방향 압력의 불균형이 발생하기 때문에, 만곡부의 이차류가 발생되며, 유속의 연직방향 분포도 일정하지 않게 된다. 따라서 본 연구의 목적은 만곡부의 이차류 특성을 수심적분 2차원 모형에 반영하기 위해 분산응력을 고려한 모형의 개발 및 검증이다. 불규칙한 모의영역을 원활히 나타낼 수 있도록 곡선좌표계를 사용하는 여타 모형들과 달리 유한유소법을 이용하여 수치해를 구하며, 따라서 x, y 좌표축을 사용하는 데카르트 좌표계를 사용하여 지배방정식을 나타낸다. 분산응력의 유 무에 따른 수치결과를 Rozovskii의 $180^{\circ}$ 만곡수로 실내실험 자료와 비교하여 개발 모형을 검증한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.149-156
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• 2011

본 논문에서는 생브낭의 원리를 이용하여 보/판/쉘 등의 구조물에서 응력분포를 후처리함으로써 개선할 수 있는 방법을 개발하였다. 생브낭의 원리에 따르면, 주어진 탄성문제에 대해서 실제의 응력분포에 상관없이 합응력들로 문제를 기술할 수 있다. 현재까지 알려진 바에 따르면 유일하게 점근적으로 타당한 이론들은 Euler-Bernoulli(E-B) 보이론과 Kirchhoff-Love(K-L) 판이론 등이 있다. 많은 공학적 문제들이 이 두 이론들에 기초하여 해석되어 왔음은 주지의 사실이다. 하지만, 현대의 공학 문제들은 보다 정확한 해석기법을 요구한다. 본 연구에서는 자유도가 상대적으로 많은 고차이론 등을 사용하지 않고, 고전적인 E-B 또는 K-L 해석결과를 합응력 등가의 원리를 이용하여 후처리함으로써 변위 및 응력분포를 정확하게 예측할 수 있는 방법을 개발하였고, 이방성 보 수치예제를 통해 제안된 방법론을 탄성해석법과 비교 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제29권3호
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• pp.229-235
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• 2016

본 논문에서는 기존에 개발된 생브낭의 원리를 이용한 응력개선방법에 부가적인 면외 워핑함수를 도입하여 후처리함으로써 기계 및 열응력을 개선할 수 있는 방법을 소개하였다. 열응력 예측이 중요한 문제로 다루어지고 있으며, 이에 따라 수많은 보이론들이 개발되어왔다. 일반적으로 고차이론들이 열응력 예측에 유용하다고 알려져 있지만, 자유도가 많아 계산과정이 복잡하다는 단점이 존재한다. 이러한 단점들을 보완하기 위해, 본 연구에서는 계산이 비교적 간단한 고전 보이론의 변위장에 면외 워핑함수를 부가적으로 도입하고 합응력 등가를 통해 후처리함으로써 보 구조물의 열응력을 정확하게 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 그리고 다양한 경계조건을 가지는 수치예제들을 통해 탄성해와 비교함으로써 그 정확도를 검증하고, 면외 워핑함수가 응력개선에 미치는 영향에 대해 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권5호통권48호
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• pp.595-604
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• 2000

유공합성보는 공기조화설비등의 각종 배관으로 인한 용적률의 저하를 완화할 수 있고, 바람과 같은 수평력에 의한 층모멘트 감소등의 구조적 측면에서도 유용하다. 또한 휨강성도 증가되어 하중에 의한 처짐이 적어지고 진동하중이나 충격하중에도 유리하게 되어 건축물의 강성 및 내력을 높이기 위해 사용되고 있다. 그러나 개구부 위치 및 편심여부에 따라 외력에 대한 구조적인 거동이 달라지게 되므로 이에 대한 적절한 검토가 요구된다. 이에 본 논문은 편심유공합성보의 종국내력 및 변형능력에 관한 실험적 연구로서, 무공합성보인 기준시험체와 중심 및 상 하 편심유공합성보 시험체의 실험 및 이론적 고찰을 통하여 각 시험체들의 항복 및 최대내력, 휨 및 전단강성, 개구부주위의 응력분포, 그리고 모멘트-전단력 상관관계등의 구조적 특성을 규명코자 한다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권3호
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• pp.418-426
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• 1995

설계의 신뢰성은 응력해석을 통하여 확인될 수 있으며, 해석결과는 대상 부품의 구조적 건전성을 입증하는 근거가 된다. 본 보고서는 ANSYS의 피로해석 모듈을 이용한 CANDU 6핵연료채널의 응력해석 및 ASME Code에 따른 해석 절차 개발을 소개하였다. 응력해석은 ASME Code Section III NB-3200 의 $\ulcorner$Design by Analysis$\lrcorner$에 기초한 해석절차에 따라 수행하였으며, 체계적인 해석을 위해 자료 처리용 ANSYS 매크로 및 FORTRAN 프로그램을 개발하였다. 해석은 각 조건에 따라 기계적응력과 열응력해석으로 분리하여 수행한 후 조합되었으며, ANSYS 피로해석 모듈을 이용하여 선정된 절점들의 기계적응력과 열응력의 합에 대한 최대응력강도범위를 계산하였다. 응력해석 결과, CANDU 6 핵연료채널의 구조적 건전성이 입증되었으며, ANSYS를 이용한 ASME Code해석절차가 확립되어 CANDU 원자로 해석의 신뢰성을 크게 향상 시켰음은 물론 독자적인 수행을 위한 발판을 마련하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2A호
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• pp.319-326
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• 2006

본 논문에서는 가정응력장과 수정된 형상함수를 이용한 새로운 8절점 hybrid/mixed 평면응력요소를 제시하였다. 가정응력장은 비적합 변위모드로부터 유도하였으며, 이는 요소의 찌그러짐에 대한 민감도를 완화시켜준다. 그리고 Cartesian 좌표계에서 9절점 등매개변수 요소와 동일한 조건하에서 2차 변위를 정확히 보간하도록 수정한 형상함수를 사용하였다. 제시한 8절점 hybrid/mixed 평면응력요소(HQ8-$14{\beta}$)의 수치해석에 대한 정확성과 효율성을 검증하기 위해 기존의 참고문헌들과 비교, 분석하였다. 그 결과 본 논문에서 제시한 요소는 요소가 왜곡된 경우를 포함하여 우수한 성능을 보였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.81-88
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• 2012

텐세그리티 구조시스템의 한 종류인 케이블 돔 시스템은 케이블과 마스트로 이루어져 있다. 이 케이블에 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 안정된 구조물이 되기 위하여 일정의 프리텐션이 가해져야 하며 구조물은 가해진 프리텐션 하에서 자기평형응력상태에 있어야 한다. 본 연구에서는 부재의 내력 벡터의 합 원리를 기초하여 자기평형 응력모드를 구하는 새로운 방법을 제안하였으며, 자기평형응력을 유지하기 위해 필요한 응력모드를 시각화할 수 있다는 점이 기존의 논문과 비교하여 독특성을 갖는다. 본 연구에서 제안된 방법에서 사용된 기본 원리는 모든 절점에서 외부하중이 가해지지 않은 상태에서 내력벡터의 합은 0이 되어야 한다는 것이다. 제안된 방법은 CAD를 이용하여 간단히 자기 평형응력모드를 찾을 수 있으며, 예제 케이블 돔 구조물을 대상으로 각 절점에 연결된 부재들의 내력을 결정하였다. 결과 값은 역학적 계산 방법과 기존의 이론에 의해 검증하였으며 잘 일치하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.185-199
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• 1999

본 연구에서는 새로운 spline 유한대판 요소를 제안하였다. 제안된 정식화는 등매개 개념에 의해 기하학적 형상과 변위장을 가정함에 있어 길이방향은 3차의 B-spline 곡선으로, 횡방향에 대해서는 Lagrange 다항식에 의해 표현된다. 이 논문은 평판과 쉘해석에 있어서의 등매개 spline 유한대판 요소의 개선에 목적을 두고 있다. 이 새로운 요소는 스트립의 내부 절점에서 6개의 자유도를 갖는 합-응력 감절점 쉘 요소로부터 유도하였다. 스트립의 기하학적 형상은 강체 회전에 대한 정의에 위배되지 않고도 두께 방향을 따라 Jacobian이 일정하다는 가정을 따랐으며 고체역학에서 정의되는 면내 회전을 penalty 함수에 의한 구속조건으로 간주하여 면내 회전에 관계된 자유도를 생성하였다. 제안된 요소에 대하여 쉘의 전형적인 문제에 대한 수치예제를 보였으며 이 스트립 요소의 성능을 평가하였다.