• 대한토목학회논문집
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• 제29권1A호
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• pp.53-60
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• 2009

이 논문은 양단회전 후좌굴 변단면 기둥의 기하 비선형 해석에 관한 연구이다. 기둥의 변단면은 변화폭, 변화깊이, 정방형 변단면으로 채택하였다. Bernoulli-Euler 보 이론을 이용하여 후좌굴 기둥의 정확탄성곡선을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 이 미분방정식은 두 개의 미지수를 가지며 이러한 미분방정식을 풀 수 있는 수치해석 방법을 개발하였다. 후좌굴 기둥의 수치해석 결과로 평형경로, 정확탄성곡선 및 합응력을 산정하였다. 실험을 통하여 후좌굴 거동의 이론을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.17-26
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• 1991

이 논문(論文)은 단순지지(單純支持) 변단면(變斷面) 기둥의 임계하중(臨界荷重) 및 후좌굴(後挫屈) 거동(擧動)에 관한 연구(硏究)이다. 이 논문(論文)에서는 변단면(變斷面)을 갖는 후좌굴(後挫屈) 기둥의 정확탄성곡선(正確彈性曲線)을 지배(支配)하는 미분방정식(微分方程式)을 3차이론(次理論)에 의(依)하여 유도(誘導)하고, 이 미분방정식(微分方程式)을 Runge-Kutta method와 Regula-Falsi method를 이용하여 임계하중(臨界荷重)과 후좌굴(後挫屈) 기둥의 정확탄성곡선(正確彈性曲線)을 산출(算出)하였다. 실제(實際)의 수치해석(數値解析) 예(例)에서는 변화(變化)높이 구형단면(矩形斷面), 변화폭(變化幅) 구형단면(矩形斷面), 정방형단면(正方形斷面)/원형단면(圓形斷面)의 3가지 단면형상(斷面形狀)에 대하여 수치해석(數値解析)하였다. 수치해석(數値解析)의 결과(結果)로, 하중(荷重)-처짐의 평형경로(平衡經路), 후좌굴(後挫屈) 기둥의 정확탄성곡선(正確彈性曲線), 임계하중(臨界荷重)-단면화(斷面化) 사이의 관계(關係)를 그림에 나타내었다. 또한 단면형상계수(斷面形狀係數)가 임계하중(臨界荷重)과 후좌굴(後挫屈) 거동(擧動)에 미치는 영향(影響)을 분석(分析)하였다.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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• pp.155-168
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• 1998

보강된 판 및 쉘구조의 안정성 및 후좌굴을 포함하는 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여, total Lagrangian formulation에 근거한 연속체의 증분평형방정식으로부터 변형된 쉘요소인 유한요소이론을 제시하였다. 쉘구조의 곡률이 불연속적으로 변하거나 쉘부재들이 유한한 각도로 만나는 보강된 판 및 쉘구조의 비선형 해석이 가능하도록 주부재와 보강재 간의 연결점에 대한 일반적인 변환관계를 제시하였으며 좌굴해석 및 기하학적 비선형해석의 경우에 해의 정확성 및 수렴성을 개선시키기 위하여 접선강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켰다. 또한, shear locking 현상을 극복하기 위하여 감차적분을 적용하였고 쉘구조의 좌굴해석에서는 power method를 적용하여 해석의 효율을 높였으며, 후좌굴해석에서는 변위 및 하중증분법을 적절히 결합시켜 보강된 쉘구조의 후좌굴 거동추적이 용이하였다. 또한, 입력자료를 손쉽게 준비하고 좌굴모드 및 후좌굴거동을 효율적으로 분석하기 위하여 전, 후 처리 프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통하여 다른 문헌의 해석결과를 비교함으로써 본 연구에서 개발된 유한요소 해석프로그램의 타당성 및 정확성을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.687-696
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• 2006

본 논문에서는 공간 뼈대구조의 탄-소성 후좌굴 강도를 파악하기 위한 효율적인 수치해석 기법을 개발하고, 매개변수해석을 통하여 보-기둥 및 뼈대구조물의 비탄성 후좌굴 거동을 분석하였다. 외력의 증가에 따라 점진적인 강도감소효과를 효율적으로 고려하는 개선된 소성힌지 해석법을 적용하여 문헌에서 제시된 다양한 잔류응력 분포 형태에 따른 뼈대구조물의 탄-소성 해석을 수행하였다. 요소의 소성화 진행정도를 나타내는 파라미터들을 도입하고 등가단면력 및 요소분할에 따른 매개변수해석을 수행하여 그 결과를 문헌에서 제시된 소성영역해석, 쉘요소를 이용한 정밀해석 그리고 실험결과와 비교하여 뼈대구조물 극한강도를 평가하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.75-82
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• 2009

본 연구에서는 선형이론을 바탕으로 한 이산계열 대공간구조물의 크기최적화에 따른 후좌굴 거동의 변화에 대하여 조사하고 그 결과를 기술하였다. 먼저 공간구조물의 최적의 부재크기 패턴을 조사하기 위하여 수학적 프로그래밍 기법을 도입하였다. 이때 최소화 해야하는 공간구조물의 전체 부재의 중량을 목적함수로 이용하고 절점에서 발생하는 변위 값과 각 부재에서 발생하는 응력 값을 허용치 이하로 제한하는 제약조건으로 사용하였다. 크기최적화를 통하여 도출된 최적 부재패턴을 가지는 공간구조물의 후좌굴 거동을 통합 비선형해석기법으로 해석하고 그 결과를 분석하였다. 수치해석을 통하여 크기최적화에 따른 공간구조물의 후좌굴 거동의 변화는 매우 큰 것으로 나타났으며 이러한 후좌굴 거동의 변화에 대한 예측과 분석결과가 공간 구조물의 설계에 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 제시한 수치해석 결과는 이산계열 대공간구조물의 설계에 기본 데이터로 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제38권5호
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• pp.421-426
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• 2010

본 논문에서는 코너에서 대각선방향으로 인장하중을 받고 있는 접힌자국이 있는 사각형 멤브레인에서 두께가 주름 거동에 미치는 영향을 기하학적 비선형 후좌굴 유한요소해석을 통하여 연구하였다. 멤브레인은 쉘 요소로 모델링 하였고 좌굴을 발생시키기 위하여 면외방향으로 미소의 무작위성 기하학적 결함을 메쉬에 가하였다. 해석은 접히지 않은 원멤브레인과 수직방향으로 접힌 멤브레인에 대해 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 해석결과 멤브레인의 두께가 감소함에 따라 주름의 발생과 성장을 크게 촉진함을 알 수 있었다. 또한 접힌 자국의 초기 전개각이 증가할수록 국부주름의 낮은 하중에서 발생하였으나 전역주름으로의 성장은 지연되는 경향을 보였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권6호
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• pp.599-610
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• 2007

이 연구에서는 박벽 뼈대 구조물의 3차원 기하 비선형 해석을 위한 Corotational 정식화를 유도하였으며, 특히 변형 후 부재좌표계 결정에서 모호했던 기존의 이론을 단면의 물리적 적합 조건을 이용하여 해결하였다. 부재 양단의 순수 비틀림 회전값이 서로 크기는 같고 방향은 반대가 되는 상태를 적합조건으로 적용하고, 이를 특별히 ZTSC(Zero Twisted Section Condition)이라고 명명하였다. 개발된 방법의 타당성을 검증하기 위하여 기존의 다른 연구자가 사용한 방법과 비교하여 대회전변위가 발생한 경우에 대한 순수회전변위 결과를 검토하였으며, 개발된 Corotational 정식화를 이용하여 3차원 대변위가 발생하는 세장한 구조물의 후좌굴 해석을 성공적으로 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권6호
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• pp.683-691
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• 2001

이 논문은 전단변형을 고려한 일정체적 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동에 관한 연구이다. 본 연구에서 해석대상 기둥은 일정체적을 갖고 길이가 항상 일정한 변단면 탄성기둥을 택하였다. 실제의 이론 전개에서는 변단면의 단면깊이가 직선, 포물선, 정현식으로 변화하는 정다각형 단면의 변단면 기둥을 채택하였다. 일정체적 변단면 기둥의 후좌굴 거동을 지배하는 상미분방정식을 유도하고, 유도된 미분방정식을 수치해석할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 주어진 기둥의 수치해석 해를 얻기 위하여 Runge-Kutta법을 사용하여 상미분방정식을 수치적분하고, 기둥의 미지수인 좌측 단부에서의 회전각 및 좌굴하중은 Regula-Falsi법을 이용하여 산출하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제1권2호
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• pp.121-132
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• 1989

유한요소법을 바탕으로 한 프리스트레스트 콘크리트 평면 보-기둥 구조의 후좌굴 거동에 대한 수직해석법을 제시하였다. 콘크리트의 균열, 변형연화 및 PS강재의 항복과 같은 재료 비선형성을 고려하였다. 좌굴 거동 연구에 필수적 요소인 기하학적 비선형성을 Updated Lagraugian Formulation에 의하여고려하였다. 현재의 재료성질 및 변형상태에 부합하는 단분형 평형방정식을 수립하고 이것을 불평형 가중보정에 의한 Newton-Raphson 반복법으로 푼다. 좌굴후 발생하는 하중변형 곡선의 하련부는 비선형 평형 방정식의 해법중 일반적으로 많이 사용되는 가중 단분법이 아니라 변위단분법을 사용함으로써 올바르게 추적한다. 요소내의 재료성질변화는 층적분법에 의하여 고려한다. 본 논문에서는 콘크리트 균열에 의한 중립축이동의 영향을 정확히 고려하기 위하여 추가적으로 축방향변위에 대한 내부자유도를 설정하였다. 본 논문에서 제안하는 방법의 정당성과 응용성을 나타내 보일 수 있는 수직해석 예제를 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권9호
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• pp.653-661
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• 2020

본 논문에서는 우주 발사체 추진제 탱크 구조인 등방성 격자 원통 구조의 경량 설계를 위하여 축 방향의 압축력과 내부 압력을 함께 고려하여 좌굴 Knockdown factor를 수치해석 연구를 통하여 새롭게 정립하였다. 등방성 격자 원통 구조의 유한요소 모델링 및 비선형 후좌굴 해석을 위하여 비선형 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하였다. 본 연구 결과, 축 방향의 압축력과 500 kPa의 내부 압력을 함께 받는 등방성 격자 원통 구조의 전역 좌굴 하중 및 좌굴 Knockdown factor가 축 방향의 압축력만을 받는 원통 구조에 비해 각각 304% 및 53%만큼 증가하였다. 따라서 발사체 탱크 구조의 좌굴 설계 시, 내부 압력과 압축력을 함께 고려한 본 연구의 좌굴 Knockdown factor를 이용할 경우, 내부 압력을 고려하지 않은 설계에 비하여 경량 구조 설계가 가능함을 확인하였다.