• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
• /
• pp.496-499
• /
• 2009

본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 분기이론에 관한 수치 해석적 기본 방법 및 경로 추적, pin-pointing, 경로 전환을 기술하고 있다. 비선형 탄성 불안정 상태는 극한점과 분기점으로 분류될 수 있으며, 평형경로상의 평형점의 계산 및 평형경로상의 특이점을 찾기 위한 pin-pointing 반복계산을 수행하는 일반적인 비선형 수치해석법으로 극한점을 계산할 수 있다. 그러나 분기좌굴 해석을 위해서는 좌굴 후 분기경로의 추적을 위한 분기경로 전환 알고리즘이 추가적으로 필요하다. 본문에서는 에너지이론에 기초한 일반 탄성안정이론을 소개하고, 평형경로 추적, 분기 좌굴점을 찾기 위한 직접법과 분기경로 전환에 관한 이론을 전개한다. 분기좌굴 해석예제로 트러스로 이루어진 스타돔, 핀지지의 평면아치, 평면프레임, 3차원 공간프레임의 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 실용성을 검증한다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제21권6호
• /
• pp.563-574
• /
• 2009

본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 탄성 분기 좌굴이론에 관한 수치 해석적 기본 방법 및 경로 추적, pin-pointing, 경로 전환을 기술하고 있다. 비선형 탄성 불안정 상태는 극한점과 분기점으로 분류될 수 있으며, 평형경로상의 평형점의 계산 및 평형경로상의 특이점을 찾기 위한 pin-pointing 반복계산을 수행하는 일반적인 비선형 수치해석법으로 극한점을 계산할 수 있다. 그러나 분기좌굴 해석을 위해서는 좌굴 후 분기경로의 추적을 위한 분기경로 전환 알고리즘이 추가적으로 필요하다. 본문에서는 에너지이론에 기초한 일반 탄성안정이론을 소개하고, 평형경로 추적, 다분기 좌굴점을 찾기 위한 간접법과 다분기의 경로 전환에 관한 이론을 전개한다. 분기좌굴 해석예제로 트러스로 이루어진 스타돔, 핀지지의 평면아치의 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 적용성을 검증한다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.307-314
• /
• 2009

본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 탄성 분기 좌굴해석을 위한 공간프레임의 정식화, 분기경로 추적을 위한 pin-pointing 및 분기경로 전환알고리즘을 기술하고 있다. 복잡한 좌굴 후 거동특성을 파악하기 위한 본 연구의 공간프레임요소는 오일러리안 좌표계에 의한 유한회전이론으로 강체변형을 계산하였고, 굽힘효과가 고려된 보-기둥식을 적용하여 적은 개수의 요소의 사용으로도 정해를 얻을 수 있도록 하였으며, 후좌굴해석과 같은 고도의 비선형해석을 수행하기 위해 기하강성행렬의 모멘트에 대한 영향을 고려하였다. 분기좌굴에 의한 좌굴후 평형상태인 주경로와 분기경로의 pin-pointing 알고리즘으로 특이점을 계산하였으며, 고유치 및 고유모드를 이용한 본 연구의 수치알고리즘에 의해 분기경로를 추적하였다. 분기좌굴 해석예제로 평면프레임, 평면아치 및 공간돔에 대한 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 적용성을 검증한다.

• 한국농공학회지
• /
• 제41권5호
• /
• pp.112-122
• /
• 1999

이 논문은 일정체적을 갖는 양단고정 변단면 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동에 관한 연구이다. 기둥의 변단면으로는 직선형, 포물선형, 정현의 선형을 갖는세 가지 변단면을 채택하였다. Bernoulli-Euler 보 이론을 이용하여 압축하중이 작용하여 좌굴된 기둥이 정확탄성곡선을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 유도된 미분방정식을 Runge-Kutta 법과 REgula-Falsi법을 이용하여 수치해석하였다. 수치해석의 결과로 좌굴하중, 좌굴기둥의 평형경로 및 정확탄성곡선을 산출하였다. 또한 좌굴하중-단면비 곡선으로부터 최강기둥의 좌굴하중과 단면비를 산출하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제11권4호
• /
• pp.209-218
• /
• 1998

고장력강이 구조강재로서 널리 사용되고 있다. 구조물의 극심한 하중을 받게되면 최종강도에 도달할 때까지 좌굴을 동반하게 된다. 그러므로, 고장력강판의 좌굴에 대한 정확한 평가가 중요한 설계기준이 되고 있다. 그러나, 고장력강을 효율적으로 사용하기 위해서는 좌굴허용설계를 도입할 수 있도록 판구조물의 판두께가 얇아져야 한다. 따라서, 박판구조물의 합리적인 설계를 하기 위해서는 좌굴후거동해석이 매우 중요하다. 그러므로, 본 논문에서는 호장증분법을 이용하여 압출하중을 받는 박판구조물의 초기좌굴후거동과 2차좌굴강도에 대하여 규명하였다. 특히, 호장증분법을 좌굴정에서의 하중경로를 추정하기 위하여 적용하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제29권1A호
• /
• pp.53-60
• /
• 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
• /
• 제11권4호
• /
• pp.17-26
• /
• 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.

• 한국농공학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.56-66
• /
• 1994

Numerical methods are developed to obtain the buckling loads and to analyze the postbuckling behavior of the tapered steel piles. The nondimensional differential equations governing the elastica of the buckled piles are derived by the third order theory and solved numerically. The Runge-Kutta method is used to solve the differential equations, and the bisection method is used to obtain the buckling loads and the reaction moments of the clamped ends. Both the linear and stepped taper of the steel piles are considered as the variable crosssection in the differential equations. As the numerical results, the equilibrium paths, the buckling loads vs. section ratio curves and the typical elastica and the bending moment diagrams of the buckled piles are presented in figures. Experimental studies that complement the theoretical results are presented. It is expected that the numerical methods developed in this study for calculating the buckling loads and analyzing the postbuckling behavior of the steel piles are used in the structural and foundation engineering.

• 대한건축학회논문집:구조계
• /
• 제35권8호
• /
• pp.139-148
• /
• 2019

The lightweight structures such as domes are particularly vulnerable when it has been subjected to high temperature induced by the fire. It is therefore crucial to predict the possible instability path of structures exposed to the fire in structural design process. In this study, the instabilities of single-layer domes is investigated by using finite element technologies with the consideration of high temperature. The material properties of members under high temperature are considered by using the reduction factors which is provided in Eurocodes 3. Some damage patterns are assumed with use of a structural unit which is symmetric in radial direction. For numerical evaluations, the geometrically nonlinear truss element is implemented and the arch-length control method is employed to trace the post-buckling behaviour of domes. From numerical results, it is found to be that a significant change of post-buckling behaviour is detected in dome structures when structural members are exposed to the fire.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제24권3호
• /
• pp.337-348
• /
• 2012

본 연구는 초기조건에 민감한 공간 트러스를 대상으로 불완전성으로 인한 분기거동 및 불안정 특성에 대해서 연구하였으며, 접선강성행렬의 행렬식과 고유치해석으로 임계점과 좌굴하중을 구하였다. 고유모드의 민감성에 의한 불안정 현상을 고찰하기 위해서 2-자유절점공간 트러스와 스타 돔 및 3링 돔 모델을 예제로 채택하였으며, 라이즈-스팬 비 및 하중 파라메타에 따른 좌굴하중의 영향을 분석하였다. 2-자유절점 모델의 초기 형상불완전성에 따른 민감성은 고유모드에 따라 임계 후 평형경로가 바뀌었으며, 좌굴하중은 불완전 량의 증가에 따라 감소하는 결과를 얻었다. 예제에서 나타난 두 가지 민감한 좌굴패턴은 자유절점의 변위 위치를 살펴봄으로서 설명할 수 있었고, 형상 불완전성에 따른 거동은 비대칭 고유모드가 가장 큰 영향을 주었다. 민감한 고유모드는 단순화한 모델의 비신장 메커니즘 기저와 유사하였다. 스타 돔 모델은 라이즈-스팬 비가 높을수록 전체좌굴보다는 국부좌굴이 우세하며, 하중 파라메타 값이 클수록 평형경로 상에 분기점이 발생하였다. 또한 스타돔과 3링 모델의 좌굴하중은 각각 극한점 하중레벨의 약 50-70% 및 80-90%로 나타났다.