• Computational Structural Engineering
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• v.7 no.4
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• pp.103-111
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• 1994

Based on a variational principle of the consistent shear deformable discrete laminate theory derived in the companion paper Part I, a finite element procedure for the vibration analysis of laminated composite plates is presented. The present formulation takes the in-plane displacements of an arbitrary layer, the rotations of the cross section of each layer and transverse displacement of the plate as the state variables at a nodal point of finite element, resulting in total nodal degree of freedom of 2(n+l) +1 for the n-layered laminate. Thus, it allows to specify displacement boundary conditions of layer stretching and/or rotation of layer cross sections around the plate edge and/or lateral displacement. The developed procedure is applied to the free vibration problem for sandwich-type hybrid laminates composed of layers with drastically different material properties whose elasticity solutions are known. Comparison of analysis results with other FEM solutions showed that the present formulation yields better accuracy.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.38 no.9
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• pp.45-52
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• 2022

Because discontinuity in the rock mass and contact of soil-structure interaction exhibits coupled thermal-hydromechanical (THM) behavior, it is necessary to develop an interface element based on the full governing equations. In this study, we derive force equilibrium, fluid continuity, and energy equilibrium equations for the interface element. Additionally, we present a stiffness matrix of the elastoplastic mechanical model for the interface element. The developed interface element uses six nodes for displacement and four nodes for water pressure and temperature in a two-dimensional analysis. The fully coupled THM analysis for fluid injection into a fault can model the complicated evolution of injection pressure due to decreasing effective stress in the fault and thermal contraction of the surrounding rock mass. However, the result of hydromechanical analysis ignoring thermal phenomena overestimates hydromechanical variables.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.3 no.4
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• pp.109-122
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• 1983

An accurate thick beam element (TB4) which includes the effects of the shear deformation and rotatory inertia has been degenerated from the three dimensional continuum by employing the Timoshenko beam assumptions. The proposed TB4 element has four nodes and two degrees of freedom at each node, totally eight degrees of freedom. The transverse deflection W and plane rotation ${\theta}$ with the cubic interpolation functions are selected as nodal variables. The element characteristics are formulated by discretizing the beam equations of motion, using the Galerkin weighted residual method, and are numerically integrated by the reduced shear integration technique, using the three-point Gauss quadrature with the various shear coefficients. Several numerical examples are analyzed to demonstrate the accuracy and the monotonic convergence behavior of the proposed TB4 beam element. The result indicates that the TB4 element shows the more excellent performance and the monotonic convergence behavior than the other existing Timoshenko beam type elements for the whole range of the beam aspect ratios, in both static and free vibration analyses.

• Korean Journal of Computational Design and Engineering
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• v.8 no.4
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• pp.270-277
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• 2003

In two dimensional mechanical design analysis, quadrilateral element mesh is preferred because it provides more accurate result than triangular element mesh. However, automation of quadrilateral element mesh generation is much more complex because of its geometrical complexities. In this study, an automatic quadrilateral element mesh generation algorithm based on the boundary normal offsetting method and the boundary decomposition method is developed. In so doing, nodes are automatically placed using the boundary normal offsetting method and the decomposition method is applied to decompose the designed domain into a set of convex subdomains. The generated elements are improved by relocation of the existing nodes based on the four criteria - uniformity, aspect ratio, skewness and taper degree. The developed algorithm requires minimal user inputs such as boundary data and the distance between nodes.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2002.10a
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• pp.104-111
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• 2002

A new triangular element fur the finite element analysis of plate-bending problems is presented. For the purpose of sharing the program code of 4 node plate-bending element, two nodes of the 4-node element are combined to form a triangular element. Thus, the presented element would bring about great deal of efficiency of the computer program. The proposed variable-node elements pass the patch tests, do not show spurious zero-energy modes, and do not produce shear locking phenomena. It is also shown that the elements produce reliable solutions through numerical tests for standard benchmark problems.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.9 no.4
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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.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2008.11a
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• pp.105-108
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• 2008

본 연구에서는 기존에 수행된 균일단면을 가지는 I형 보의 좌굴 강도에 대한 해석적?이론적 연구를 토대로 일축대칭을 이루는 변단면 I형보의 좌굴강도를 산정하고자 범용구조해석프로그램 ABAQUS (2007)를 이용하여 유한요소해석을 실시하였다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R이 사용되었고, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 일축대칭 스텝보를 사용하였으며, 균일모멘트를 작용시켰다. 개발된 좌굴강도 제안식은 해석결과와 비교하여 -11%~2%의 오차범위를 나타내었다. 본 연구결과는 다양한 형식의 일축대칭 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량 구조물의 경제적이고 합리적인 설계에 활용 될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2011.05a
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• pp.464-467
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• 2011

본 논문에서는 기존에 수행된 비탄성 영역 내 비지지 길이가 존재하고 균일단면을 가지는 I형 보의 좌굴 강도에 대한 해석적 이론적 연구를 토대로 변단면 I형보의 하중고 효과를 고려한 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구를 수행하였다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R요소가 사용되었고, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 스텝보를 나타내었으며, 집중하중을 작용시켰다. 개발된 좌굴강도 제안식은(오정재 등, 2011)과 해석결과를 하중고 효과 평가 시 큰 단면변화를 보이는 경우를 제외하고는 ${\pm}10%$의 오차범위를 나타내었다. 본 연구 결과는 다양한 형식의 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량의 경제적이고 합리적인 설계의 근간을 제공해 줄 것이며, 향후 비탄성 횡-비틀림 좌굴강도에 대한 연구에도 많은 도움이 될 것이다.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.8 no.1
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• pp.129-138
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• 2004

In this study we determine a dynamic analysis of the existing two-span prestressed concrete box girder bridge subjected to moving vehicle loads using the experimental measurements. The moving loads applied in this paper are classified as general travelling, suddenly brake, continuous travelling, reversely travelling and reversely travelling impact loads for increasing velocities. For each travelling load, we search dynamic behaviors and characteristic in various measuring point of box girder section. In addition, the three-dimensional numerical results analyzed by the developed finite element program using flat shell element with six degrees of freedom per a node are compared with the measured experimental data. Dynamic behaviors caused impact loads by suddenly braking, reversely travelling, are bigger than by general travelling in box girder. Three-dimensional numerical results are better than one-dimensional results.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.4 no.2
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• pp.83-98
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• 2000

자오방향 및 주변방향으로 피르스트레스트 하중이 작용된 축대칭 쉘 구조물을 기하학적으로 축대칭인 구조물의 특성을 최대한으로 이용할 수 있도록 회전 링요소로 모델화하였다 보강링 요소의 모델은 축대칭 쉘요소를 이용하였으며 본체 구조물과 절점에서 부착되있는 것으로 가정하여 이의 편심을 고려하였다 유체-구조물의 상호관계는 접촉면에서 구조물의 가속도에 비례한 부가질량으로 표현하였으며 부가질량은 유체를 비점성 비압축 및 비회전을 가정하여 유한요소법에 의해 구하였다 이에 대한 수치해석을 통하여 고유진동해석 및 지진하중을 주하중으로 한 동적해석을 실시하였다 프로그램을 통하여 해석한 결과를 프리스트레스 하중 하에서 고유진동수에 대한 정해와 비교한 결과 20개의 요소로 모델링한 경우에서도 정해와 근접한 해를 얻을 수 있었다 또한 내부유체가 있는 경우와 링보강을 한 경우에 대한 고유진동수를 문헌과 비교한 결과 근접한 해를 얻을 수 있었다.