• Structural Engineering and Mechanics
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• 제49권5호
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• pp.661-672
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• 2014

Laminated Rectangular plates embedded in elastic foundations are used in many mechanical structures. This study presents an analytical approach for transverse bending analysis of an embedded symmetric laminated rectangular plate using Mindlin plate theory. The surrounding elastic medium is simulated using Pasternak foundation. Adopting the Mindlin plate theory, the governing equations are derived based on strain-displacement relation, energy method and Hamilton's principle. The exact analysis is performed for this case when all four ends are simply supported. The effects of the plate length, elastic medium and applied force on the plate transverse bending are shown. Results indicate that the maximum deflection of the laminated plate decreases when considering an elastic medium. In addition, the deflection of the laminated plate increases with increasing the plate width and length.

• Smart Structures and Systems
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• 제22권3호
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• pp.249-257
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• 2018

This study contributes to evaluate multiphase topology optimization design of plate-like elastic structures with constant thickness and Reissner-Mindlin plate theory. Stiffness and adjoint sensitivity formulations linked to Reissner-Mindlin plate potential energy of bending and shear are derived in terms of multiphase design variables. Multiphase optimization problem is solved through alternative active-phase algorithm with Gauss-Seidel version as an optimization model of optimality criteria. Numerical examples verify efficiency and diversity of the present topology optimization method of Reissner-Mindlin elastic plates depending on multiphase and Poisson's ratio.

• 전산구조공학
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• 제3권4호
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• pp.91-104
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• 1990

사각형 판 유한요소의 정적 성능을 여러 가지 문제에 대한 수치 실험을 통해 비교 분석하였다. Kirchhoff이론과 Mindlin이론에 근거한 변위요소, 평형요소, Mixed 또는 Hybrid요소들을 대상으로 문헌조사를 통해 우수요소를 선정하였으며 사각형 판 문제, 마름모형 판 문제, 원형 판 문제, 외팔보형 판 문제를 다양한 격자, 경계조건에 대해 풀어 해를 비교하였다. Kirchhoff요소에서는 12자유도요소로 Armanios의 요소, 24 자유도 요소로 Watkins요소의 거동이 우수하였으나 전반적으로 Mindlin요소에 비해 거동이 떨어진다. Mindlin요소 중에서는 Hinton의 요소가 효율성, 수렴성, 신뢰성의 면에서 가장 우수하나 마름모형 판 문제나 뒤틀린 격자 문제등에서는 거동이 좋지 않으므로 계속 연구할 필요가 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제2권4호
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• pp.209-216
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• 1998

본 논문에서는 부채꼴형 Mindlin 평판의 엄밀한 휨진동해를 제시하였다. 진동변위의 두 가지 적합 함수식, 즉 대수삼각다항식과 Mindlin 모서리함수를 Ritz방법에 적용하였다. 모서리함수는 부채꼴형 평판의 둔각 정점부에 존재하는 모멘트와 전단력의 특이도를 동시에 고려하고 있다. 이러한 모서리함수는 진동수의 수렴속도를 가속화한다. 본 연구에서는 부채꼴형 각도의 범위와 두께 비에 따른 엄밀한 진동수 및 수직진동 변위의 전형적인 등고선을 제시하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제3권1호
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• pp.35-48
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• 1995

This paper presents new frequency results for elliptical and semi-elliptical Mindlin plates of various aspect ratios, thicknesses and boundary conditions. The results were obtained using the recently developed computerized Rayleigh-Ritz method for thick plate analysis. For simply supported elliptical plates, it is proposed that the penalty function method be used to enforce the condition of zero rotation of the midplane normal in the tangent plane to the plate boundary.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제19권2호
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• pp.199-215
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• 2005

An assumed stress quadrilateral thin/moderately thick plate element HQP4 based on the Mindlin/Reissner plate theory is proposed. The formulation is based on Hellinger-Reissner variational principle. Static and free vibration analyses of plates are carried out. Numerical examples are presented to show that the validity and efficiency of the present element for static and free vibration analysis of plates. Satisfactory accuracy for thin and moderately thick plates is obtained and it is free from shear locking for thin plate analysis.

• Steel and Composite Structures
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• 제35권1호
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• pp.129-145
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• 2020

In typical, structural topology optimization plays a significant role to both increase stiffness and save mass of structures in the resulting design. This study contributes to a new numerical approach of topologically optimal design of Mindlin-Reissner plates considering Winkler foundation and mathematical formulations of multi-directional variable thickness of the plate by using multi-materials. While achieving optimal multi-material topologies of the plate with multi-directional variable thickness, the weight information of structures in terms of effective utilization of the material at the appropriate thickness location may be provided for engineers and designers of structures. Besides, numerical techniques of the well-established mixed interpolation of tensorial components 4 element (MITC4) is utilized to overcome a well-known shear locking problem occurring to thin plate models. The well-founded mathematical formulation of topology optimization problem with variable thickness Mindlin-Reissner plate structures by using multiple materials is derived in detail as one of main achievements of this article. Numerical examples verify that variable thickness Mindlin-Reissner plates on Winkler foundation have a significant effect on topologically optimal multi-material design results.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.179-188
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• 1997

본 논문에서는 평판 구조물의 효율적인 해석을 위한 4절점 평판휨 요소를 개발하였다. 이 요소는 전단변형을 고려하기 위해 Mindlin평판이론에 의하여 유도하였다. 평판휨 문제에서 4절점요소와 같은 저차의 등매개변수 Mindlin평판요소는 전단강성을 실제보다 강하게 평가하기 때문에 얇은 평판에서는 요소의 기능을 발휘하지 못한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 4절점 요소에 5개의 비적합변위모드를 추가함으로써 개선된 결과를 얻을 수 있었으며, 개발된 요소는 유사영에너지모드를 발생시키지 않는다. 아주 얇은 평판에서도 요소의 형상과 무관하게 전단구속현상을 극복하였으며, 예제 해석으로부터 변위의 신속한 수렴성과 단면력의 분포가 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 요소형상비가 매우 큰 경우에도 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

• 전산구조공학
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• 제1권2호
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• pp.83-90
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• 1988

본 연구에서는 평판 구조물의 해석을 위한 개선된 유한요소를 제시하였다. 이 요소는 Mindlin 평판이론에 의하여 수식화되었으며, 'Heterosis'평판요소의 변위장에 비적합변위형을 추가함으로써 유도되었다. 본 연구에서 제시한 평판요소는 요소의 강체운동과 관련된 Zero Eigenvalue만을 갖고 있으므로 Spurious Zero Energy Mode를 보이지 않는다. 대표적인 문제에 대한 수치해석을 해 본 결과 본 연구에서 제시한 평판요소는 우수한 수렴도를 보여 주었으며, 아주 얇은 평판문제에서도 요소의 형상에 관계없이 Shear Locking현상을 극복하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제24권12호
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• pp.999-1006
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• 2014

Mindlin plate theory includes the shear deformation and rotatory inertia effects which cannot be negligible as exciting frequency increases. The statistical methods such as energy flow analysis(EFA) and statistical energy analysis(SEA) are very useful for estimation of structure-borne sound of various built-up structures. For the reliable vibrational analysis of built-up structures at high frequencies, the energy transfer relationship between out-of-plane waves and in-plane waves exist in Mindlin plates coupled at arbitrary angles must be derived. In this paper, the new wave transmission analysis is successfully performed for various energy analyses of Mindlin plates coupled at arbitrary angles.