• Advances in Automotive Engineering
• /
• 제1권1호
• /
• pp.41-59
• /
• 2018

In the study, investigation of fiber- reinforced composite materials that can be an alternative to conventional steel was performed by finite element analysis with the help of software. Steel and composite materials have been studied on a four axle truck chassis model. Three-dimensional finite element model was created with software, and then analyzes were performed. The analyses were performed for static and dynamic/fatigue cases. Fatigue cases are formed with the help of design spectra model and fatigue analyses were performed as static analyses with this design spectra. First, analyses were performed for steel and after that optimization analyses were made for the AS4-PEEK carbon fiber composite and Eglass-Epoxy fiber composite materials. Optimization of composite material analyzes include determining the total laminate thickness, thickness of each ply, orientation of each ply and ply stacking sequence. Analyzes were made according to macro mechanical properties of composite, micromechanics case has not been considered. Improvements in weight reduction up to %50 provided at the end of the composite optimization analyzes with satisfying stiffness performance of chassis. Fatigue strength of the composite structure depends on various factors such as, fiber orientation, ply thickness, ply stack sequence, fiber ductility, ductility of the matrix, loading angle. Therefore, the accuracy of theoretical calculations and analyzes should be correlated by testing.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
• /
• 한국전산구조공학회 1999년도 가을 학술발표회 논문집
• /
• pp.153-159
• /
• 1999

A material handling crane is composed of many complex structural components which require sufficient strength, stiffness and stability throughout its service life and need to be light in weight, and satisfy the required functions under the entire range of operating conditions. In this study, the analysis system for material handling cranes is presented. This program integrate various structural analyses modules with the GU(Graphic User Interface) concept. Utilizing basic variables as input data, the analysis system performs quasi-static, eigenvalue, buckling, fatigue and stability analysis. Using this program, the designer can generate optimal design data for the cranes without my actual measurements. This system will also be extended to other mechanical structures with kinematic motion like crane.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2004년도 춘계학술발표대회 논문집
• /
• pp.47-50
• /
• 2004

Weight reduction of the carbody is of great concern in developing high speed tilting train. Currently the composite materials are widely applied to the carbody structure due to their excellent material properties such as high specific strength and stiffness characteristics. In this paper, finite element analysis was conducted to design sandwich structures of composite carbody of the Korean Tilting Train eXpress(TTX). Several load tests on the carbody according to JIS E 7105, such as static vertical, compressive and torsional load tests was performed by finite element analysis, and the structural safety of composite carbody structure was verified.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제38권1호
• /
• pp.72-85
• /
• 2001

선박 판부재를 대상으로 중요한 하중경우의 하나인 양축방향 면내하중을 작용시키면서 이중판의 폭, 길이, 두께 및 주판(main plate) 부식 영향 등의 각종 파라메타 영향에 따른 이중판의 정적 강도평가를 주판의 접촉효과를 고려한 탄소성 대변형 비선형 시리즈 구조해석을 수행하였으며 이들 해석 결과로부터 각 파라메타의 변화에 따른 강성과 강도 특성을 분석하였다. 또한 이중판의 보강 효과가 최소한 새판으로 치환 보수한 평판 강도 수준으로 설계되어야 하므로 이를 손쉽게 파악할 수 있게 이중판으로 보강된 판부재를 등가 평판 두께로 환산할 수 있는 간이 평가식을 개발하였다. 이 개발식을 이용하여 각 이중판 설계의 영향인자 변화에 따른 등가 평판두께의 증감 정도를 파악하고 이로부터 적어도 새판으로 보수한 평판강도에 달할 수 있게 양축방향 면내 압축하중을 받는 이중판의 설계지침을 제시하였다. 마지막으로, 개발된 등가 평판 도출식은 고정밀 좌굴강도 평가식과 서로 일정한 상관관계가 있음을 확인하고 관계식을 정립하였다. 이 관계식을 각 경우별로 축적하여 앞으로 일일이 구조해석을 수행하지 않고도 설계된 이중판 강도를 등가 평판두께로 제시할 수 있는 간이 추정식의 개발에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제37권4호
• /
• pp.92-105
• /
• 2000

세장한 선박 판부재를 대상으로 가장 중요한 하중인 종방향 면내하중을 작용시키면서 이중판의 폭, 길이, 두께 및 주판(main plate) 부식 영향 등의 각종 파라메타 영향에 따른 이중판의 정적 강도평가를 주판의 접촉효과를 고려한 탄소성 대변형 비선형 시리즈 구조해석을 수행하였으며 이들 해석 결과로부터 각 파라메타의 변화에 따른 강성과 강도 특성을 분석하였다. 또한 이중판의 보강 효과가 최소한 새판으로 치환 보수한 평판 강도 수준으로 설계되어야 하므로 이를 손쉽게 파악할 수 있게 이중판으로 보강된 판부재를 등가 평판 두께로 환산할 수 있는 간이 평가식을 개발하였다. 이 개발식을 이용하여 각 이중판 설계의 영향인자 변화에 따른 등가 평판두께의 증감 정도를 파악하고 이로부터 적어도 새판으로 보수한 평판강도에 달할 수 있게 길이방향 일축 면내 압축하중을 받는 세장한 이중판의 설계지침을 제시하였다. 마지막으로, 개발된 등가 평판 도출식은 고정밀 좌굴강도 평가식과 서로 일정한 상관관계가 있음을 확인하고 관계식을 정립하였다. 이 관계식을 각 경우별로 축적하여 앞으로 일일이 구조해석을 수행하지 않고도 설계된 이중판 강도를 등가 평판두께로 제시할 수 있는 간이 추정식의 개발에 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제73권6호
• /
• pp.699-714
• /
• 2020

Force based design (FBD) approach is prevalent in most of the national seismic design codes world over. Direct displacement based design (DDBD) and energy based design (EBD) approaches are relatively new methods of seismic design which claims to be more rational and predictive than the FBD. These three design approaches are conceptually distinct and imparts different strength, stiffness and ductility property to structural members for same plan configuration. In present study behavioural assessment of frame of six storey RC building designed using FBD, DDBD and EBD approaches has been performed. Lateral storey forces distribution, reinforcement design and results of nonlinear performance using static and dynamic methods have been compared. For the three approaches, considerable difference in lateral storey forces distribution and reinforcement design has been observed. Nonlinear pushover analysis and time history analysis results show that in FBD frame plastic deformation is concentrated in the lower storey, in EBD frame large plastic deformation is concentrated in the middle storeys though the inelastic hinges are well distributed over the height and, in DDBD frame plastic deformation is approximately uniform over the height. Overall the six storey frame designed using DDBD approach seems to be more rational than the other two methods.

• 한국유체기계학회 논문집
• /
• 제15권6호
• /
• pp.11-17
• /
• 2012

The one way fluid structure interaction analysis on advanced propeller blade for next generation turboprop aircraft. HS1 airfoil series are selected as a advanced propeller blade airfoil. Adkins method is used for aerodynamic design and performance analysis with respect to the design point. Adkins method is based on the vortex-blade element theory which design the propeller to satisfy the condition for minimum energy loss. propeller geometry is generated by varying chord length and pitch angle at design point. Blade sweep is designed based on the design mach number and target propulsion efficiency. The aerodynamic characteristics of the designed Advanced propeller were verified by CFD(Computational Fluid Dynamic) and showed the enhanced performance than the conventional propeller. The skin-foam sandwich structural type is adopted for blade. The high stiffness, strength carbon/epoxy composite material is used for the skin and PMI(Polymethacrylimide) is used for the foam. Aerodynamic load is calculated by computational fluid dynamics. Linear static stress analysis is performed by finite element analysis code MSC.NASTRAN in order to investigate the structural safety. The result of structural analysis showed that the design has sufficient structural safety. It was concluded that structural safety assessment should incorporate the off-design points.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제17권5호
• /
• pp.727-734
• /
• 2005

최근 증가하고 있는 초고층 주거용 구조물 중 많은 수가 건축적인 이유로 인해 건물골조시스템을 주요 지진저항시스템으로 채택하고 있다. 그러나 KBC 2005를 적용하여 건물골조시스템을 설계할 때 기준에서 언급되지 않거나 모호한 표현으로 인해 설계자는 많은 어려움을 겪을 수 있다. 특히 정적$\cdot$동적 해석시 RC부재의 균열단면을 고려한 유효강성의 적용 방법, 변형 적합성을 고려한 골조의 설계법 등에서 어려움을 겪을 수 있다. 이에 대하여 전단벽과 골조(플랫 플레이트)로 이루어진 전형적인 건물골조시스템의 건물에 대해 KBC 2005를 적용하고 기준의 불명확한 부분에 대해서 여러 방법을 적용하여 해석한 결과 기준의 모호한 언급이나 설계자의 임의의 판단으로 인해 층간변위비, 전단벽 및 연결보의 요구강도 등에서 매우 큰 차이가 발생하였으며, 동일한 건물을 이중골조시스템으로 설계한 경우에 비해 건물골조시스템으로 설계한 경우 변형 적합성의 요구로 인해 전단벽의 높은 요구강도 뿐만 아니라 골조에서도 높은 연성이 요구되었다.

• Earthquakes and Structures
• /
• 제9권6호
• /
• pp.1337-1353
• /
• 2015

Seismic upgrading of existing structures is a technical and social issue aimed at risk reduction. Sustainable design is one of the most important challenges in any structural project. Nowadays, many retrofit strategies are feasible and several traditional and innovative options are available to engineers. Basically, the design strategy can lead to increase structural ductility, strength, or both of them, but also stiffness regulation and supplemental damping are possible strategies to reduce seismic vulnerability. Each design solution has different technical and economical performances. In this paper, four different design solutions are presented for the retrofit of an existing RC frame with poor concrete quality and inadequate reinforcement detailing. The considered solutions are based on FRP wrapping of the existing structural elements or alternatively on new RC shear walls introduction. This paper shows the comparison among the considered design strategies in order to select the suitable solution, which reaches the compromise between the obtained safety level and costs during the life-cycle of the building. Each solution is worked out by considering three different levels of seismic demand. The structural capacity of the considered retrofit solutions is assessed with nonlinear static analysis and the seismic performance is evaluated with the capacity spectrum method.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제35권7호
• /
• pp.821-826
• /
• 2011

CAE 기반 구조최적설계법인 위상최적설계와 형상최적설계를 크레인의 경량화에 적용하였다. 붐은 단면 형상을 설계 변수로 변화시키면서 질량의 최소화를 최적설계의 목적함수로 하고 붐의 정적강도와 동적강성이 초기 모델의 성능에 비해서 저하되지 않아야 한다는 제한조건을 설정하였다. 구조해석 및 최적설계는 상용소프트웨어인 Hyperworks를 이용하여 수행하였으며 붐의 단면 형상의 변형에 따르는 요소망의 변동은 모핑 기능을 사용하여 수치 안정성을 확보하였다. 붐의 지지부는 초기 모델을 단순화시킨 설계 영역을 설정하고 이를 삼차원 솔리드 요소로 이산화한 후 위상최적설계를 수행하였다. 최적설계 결과 시스템의 전체 동적, 정적 강성을 저하시키지 않은 채로 붐은 19%, 지지부는 17% 경량화시킬 수 있었다.