• Steel and Composite Structures
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• 제27권1호
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• pp.13-25
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• 2018

The main objective of this study is to develop a dual approach for geometrically nonlinear finite element analysis of plane truss structures. The geometric nonlinearity is considered using the Total Lagrangian formulation. The nonlinear solution is obtained by introducing and minimizing an objective function subjected to displacement-type constraints. The proposed method can fully trace the whole equilibrium path of geometrically nonlinear plane truss structures not only before the limit point but also after it. No stiffness matrix is used in the main approach and the solution is acquired only based on the direct classical stress-strain formulations. As a result, produced errors caused by linearization and approximation of the main equilibrium equation will be eliminated. The suggested algorithm can predict both pre- and post-buckling behavior of the steel plane truss structures as well as any arbitrary point of equilibrium path. In addition, an equilibrium path with multiple limit points and snap-back phenomenon can be followed in this approach. To demonstrate the accuracy, efficiency and robustness of the proposed procedure, numerical results of the suggested approach are compared with theoretical solution, modified arc-length method, and those of reported in the literature.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권2호
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• pp.111-118
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• 2011

단층 래티스 돔과 같은 스페이스 프레임 구조물은 대공간을 확보하기 위하여 강접합으로 설계함으로써 경제성과 심미성 등의 장점을 확보할 수 있다. 그러나 실제 구조물의 접합상태는 완전한 강접합도, 완전한 핀접합도 아닌 접합부 상세에 따라 중간적인 특성을 나타내는 반강접합이 일반적이다. 본 연구에서는 저자 등에 의해 제안된 Step-Up Erection 공법을 적용하여 단층 라멜라 돔의 접합부 강성에 따른 시공 중의 좌굴 특성을 해석적으로 규명하였다. 얻어진 결과는 시공 Step이 증가할수록 그리고 접합부 휨강성이 핀접합에 가까울수록 좌굴내력은 감소하였으며, 좌굴모드는 시공 Step이 증가할수록, 접합부 휨강성이 강접합에 가까울수록 돔의 정점 부근에서 뜀좌굴 현상에 의한 절점좌굴이 발생하였다. 또한, 시공 Step이 낮을 경우 저면 경계부의 원주방향 부재에서 큰 인장응력 분포를 나타내었으며, 시공 Step이 증가할수록 정점 중앙부에서 큰 압축응력 분포를 보였다. 완성돔을 제외한 시공 중 Step에서는 Step이 증가할수록, 접합부 휨강성이 핀접합에 가까울수록 저면부 경선방향 부재에서 큰 인장응력 분포를 나타내었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.61-76
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• 2002

The structure system that is discreterized by continuous shells is usually used to make a large space structures and these structures show the collapse mechanisms that are captured at over the limit load, and snap-through and bifurcation are most well known of it. For the collapse mechanism, rise-span ratio, element stiffness and load mode are main factor, which it give an effect to unstable behavior. Moreover, resist force of structure can be reduced by initial condition and initial imperfection significantly. In order to investigate the instability of shell structures, the finite deformation theory can be applied and it becomes a nonlinear mathematics in which use equation of tangential stiffness incrementally. With an initial imperfection, using simple example and Flow Truss Dome, the buckling characteristics of space truss is main purpose of this paper, and unstable behavior is studied by proposed the numerical method. Also, by using MIDAS, this research work analyzes displacements and inner forces as the design load of model, and the ratio of buckling load of design load is investigated.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 추계학술대회논문집A
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• pp.471-476
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• 2001

The main object of this study is to develop a reliable FEM simulation technique for stability test using ABAQUS software and to clarify the effect of base profile of a steel D&I(drawn and ironed) can on the dome reversal pressure. For the can after body making simulation, two kind of stability test, dome buckle test and axial crush test are performed. The factors studied in the base profile on the dome reversal pressure are the base diameter, the rim radius, the dome shoulder radius, the dome radius and the dome depth. Within the limits before the occurrence of normal snap-through buckling of dome, the dome reversal pressure is improved by decreasing the base diameter, increasing the dome depth or increasing the dome shoulder depth.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.277-284
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• 2003

One of important problem, in large space structure, is to overcome the self-weight of roof structure. This problem can be solved with using tension members effectively. Thus the rapid progress of hybrid structure, that makes effective use of the means of settling, has a good effect on realizing the large space. These systems of hybrid structure have the advantages of light weight and its own internal redundancy, but are occurred unstable phenomenon such as bifurcation or snap-through buckling, when the load level is come to the critical point. Among the hybrid structure, cable dome is shown the strong nonlinearity of unstable phenomenon in accordance with the external force. Therefore, the purpose of this study is to analyze and verify comparatively the unstable phenomenon of the Geiger and Flower type cable dome structures under axismmetric load.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집 제3권1호(통권3호)
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• pp.191-204
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• 2006

This paper investigate the optimum thickness distribution of plate structure with different essential boundary conditions in the fundamental natural frequency maximization problem. In this study, the fundamental natural frequency is considered as the objective function to be maximized and the initial volume of structures is used as the constraint function. The computer-aided geometric design (CAGD) such as Coon's patch representation is used to represent the thickness distribution of plates. A reliable degenerated shell finite element is adopted calculate the accurate fundamental natural frequency of the plates. Robust optimization algorithms implemented in the optimizer DoT are adopted to search optimum thickness values during the optimization iteration. Finally, the optimum thickness distribution with respect to different boundary condition

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2002년도 추계공동학술대회논문집
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• pp.89-93
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• 2002

선박에서 주요소중에 하나인 판요소는 해양구조물과 골조구조물에 비해 고차의 부정정 구조물로서 구성부재가 국부적으로 좌굴 붕괴하더라도 구조전체적인 붕괴에까지 곧바로 연결될 가능성은 일반적으로 많지 않다고 알려져 왔다. 그러나, 일단 구성부재가 좌굴붕괴하고 나면 국부적으로 구조강성이 저하하고, 그 결과 주변의 타 구조부재가 밟는 하중분담이 증가함으로써 연쇄적으로 구성부재가 소성붕괴하여 결국에는 구조전체적으로 붕괴할 위험성이 있다. 그래서, 이러한 현상을 정확하게 해석하기 위해서는 좌굴 및 좌굴후 거동에 대한 연구가 필요하며 본 논문에서는 면내하중을 받는 직사각형판에 대해서 판 주변 지지조건을 달리한 시리즈 해석을 범용유한요소 프로그램인 ANSYS를 사용하였다. 본 논문에서는 면내하중이 작용하는 판의 경계조건에 따른 시리즈 해석을 통하여 선체판의 탄소성 거동을 규명하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.121-130
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• 2011

스페이스 프레임 구조물은 연속체 쉘 구조물의 원리를 이용하여 매우 넓은 공간을 효과적 으로 덮을 수 있는 구조물이지만 뜀좌굴 및 분기좌굴 등과 같은 불안정거동은 돔형 구조물에서는 더욱 복잡하게 나타난다. 또한 붕괴메커니즘의 이론적 연구와 실험적 연구결과들 사이에서도 많은 차이를 보인다. 본 논문에서는 미적 효과가 크며 단층의 대공간을 확보하기에 적합한 돔형 공간 구조물의 구조 불안정 특성을 접선강성방정식을 이용하여 비선형 증분해석을 수행하고, Rise-span(${\mu}$)비 및 하중모드($R_L$)에 따른 임계점과 분기점의 특성을 돔형 공간구조물의 예제를 통해 고찰하였다. 여기서 불안정점은 증분해석과정을 통해서 예측할 수 있었으며, 예제에서 낮은 ${\mu}$에서는 전체좌굴이, 높은 ${\mu}$의 경우는 절점좌굴이 지배적이며, 낮은 $R_L$에서 정점좌굴이, 높은 $R_L$에서는 전체좌굴이 지배적이고, 전체좌굴이 나타나는 경우, 분기좌굴하중은 완전형상의 극한점좌굴하중의 약 50%에서 70%의 분포를 보였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.160-168
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• 2008

This paper presents the study on the stability of nonlinear oscillations of a thin cantilever beam subject to harmonic base excitation in vertical direction. Two partial differential governing equations under combined parametric and external excitations were derived and converted into two-degree-of-freedom ordinary differential Mathieu equations by using the Galerkin method. We used the method of multiple scales in order to analyze one-to-one combination resonance. From these, we could obtain the eigenvalue problem and analyze the stability of the system. From the thin cantilever experiment using foamax, we could observe the nonlinear modes of bending, twisting, sway, and snap-through buckling. In addition to qualitative information, the experiment using aluminum gave also the quantitative information for the stability of combination resonance of a thin cantilever beam under parametric excitation.