• 한국항공우주학회지
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• 제42권8호
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• pp.629-639
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• 2014

강성이 우수하고, 경량으로 제작이 가능한 격자강화 복합재 구조체를 다기능 구조체의 기층구조로 적용함으로써, 전기전자회로를 용이하게 내장할 수 있으며 방사차폐 특성을 갖춘 다기능 구조체에 대한 설계 및 제작을 수행하였다. 피치계열 탄소섬유 복합재료의 적용을 통해 열전달특성을 향상시키고, 전자회로의 하우징 구조물이 없어도 우주방사환경에 충분한 내구성을 갖도록 경량 국부 강화 방사차폐 방법을 제안하고, 양성자 조사시험을 통하여 선택적 방사차폐의 효과를 검증하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권1호
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• pp.15-26
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• 2020

The top-and-seat angles with double web angles are commonly used in the design of beam-to-column joints in Asian and North American countries. The seismic behavior analysis of these joints with large cross-section size of beam and column (often connected by four or more bolts) is a challenge due to the effects from the relatively larger size of stiffened angles and the composite action from the adjacent concrete slab. This paper presents an experimental investigation on the seismic performance of exterior composite beam-to-column joints with stiffened angles under cyclic loading. Four full-scale composite joints with different configuration (only one specimen contain top angle in concrete slab) were designed and tested. The joint specimens were designed by considering the effects of top angles, longitudinal reinforcement bars and arrangement of bolts. The behavior of the joints was carefully investigated, in terms of the failure modes, slippage, backbone curves, strength degradation, and energy dissipation abilities. It was found that the slippage between top-and-seat angles and beam flange, web angle and beam web led to a notable pinching effect, in addition, the ability of the energy dissipation was significantly reduced. The effect of anchored beams on the behavior of the joints was limited due to premature failure in concrete, the concrete slab that closes to the column flange and upper flange of beam plays an significant role when the joint subjected to the sagging moment. It is demonstrated that the ductility of the joints was significantly improved by the staggered bolts and welded longitudinal reinforcement bars.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.197-208
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• 2000

최 등/sup 1)/은 total lagrangian formulation에 근거한 증분 평형방정식을 적용하고, 강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켜 기하학적 비선형 해석시 해의 수렴성을 향상시켰다. 또한 등매개 쉘 유한요소의 단점인 전단구속 현상과 제로 에너지 모드가 발생하는 문제를 극복하기 위하여 가정 변형률장을 적용하여 보강된 판 및 쉘 구조의 비선형 해석법을 개발하였다. 본 연구에서는 잔류응력을 고려한 쉘구조의 극한강도 해석을 수행하기 위하여, 대변형거동과 함께 소성붕괴거동을 추적할 수 있는 알고리즘을 제시한다. 잔류응력을 고려한 증분평형방정식에 return mapping algorithm을 이용한 탄소성 해석법을 결합시켜서 보강된 판 및 쉘구조의 극한거동을 파악한다. 수치해석 예제를 통하여 본 연구에서 제시된 유한요소 및 비선형 해석 알고리즘에 대한 효율성 및 적용성을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제18권1호
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• pp.1-8
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• 1981

To contribute to the preventive measures against local vibrations of ship's deck panels, some investigations into the prediction method of the natural frequency of the vibration of stiffened plates were done. Firstly, an analytical method based on the orthotropic plate analogy and the Rayleigh method using eigenfunctions of the Euler beam was shown, and numerical results of a regularly stiffened plate were compared with experimental results. And then, the method was extended to stiffened plates having one or two irregular stiffeners to obtain an approximate formula showing the relation between the change of the natural frequency and the size of the irregular stiffeners. The latter case was investigated for the purpose of providing a convenient design manual applicable to cure of local resonant vibrations of ships' deck panels by additional reinforcement of one or two stiffeners. In the analytical development the boundary was assumed to be rigidly supported and elastically restrained against rotation. In the experiment, however, only an extreme case i.e. simply supported boundary was investigated. The results of the investigation show that there is a fairly good conformity between the analytical results and the experimental ones in the first case, and that the approximate formula for the second case is confirmed also to be reliable for the design purpose. Considering that actual boundary conditions of deck panels in ship structures lie mostly somewhere between the simple support and the fixed, the authors discussed problems of the joint efficiency at the boundary of deck panels from the viewpoint of the practical application of the formulae.

• 대한조선학회지
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• 제27권4호
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• pp.67-71
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• 1990

본 논문에서는 신뢰도(reliability)에 제한조건을 두어, 부유식 해양구조물의 주요 부재인 보강된 실린서의 최적설계를 다루었다. 기대되는 총비용을 목적함수로 하여 최소화하였다. 그 총비용은 구조적 비용과 파괴로 인해 예상되는 비용(expected failure cost)으로 구성된다. 여러 설계규정에서 요구하는 설계 요구사항을 역시 제한조건으로서 고려하였다. 본 논문에서는 안전성 측면에서 중요한 구조부재만의 신뢰도를 고려하였고, 시스템의 파괴확율은 일반적으로 부재의 파괴확율보다 상당히 작고 또한 시스템 파괴에 의한 비용을 추정하는 것은 매우 어려우므로 시스템의 파괴는 고려하지 않았다. 또한 파괴모드로써 최종파괴만을 다루었고 피로파괴는 고려하지 않았다. 몇가지 최적설계의 예를 본 논문의 결과로서 보여 주었으며 또한 동일한 구조부재의 설계공식에 따른 최적설계를 비교하기 위해 보강된 실린더의 설계시 현재 사용하는 다른 형태의 설계공식을 갖고 최적설계 결과를 유도하였다. 본 논문에서는 그 결과들로부터 신뢰성해석에 기초한 최적화 과정을 통해 다른 구조물의 설계시 보다 많은 비용의 절감을 꾀할 수 있는 가능성으로부터 그 중요성이 강조되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제31권10호
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• pp.825-831
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• 2007

일반적으로 선박 및 해양구조물에서 사용하고 있는 고강도 알루미늄 재료들은 일반 강재에 비해서 많은 이점들을 가지고 있다. 이러한 알루미늄 재료들은 여러 분야에 걸쳐서 폭넓게 사용되고 있으며, 특히, 초고속 선박의 선체와 갑판부에 많이 이용되어지고 있고, 교량구조물에 사용되는 박스 거더, 그리고 해양구조물의 갑판부와 선측구조에도 널리 이용되고 있다. 이러한 알루미늄 구조는 전체적인 구조부재의 중량을 감소하게 하면서 선속의 증가를 가져온다. 일반적인 강구조물의 응력-변형률 관계와 비교하여 보면, 용접가공에 의하여 발생되는 열영향부의 존재로 인하여 상당히 다르게 나타난다. 왜냐하면, 강구조물에 비해 열전도율이 높아서, 열영향부(heat affected zone, HAZ)의 영향이 크게 작용하기 때문이다. 본 논문에서는 종방향 압축하중을 받는 알루미늄 보강 판넬의 최종강도 특성에 대하여, 열영향부의 범위를 변화한 유한요소해석을 통하여, 열영향부의 범위와 파굴 및 최종강도 거동의 관계에 대해서 고찰하였다.

• Wind and Structures
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• 제28권1호
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• pp.1-17
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• 2019

Internal ring beams are primary components of new ring-stiffened cooling towers. In this study, numerical simulation of the internal flow field of a cooling tower with three ring beams under wind-thermal coupling effect is performed. The studied cooling tower is a 220-m super-large hyperbolic indirect natural draft cooling tower that is under construction in China and will be the World's highest cooling tower, the influence of peripheral radiators in operating cooling tower is also considered. Based on the simulation, the three-dimensional effect and distribution pattern of the wind loads on inner surface of the cooling tower is summarized, the average wind pressure distributions on the inner surface before and after the addition of the ring beams are analyzed, and the influence pattern of ring beams on the internal pressure coefficient value is derived. The action mechanisms behind the air flows inside the tower are compared. In addition, the effects of internal ring beams on temperature field characteristics, turbulence kinetic energy distribution, and wind resistance are analyzed. Finally, the internal pressure coefficients are suggested for ring-stiffened cooling towers under wind-thermal coupling effect. The study shows that the influence of internal stiffening ring beams on the internal pressure and flow of cooling towers should not be ignored, and the wind-thermal coupling effect should also be considered in the numerical simulation of cooling tower flow fields. The primary conclusions presented in this paper offer references for determining the internal suction of such ring-stiffened cooling towers.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제9권3호
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• pp.169-193
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• 2022

By the present paper, both experimental and analytical models have been proposed to study the vibration behavior of partially bio-sourced sandwich panel with orthogonally stiffened core. For a variable mass fraction of Alfa fibers from 5% to 15%, impregnated in a Medapoxy STR resin, this panel were manufactured by molding the orthogonally stiffened core then attached it with both skins. Using simply supported boundary conditions, a free vibration test was carried out using an impact hammer for predicting the natural frequencies, the mode shapes and the damping coefficient versus the fibers content. In addition, an analytical model based on the Higher order Shear Deformation Theory (HSDT) was developed to predict natural frequencies and the mode shapes according to Navier's solution. From the experimental test, we have found that the frequency increases with the increase in the mass fraction of the fibers until 10%. Beyond this fraction, the frequencies give relatively lower values. For the analytical model, variation of the natural frequencies increased considerably with side-to-thickness ratio (a/H) and equivalent thickness of the core to thickness of the face (h_s/h). We concluded that, the vibration behavior was significantly influenced by geometrical and mechanical properties of the partially bio-sourced sandwich panel.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권6호
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• pp.439-446
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• 2006

선체는 기본적으로 판부재들의 조합으로 구성되어 있으며 상당수는 유공판(Perforated plate)으로 이루어져있다. 선체에 설치된 유공판으로서는 선체 상갑판 해치(하역시설로 사용), 선저부의 거더와 플로어(중량경감과 선박 건조 및 검사시 통로확보용), 다이어프램(중량경감 및 파이프 관통의 목적)등이 있다. 이들 유공판에 압축하중이 작용하면 좌굴과 극한강도 특성이 크게 변화할 뿐만 아니라 수반되는 면내응력도재 분포하게 되어 심각한 문제를 발생한다. 실적선에서는 유공주위에 스티프너 보강을 통하여 취약한 좌굴강도 보완하고 있으며, 유공을 고려한 실선에서 사용 중인 유공보강판 모델을 적용하여 좌굴강도 및 극한강도를 파악할 필요성이 있다. 이와 같은 측면에서 각 조선소에서는 각국 선급들이 제시하는 유공판의 좌굴설계식을 사용하여 강도계산을 하고 있으나 임의의 유공크기에 대한 좌굴강도 및 극한강도 평가법을 찾기란 매우 어려운 일이다. 본 연구에서는 실선에서 사용 중인 유공보강판의 모델을 조사하여 비선형 유한요소법(ANSYS)을 사용하여 면내 압축하중이 작용하는 경우에 대해서 유공비, 웹 치수, 두께 그리고 보강재 단면을 변화시켜가며, 극한강도 시리즈 해석을 수행하고 압축극한강도에 미치는 영향을 검토하였다.

• 대한조선학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.283-290
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• 2014

Environmental changes, especially global climate change, are creating new routes to reduce a shipping service distance in Arctic area. The Arctic routes are shorter than 60% of existing ways Panama or Suez canal). For this reason, ship owners prefer to navigate in Arctic area and a transportation of goods though the Arctic area is increasing. But the low temperature in Arctic condition changes the material properties. Especially, the material will be brittle and strength will increase. And an ultimate strength analysis of ship stiffened panels is changed depending on temperatures. In present study, the ultimate strength analysis of stiffened panels in double hull oil tankers is performed under various low temperatures with the material properties obtained by tensile coupon test. The analytical method as named ALPS/ULSAP was used for analysis method and 6 kinds of temperature (20, 0, -20, -40, -60 and $-80^{\circ}C$) were considered to investigate the effect of Arctic conditions.