• 대한기계학회논문집
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• 제19권8호
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• pp.1889-1900
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• 1995

In this study, a large deflection analysis of a plane frame composed of a thin-walled tube in investigated. When bent, a thin-walled tube is usually controlled by local buckling and subsequent bending collapse of the section. So load resistance reaches the yield level in a thin-walled rectangular tube. This relationship can be divided into three regimes : elastic, post-buckling and crippling. In this paper, this relationship is theoretically presented to be capable of describing nonlinearities and a stiffness matrix is derived by introducing a compound beam-spring element. A numerical analysis uses a constant incremental energy method and the solution is obtained by modifying stiffness matrix at elastic/inelastic stage. This analytical results, load-deflection paths show a good agreement with the test results.

• 한국공작기계학회:학술대회논문집
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• 한국공작기계학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.261-266
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• 1998

In this study, crush characteristics of thin-walled rectangular tube is investigated. The stiffness of the element is obtained from analytical moment-rotation relationship and approximated load-deflection relationship of thin-walled rectangular tube. A computer program is developed for the large deformation analysis of frame. An incremental displacement method is used in the program and at each incremental stage, the stiffness matrix of the total structure is checked with the state each element for bending and compression.

• 한국항행학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.367-374
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• 2012

박판 폐단면을 갖는 프레임과 같은 보가 warping 조건하에서 동적 거동 특성이 어떠한가를 시뮬레이션과 시험을 통하여 제시하였다. 비틀림 모멘트를 받는 보는 단면은 비틀림 뿐만 아니라 warping에 의해서 변형을 일으키게 된다. 어떤 박판 단면을 갖는 보에서는 warping이 매우 커서 축방향과 전단방향 응력을 발생하고 보의 비틀림에 저항이 크게 된다. 이 논문에서는 유한요소에서 warping restraint factor가 보의 변형 거동과 동적 모드에 미치는 영향을 살펴본다. 유한 보 요소와 박판 요소 모델을 사용하여 정적변형과 고유주파수 및 모드해석을 시뮬레이션하며 이 결과를 시험 결과와 비교한다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.54-62
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• 1998

In this study, collapse behavior of frame composed of thin-walled rectangular tube is investigated. Considering the collapse of frame, the bending and compression members undergo large deformation. The stiffness of the compound element is obtained from analytical moment-rotation relationship and approximated load-deflection relationsh- ip of thin-walled rectangular tube. A computer program is developed for the large deformation analysis of frame. An incremental displacement method is used in the program and at each incremental stage, the stiffness matrix of the total structure is checked with the state of each element for bending and compression.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.205-216
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• 1997

구속된 ?(restrained warping)효과를 고려하는 박벽 공간뼈대구조의 횡후좌굴거동을 조사하기 위하여 기하학적 비선형 유한요소이론 및 해석법을 제시한다. 가상일의 원리를 이용하여 대변형효과를 고려한 3차원 연속체의 평형방정식으로부터, 구속된 ?효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항의 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 박벽 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 박벽 공간뼈대구조를 유한요소로 나누고 변위장을 요소변위에 관한 Hermitian 다항식으로 나타내어 이를 평형방정식에 대입함으로써 접선강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다. 박벽 공간뼈대구조의 횡-비틂좌굴 및 후좌굴 거동에 대한 예제들을 통하여 본 연구에 대한 해석결과와 문헌의 결과를 비교 검토함으로써 본 연구에서 제시된 이론 및 해석방법의 정당성을 입증한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 1997년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.239-246
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• 1997

The general formulation of free vibration and stability analysis of unsymmetric thin-walled space frames and beam-columns is presented. The kinetic and total potential energy is derived by applying the extended virtual work principle, introducing displacement parameters defined at the arbitrarily chosen axis and including second order terms of finite semitangential rotations. In formulating the finite element procedure, cubic Hermitian polynomials are utilized as shape functions of the two node space frame element. Mass, elastic stiffness, and geometric stiffness matrices for the unsymmetric thin-walled section are evaluated. In order to illustrate the accuracy and practical usefulness of this formulation, finite element solutions for the free vibration and stability problems of thin-walled beam-columns and space frames are presented and compared with available solutions.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제11권2호통권39호
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• pp.153-165
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• 1999

비대칭단면을 갖는 박벽 공간뼈대구조의 횡후좌굴거동을 조사하기 위하여 기하학적 비선형 유한요소 해석법을 제시한다. 대변형효과를 고려한 연속체의 증분평형방정식으로부터, 도심에서 정의되는 딤(warping)함수를 고려하고 유한한 회전각의 2차항 효과를 포함하는 변위장을 도입하여 초기응력을 받는 박벽 공간뼈대요소의 증분평형방정식을 유도한다. 박벽 공간뼈대구조를 유한요소로 나누고 변위장을 요소변위에 관한 Hermitian 다항식으로 나타내어 이를 평형방정식에 대입함으로써 접선강도행렬을 유도한다. 또한 updated Lagrangian co-rotational formulation에 근거하여, 증분변위로부터 강체회 전변위와 순수변형성분을 분리시켜서 강체회전은 요소의 방향변화를 결정하고, 순수변형은 부재력증분을 산정하는 불평형하중 산정법을 제시한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.719-730
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• 2007

Timoshenko의 전통적인 보 이론에 근거한 유한 요소의 전단 잠김 현상을 해결하기 위하여 가정 변형도법을 적용한 7자유도 공간 박벽 뼈대요소를 개발하였다. 2개의 노드를 갖는 직선 보요소에서 한 요소내의 변형도가 일정하다고 가정하여 형상함수를 유도하고 이를 바탕으로 가상일의 원리에 따라 강성행렬을 구성하였다. Corotational 기하 비선형 해석법을 이용하여 불평형 하중을 산정하였으며 부재 길이의 비선형 효과를 반영하기 위하여 bowing effect를 정밀하게 고려하였다. 일축 비대칭 단면을 갖는 곡선 외팔보와 이축 비대칭 단면을 갖는 직선 외팔보에 대하여 횡-비틀림 좌굴에 의한 안정 해석과 후좌굴 해석을 수행한 결과 ABAQUS 쉘요소와 좋은 일치를 보여 주었다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제8권2호
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• pp.159-164
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• 2020

The response analysis of frame structure with open section beams considering warping conditions and short duration load have been performed. When a beam of frame structure is subjected under torsional moment, the cross section will deform a warping as well as twist. For some thin-walled sections warping will be large, and accompanying warping restraint will induce axial and shear stresses and reduce the twist of beam which stiffens the beam in torsion. Because of impact or blast loads, the wave propagation effects become increasingly important as load duration decreases. This paper presents that a warping restraint in finite element model effects the behavior of beam deformation, dynamic mode shape and response analysis. The computer modelling of frame is discussed in linear beam element model and linear thin shell element model, also presents a correlation between computer predicted and actual experimental results for static deflection, natural frequencies and mode shapes of frame. A method to estimate the number of normal modes that are important is discussed.

• 전산구조공학
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• 제11권1호
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• pp.191-204
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• 1998

전단변형 효과를 무시하는 경우에 보존력을 받는 박벽공간뼈대구조의 자유진동 및 안정성해석을 위한 일반이론을 유도한다. 이를 위하여 비대칭 박벽단면의 임의점을 통과하는 부재축과 이와 직각을 이루는 두 개의 좌표축을 도입하여 직각좌표계를 정의하고, 이 좌표축을 기준으로 semitangential 회전의 2차항을 고려하는 변위장을 도입하여 연속체에 대한 가상일의 원리로 부터 운동에너지, 탄성변형에너지, 그리고 초기응력에 의한 포텐셜에너지를 유도한다. 이를 이용하여 선형분포하중을 받는 박벽공간뼈대구조의 자유진동 및 안정성해석을 위한 운동방정식을 제시한다. 3차 Hermitian 다항식을 변위파라미터의 형상함수로 사용하여 박벽공간뼈대부재의 질량, 탄성강성 및 기하학적 강성행렬을 산정할 뿐만 아니라, 임의의 위치에 작용하는 분포하중에 대한 하중보정강성행렬(load-correction stiffness matrix)을 제시한다. 본 이론 및 방법의 타당성을 검증하기 위하여 수치해석을 수행하고 문헌의 결과와 비교하여 정당성을 입증한다.