• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.13 no.5
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• pp.599-608
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• 2001

Many papers which deal with the dynamic instability of shell-like structures under the STEP load has been published but there have been few papers related to the dynamic instability of hybrid cable domes. And also there are a few researches which treat the essential phenomenon of the dynamic buckling using the phase for investigating occurrence of chaos. In this study the indirect buckling of hybrid cable domes considering geometric nonlinearity are investigated numerically and compared it with the static critical load The dynamic critical loads are determined by the numerical integration of the geometric nonlinear equation of motion and the mechanism of the indirect buckling is examined by using the phase curves.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.10 no.1
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• pp.127-134
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• 2010

The dynamic instability for snapping phenomena has been studied by many researchers. Few paper deal with the dynamic bucking under the load with periodic characteristics, and the behavior under periodic excitation is expected the different behavior against STEP excitation. We investigate the fundamental mechanisms of dynamic instability when shallow EP(Elliptic Paraboliodal) shell of two degree of freedom are subjected to sinusoidal excitation with direct snapping and indirect snapping. By using Newmark-$\beta$ method, we can get the nonlinear response, and characteristics of the dynamic instability through the running response spectrum by FFT(fast Fourier Transform) and attractors are compared in the phase plane. Dynamic buckling loads are strongly influenced by the relationships between the natural frequency of structures and the dominant frequency of incident excitations.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.3
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• pp.417-426
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• 1999

The some papers which deal with the dynamic instability for shell-like structures under the step load have been published, but there are few papers which treat the essential phenomenon of the dynamic buckling using the phase plane for investigating occurrence of chaos. In nonlinear dynamics, examining the characteristics of attractor on the phase plane and investigating the dynamic buckling process are very important thing for understanding why unstable phenomena are sensitively originated by various initial conditions. In this study, the direct and the indirect snap-buckling of shallow arches considering geometrical nonlinearity are investigated numerically and compared with the static critical load.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.10 no.1
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• pp.119-126
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• 2010

The some papers which deal with the dynamic instability for shell-like structures under the dynamic excitation have been published, but there are few papers which treat the essential phenomenon of the dynamic buckling using the phase plane for investigating occurrence of chaos. In nonlinear dynamic, examining the characteristics of attractor on the phase plane and investigating the dynamic buckling process are very important thing for understanding why unstable phenomena are sensitively originated by various initial conditions. In this study, the direct and indirect snapping of shallow EP shell considering geometrical nonlinearity are investigated by Galerkin method numerically. This finding out the characteristic of the dynamic instability through the phases curves and running response spectrum.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.185-185
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• 2011

기존 장대레일 궤도의 안정성 평가는 궤도 매개변수에 대하여 고정된 안전측의 값을 사용하는 결정론적인 해석에 의존해서 평가되어져 왔다. 그러나 실제현장의 궤도조건은 많은 영향인자들에 의해 그 특성이 불확실하게 변하고 있다. 따라서 온도하중에 의한 궤도 좌굴에 영향을 미치는 궤도 구성인자들의 불확실성 및 임의성을 보다 합리적으로 고려하기 위해서 확률론적 기법을 적용하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 기존 본 연구진에 의해 개발된 장대레일 궤도의 좌굴확률 평가시스템을 이용하여 좌굴 취약도 곡선을 나타내었으며, 궤도 좌굴에 영향을 미치는 주요변수 중 하나인 도상횡저항력에 대한 영향을 분석하였다. 좌굴확률 평가시스템에서는 장대레일 궤도의 좌굴확률을 산정하기 위하여 구조물의 안정과 파괴를 판단할 수 있는 기준을 한계상태방정식으로 표현하고, 이 한계상태방정식으로부터 확률론적 기법 중 하나인 AFOSM(Advanced First Order Second Moment) 방법을 이용하여 파괴확률의 간접적인 지표인 신뢰도지수(${\beta}$)를 통해 좌굴확률을 계산한다. 한계상태방정식에서 구조물의 강도(보유성능)에 해당하는 부분은 궤도의 허용좌굴온도이고, 하중(요구성능)에 해당하는 부분은 레일온도하중으로써 현재 레일온도와 중립온도의 차로 반영된다. 허용좌굴온도 산정에 고려되는 주요변수는 곡선반경(Radius), 도상횡저항력(Lateral Ballast Resista nce), 연직도상강성(Vertical Ballast Stiffness), 궤도 틀림량(Misalignment), 틀림길이(Half Wave Length), 열차운행속도(Velocity)이다. 각 확률변수들이 갖는 확률분포는 모두 정규분포로 가정하였다. 궤도의 기하학적 특성은 곡선반경 5,000m에 대해 고려하였으며, 열차는 KTX의 제원을 사용하여 정지된 상태에서 고려하였다. 틀림량과 틀림길이는 이에 대한 통계적 특성자료가 부족하여 확률변수로 고려하지 않고 결정론적 값으로 취급하였다. 레일온도의 통계적 특성치는 본 연구진에 의해 구축된 기후요소 및 레일온도 DB를 근거로 결정하였으며, 중립온도는 선로관리지침에 따라 $25{\pm}3^{\circ}C$를 기준으로 결정하였다. 또한 도상횡저항력은 실측 데이터를 참고로 하여 평균값에서 10%의 변동량을 갖는 것으로 보고 통계적 특성치를 결정하였다. 도상횡저항력이 좌굴확률에 미치는 영향을 매우 큰 것을 알 수 있었으며, 레일온도 $60^{\circ}C$일 때 도상횡저항력이 증가하면서 감소되는 좌굴확률이 도상저항력이 커질수록 그 감소량이 작아지는 것을 알 수 있었다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.21 no.6
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• pp.563-574
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• 2009

This paper briefly describes the fundamental strategies--path-tracing, pin-pointing, and path-switching--in the computational elastic bifurcation theory of geometrically non-linear single-load-parameter conservative elastic spatial structures. The stability points in the non-linear elasticity may be classified into limit points and bifurcation points. For the limit points, the path tracing scheme that successively computes the regular equilibrium points on the equilibrium path, and the pinpointing scheme that precisely locates the singular equilibrium points were sufficient for the computational stability analysis. For the bifurcation points, however, a specific procedure for path-switching was also necessary to detect the branching paths to be traced in the post-buckling region. After the introduction, a general theory of elastic stability based on the energy concept was given. Then path tracing, an indirect method of detecting multiple bifurcation points, and path switching strategies were described. Next, some numerical examples of bifurcation analysis were carried out for a trussed stardome, and a pin-supported plane circular arch was described. Finally, concluding remarks were given.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.4 no.2 s.12
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• pp.81-88
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• 2004

The dynamic instability of snapping phenomena has been studied by many researchers. Few papers deal with dynamic buckling under loads with periodic characteristics, and the behavior under periodic excitations is expected to be different from behavior under STEP excitations. We investigate the fundamental mechanisms of the dynamic instability when the sinusoidally shaped arch structures are subjected to sinusoidally distributed excitations with pin-ends. The mechanisms of dynamic indirect snapping of shallow arches are especially investigated under not only STEP function excitations but also under sinusoidal harmonic excitations, applied i the up-and-down direction. The dynamic nonlinear responses are obtained by the numerical integration of the geometrically nonlinear equation of motion. And using this analyze characteristics of the dynamic instability through the running response spectrum by FFT(Fast Fourier Transform).

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.163-163
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• 2011

풍력타워 기둥구조물에는 유지관리 등의 이유로 출입구 역할을 하는 개구부가 존재하게 된다. 다각형 타워구조물에 개구부형상이 존재하게 되면 압축좌굴 강도에 영향이 있을 것으로 예상되지만, 이를 정량적으로 평가하거나 예측하기는 용이하지 않고 간접적으로 판단할 만한 관련 기준이나 지침도 부족한 상태이다. 이에 최병호 등(2011)에서 다룬 다각형 단면 기둥구조물의 하단에 개구부를 형상화한 수치해석 모델을 수립하고 축방향 압축하중을 재하하는 탄성좌굴 해석 및 비선형비탄성해석을 수행하였다. 본 논문에서는 기존 다각형 단면 기둥모델 중에서 6각형 단면모델에 관해 중점적으로 다루고 있다. 다각형 단면 기둥 해석모델은 단순한 다각형 단면 타워구조에 대해서 뿐 만 아니라, 각 subpanel에 종방향 보강재를 둔 모델에 대해서도 추가적으로 검토하였다. 개구부의 형상은 높이 2000mm, 폭 800mm이며 상하부에 만곡부를 둔 형태이다. 수치해석은 3차원 유한요소해석프로그램인 ABAQUS를 이용하여 수행하였으며, 보강방안으로는 일정범위까지의 모듈 subpanel의 판두께를 보강하는 방안과 edge stiffener를 적용하는 방안에 대해서 검토하였다. 각각의 보강방식에 따른 효과를 비교해 보기 위해 개구부가 없는 모델, 단순히 개구부만 설정한 모델, 판두께를 보강한 모델, edge stiffener로 보강한 모델에 대해 비교해석을 수행하였다. 보강재 없는 단순 다각형 타워구조 모델에 대한 해석결과로부터 개구부로 인한 강도저하는 미미한 수준인 것으로 나타났다. 반면, 종방향 보강재가 적용된 6각형 단면 타워구조 모델에서는 개구부로 인한 강도저감이 22.9%로 높게 나타났으며 상당한 영향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 개구부 주변의 판두께 보강이나 edge stiffener보강 등으로 상당한 강도향상 효과가 확인되었으나, 개구부로 인해 손실된 강도 수준을 완전히 회복하는 수준에 미치지 못하는 것으로 나타났다. 따라서, 향후 다양한 보강방식에 대한 보다 포괄적인 변수연구를 통해 개구부의 영향 없이 온전한 다각형 단면 타워 구조의 극한강도에 도달되기 위한 보강 조건에 대해 검토될 필요가 있을 것으로 사료된다.

• 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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• 2004.05a
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• pp.161-168
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• 2004

The dynamic instability of snapping phenomena has been studied by many researchers. Few papers deal with dynamic buckling under loads with periodic characteristics, and the behavior under periodic excitations is expected to be different from behavior under STEP excitations. We investigate the fundamental mechanisms of the dynamic instability when the sinusoidally shaped arch structures are subjected to sinusoidally distributed excitations with pin-ends. The mechanisms of dynamic indirect snapping of shallow arches are especially investigated under not only STEP function excitations but also under sinusoidal harmonic excitations, applied in the up-and-down direction. The dynamic nonlinear responses are obtained by the numerical integration of the geometrically nonlinear equation of motion, and examined by Fourier spectral analysis in order to get the frequency-dependent characteristics of the dynamic instability for various load levels.