• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.185-199
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• 1999

본 연구에서는 새로운 spline 유한대판 요소를 제안하였다. 제안된 정식화는 등매개 개념에 의해 기하학적 형상과 변위장을 가정함에 있어 길이방향은 3차의 B-spline 곡선으로, 횡방향에 대해서는 Lagrange 다항식에 의해 표현된다. 이 논문은 평판과 쉘해석에 있어서의 등매개 spline 유한대판 요소의 개선에 목적을 두고 있다. 이 새로운 요소는 스트립의 내부 절점에서 6개의 자유도를 갖는 합-응력 감절점 쉘 요소로부터 유도하였다. 스트립의 기하학적 형상은 강체 회전에 대한 정의에 위배되지 않고도 두께 방향을 따라 Jacobian이 일정하다는 가정을 따랐으며 고체역학에서 정의되는 면내 회전을 penalty 함수에 의한 구속조건으로 간주하여 면내 회전에 관계된 자유도를 생성하였다. 제안된 요소에 대하여 쉘의 전형적인 문제에 대한 수치예제를 보였으며 이 스트립 요소의 성능을 평가하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.729-732
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• 2010

본 논문에서는 이산 변수 최적화에 적합한 유전 알고리듬을 이용하여 복합재 적층 패치의 최적강도설계를 수행하였다. 기저판(substrate)와 접착제(adhesive), 그리고 복합재 적층 패치로 이루어진 구조물에서 패치의 강도를 효율적으로 구하기 위해서 응력 함수 기반의 해석적 방법을 도입하였다. 면외 방향의 응력 함수를 가정하여 가상 공액일의 법칙(complementary virtual work principle)에 적용하였으며, 복합재 패치의 자유 경계조건으로부터 면내 방향의 응력함수를 결정하였다. 응력 함수를 통하여 구한 층간 응력 값은 자유 경계 효과를 잘 나타내었고, 이를 이용하여 패치의 강도 해석을 수행하였다. 강도 해석 시, 복합재 패치의 파괴 기준은 면내 응력들에 대해서는 최대 응력 척도를 사용하였으며, 층간 응력들에 대해서는 quadratic delamination 척도를 사용하였다. 유전 알고리듬을 이용한 최적강도설계 과정에서는 임의의 염색체가 주어진 적층 구속 조건을 만족할 수 있게 수정(repairing)하는 과정을 도입하였다. 또한 다수의 전역해(global optima)를 효과적으로 찾기 위해서 multiple elitism 기법을 도입하였다. 응력 함수 기반의 강도 해석방법과 유전 알고리듬과의 연계를 통한 복합재 적층 패치의 강도최적설계 기법은 패치 구조물의 해석 및 설계에 있어서 효율적인 도구로서 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.10 no.3 s.36
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• pp.393-406
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• 1998

In this study buckling behavior of orthotropic plate with a longitudinal stiffener under in-plane linearly distributed loads is investigated. All edges of plate are assumed to be simply supported and the stiffener is considered as a beam element. For the equation of buckling analysis Rayleigh-Ritz method is employed. The upper limit of the critical stress at various location of stiffener is determined by using Lagrangian multiplier method. Buckling analysis is performed for the various position of stiffener and for the various width ratios between plate and stiffener. The parametric study shows that, when four edges of plate are simply supported, the most effective position for a longitudinal stiffener is at the location of which the upper limit of the stress is the maximum.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.17 no.4 s.77
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• pp.439-447
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• 2005

When arch ribs are subjected to vertical loading, they may buckle suddenly towards the in-plane direction. Therefore, the designer should consider their in-plane stability. In this paper, the in-plane elastic and inelastic buckling strength of parabolic, fixed arch ribs subjected to vertical distributed loading were investigated using the finite element method. A finite element model for the snap-through and inelastic behavior of arch ribs was verified using other researchers' test results. The ultimate strength of arch ribs was determined by taking into account their large deformation, material inelasticity, and residual stress. Finally, the finite element analysis results were compared with the EC3 design code.

• Composites Research
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• v.18 no.4
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• pp.8-13
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• 2005

Rotating circular disks are widely used in data storage devices as well as in traditional industrial machines. Faster rotating speed is required in data storage devices for higher data transfer rate. In this Paper an application of composite materials to CD is proposed to increase critical speeds and the strength analysis was performed. A differential equation of displacement is derived for the analytic stress distribution of rotating polar orthotropic disk. The stress distributions for typical GFRP and CFRP disks and the maximum allowable speeds subjected to a constraint of tensile strength are presented in addition to polycarbonate disk. The results show that the application of CFRP to rotating disk can increase the maximum allowable rotating speed but this may not be applicable to GFRP disk.

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 2005.04a
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• pp.176-179
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• 2005

Rotating annular disks are widely used in data storage devices such as CDs, DVDs(digital versatile disks), and HDs(hard disks) as well as in traditional industrial machines like sawing machines, turbines, brake disks. The exact stress distribution of rotating polar orthotropic disk is derived by solving directly the equilibrium equation instead of using stress function. Stress distributions for typical GFRP and CFRP disks are presented in addition to polycarbonate disk. The results show that the application of CFRP to rotating disk can increase the maximum allowable rotating speed but this may not be applicable to GFRP disk.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2003.10a
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• pp.129-129
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• 2003

• Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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• 1999.04a
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• pp.139.1-142
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• 1999

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.488-491
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• 2009

본 논문에서는 응력함수와 Kantorovich method를 이용하여 기저판(substrate)에 인장과 굽힘이 작용할 때 복합재 패치의 3차원 응력을 해석하였다. 면내 방향과 면외 방향의 두 응력함수에 가상 공액일의 법칙(Complementary virtual work principle)을 적용하였으며 복합재 패치의 자유 경계조건과 바닥의 기저판으로부터 전달되는 전단 수직 응력 조건을 부여하였다. 이를 통해서 패치 구조물의 지배방정식을 연립 미분 방정식 형태의 고유치 문제로 변환하여 응력함수를 구하였다. 위 방법의 타당성과 효용성을 검증하기 위한 수치 예제로 cross-ply, angle-ply, quasi-isotropic의 패치 적층 배열을 고려하였으며, 층간 응력함수 값이 자유 경계에서 최고치를 나타내고 패치 중심부로 갈수록 급격히 감소하는 모습을 확인하였다. 제안된 기법은 기저판에 인장하중이 작용하는 경우뿐만 아니라 굽힘 하중이 작용하는 경우에도 정확한 예측이 가능하여, 패치 구조물의 층간 응력을 포함한 3차원 응력을 해석하는데 있어서 효율적인 해석 도구로서 사용할 수 있을 것이라 사료된다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.4A
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• pp.299-305
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• 2009

In this study, in order to research the causes lead to fatigue crack in the coped stringer of a steel railway bridge, we take the steel railway bridge which actually occurs fatigue crack as a research object and manufacture the full size of crossbeam-stringer and floor system model to perform the experimental test. The results indicates that, the fatigue crack in the top of coped area of stringers is caused by the reciprocal action of the in plane stress in the tip of coped area of web by the negative moment occurred in the end of the stringers. While the fatigue crack in the bottom of coped area of stringers is due to the plane stress caused by the out-plane deformation relative to the bottom of coped area of web of the fixed end in the stringers.