• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.453-462
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• 2009

미분구적법을 이용하여 전단변형을 고려하지 않은 단면적이 변하는 곡선 보의 면내 자유진동을 해석하였다. 다양한 경계조건 및 굽힘 각에 따른 진동수를 계산하였고, 그 결과를 다른 수치해석들과 비교하였다. 미분구적법은 비교적 적은 요소를 사용하고도 정확한 해석결과를 보여주었고, 수정된 결과를 추가적으로 제시하였다.

• 한국농공학회지
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• 제42권2호
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• pp.108-114
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• 2000

This paper explores the non-linear behavior of tapered beam subjected to a floating concentration load. For applying the Bernoulli-Euler beam theory to this beam, the bending moment at any point of elastical is obtained from the final equilibrium stage. By using the bending moment equation and the Bernoulli-Euler beam theory, the differential equations governing the elastica of simple beam are derived , and solved numberically . Three kinds of tapered beam types are considered . The numerical results of the non-linear behavior obtained in this study are agreed quite well to the results obtained from the laboratory-scale experiments.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.1-9
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• 2009

본 논문은 등분포하중과 양끝단에 모멘트가 작용하는 계단식 변단면보(스텝보)의 비선형 횡-비틀림 좌굴에 대해 연구이다. 3차원 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS(2007)와 회귀분석 프로그램 MINITAB(2006)이 단순보 경계조건을 가지고 있는 일단 또는 양단 변단면보의 설계 좌굴강도 산정식 개발에 적용되었다. 해석모델의 비지지길이 내 중앙부분의 플랜지는 폭 30.48cm, 두께 2.54cm로 고정되었으며, 양단 또는 일단 플랜지의 크기는 해석매개변수로 고려되었다. 양단 스텝보는 플랜지 해석매개변수를 고려하여 27개, 일단 스텝보는 36개의 해석모델이 하나의 하중조건에 적용되었다. 본 연구는 잔류응력과 초기변형을 고려하여 비탄성 구간 내 3가지 비지지길이와 5가지 하중조건이 고려된 총 945개의 해석모델을 고려하였다. 잔류응력의 분포는 Pi와 Trahair(1995)가 적용한 분포도를 사용하였으며, 초기변형은 현대제철의 제작기준인 형강길이의 0.1%조건을 적용하였다. 본 논문에 제안된 식과 유한요소해석결과를 비교분석한 결과 양단 스텝보에서는 최대 13%, 일단 스텝보에서는 최대 10%의 차이를 보이고 있다. 본 연구를 통해 개발된 식은 경제적이고 합리적인 설계에 적극활용 가능하며, 변단면 부재의 비탄성 좌굴강도 연구에 크게 기여할 것이다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.66-73
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• 2011

This paper deals with free vibrations of the tapered beams with the constant surface area. The surface area of the objective beams are always held constant regardless shape functions of the cross-sectional depth. The shape functions are chosen as the linear and parabolic ones. Ordinary differential equations governing free vibrations of such beams are derived and solved numerically for determining the natural frequencies. In the numerical examples, hinged-hinged, hinged-clamped and clamped-clamped end constraints are considered. As the numerical results, the relationships between non-dimensional frequency parameters and various beam parameters such as section ratio, surface area ratio, end constraint and taper type are reported in tables and figures. Especially, section ratios of the strongest beam are calculated, under which the maximum frequencies are achieved.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문집
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• pp.965-970
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• 2002

The purpose of this paper is to investigate the free vibration characteristics of tapered beams with general boundary condition(translational and rotational elastic support) at one end and carrying a tip mass with translational elastic support at the other end. The beam model is based on the classical Bernoulli-Euler beam theory which neglects the effects of rotatory inertia and shear deformation. The governing differential equation for the free vibrations of linearly tapered beams is solved numerically using the corresponding boundary conditions. Numerical results are compared with existing solutions by other methods for cases in which they are available. The lowest four natural frequencies are calculated over a wide range of section ratio, dimensionless spring constant and mass ratio.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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• pp.423-428
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• 2002

A numerical method is presented to obtain natural frequencies and mode shapes of tapered beams with static deflections due to self-weight. The differential equation governing the free vibrations of beam taken into account the static deflection due to self-weight is derived and solved numerically. The hinged-hinged, clamped-clamped and clamped-hinged and clamped-free end constraints are applied in the numerical examples. As the numerical results, the lowest three natural frequencies versus distributed slenderness ratio and section ratio are reported in figures. And for the comparison purpose, the typical mode shapes with the effects of static deflection are presented in figures.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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• pp.802-807
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• 2003

The purpose of this paper is to investigate the free vibration characteristics of tapered beams with translational and rotational springs and tip masses at the ends. The beam model is based on the classical Bernoulli-Euler beam theory. The governing differential equation for the free vibrations of linearly tapered beams is solved numerically using the corresponding boundary conditions. Numerical results are compared with existing solutions by other methods for cases in which they are available. The lowest three natural frequencies are calculated over a wide range of non-dimensional system parameters: the translational spring parameter, the rotational spring parameter, the mass ratio and the dimensionless mass moment of inertia.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.563-571
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• 1999

변단 면과 다양한 경계조건을 갖는 보와 타워구조물의 제1모드에서의 고유진동수를 구하는 정확한 해는 1974년에 Kim에 의해 발표되었다. 최근 이 방법은 복합재료 적층 판을 포함하는 2차원 문제의 제 1모드 진동해석에 확장되었으며, 다양한 경계조건과 불규칙 단면을 갖는 판에 매우 효과적이다. 이 논문에서는 변단 면과 경계조건에 따른 특별직교 이방성 판에 대한, Kim에 의해 개발된 간편한 진동해석 방법의 응용결과가 주어진다. 또한 집중하중들에 대한 영향이 연구되었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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• pp.105-108
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• 2008

본 연구에서는 기존에 수행된 균일단면을 가지는 I형 보의 좌굴 강도에 대한 해석적?이론적 연구를 토대로 일축대칭을 이루는 변단면 I형보의 좌굴강도를 산정하고자 범용구조해석프로그램 ABAQUS (2007)를 이용하여 유한요소해석을 실시하였다. 유한요소해석에는 4절점 쉘요소인 S4R이 사용되었고, 플랜지 길이방향 비, 너비방향 비, 두께의 비로 일축대칭 스텝보를 사용하였으며, 균일모멘트를 작용시켰다. 개발된 좌굴강도 제안식은 해석결과와 비교하여 -11%~2%의 오차범위를 나타내었다. 본 연구결과는 다양한 형식의 일축대칭 I형보가 사용되는 빌딩 및 교량 구조물의 경제적이고 합리적인 설계에 활용 될 수 있을 것이다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.269-273
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• 2015

처음 에디슨 경진대회를 준비할 때 업로드 되어 있는 다양한 프로그램을 보면서 어떤 주제를 선정할 지 고민을 하던 중, 눈에 들어온 프로그램은 서울대학교에서 제작한 Co-rotational Plane beam-Dynamic tip load이란 프로그램이었다. 위 프로그램은 한쪽 단이 고정된 외팔보(cantilever beam)의 끝단에 하중을 시간에 관련된 함수(sin, cos)로 주어 각 절점에서의 변위(X, Y), 속도 그리고 가속도를 알려주는 프로그램이다. 우리는 이 프로그램을 이용해서 외팔보 끝단의 진동 형태와 주기가 어떤 요인(단면의 모양, 재료의 성질, 가하는 하중의 진동수 등)에 의해서 변하는지 분석할 수 있었다. 거기서 더 나아가 하중을 실제 지진상황에서의 크기와 유사하게 주고 위 프로그램에서의 보의 거동(진동 주기, 진동 변위 등)을 건물의 거동이라 가정했을 때 면진 주기를 얼마로 설정해야하는지도 알 수 있었다.