• Title/Summary/Keyword: 비대칭 단면

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Stability Analysis of Unsymmetric Tapered Thin-walled Beams (비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성 해석)

  • 김성보;구봉근;한상훈;정경섭
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.197-207
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    • 1998
  • 전단변형 효과를 무시하는 경우에 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성 해석을 위한 일반이론을 유도한다. 비대칭 선형 변단면의 임의점을 통과하는 부재축과 단면의 주축의 방향과 무관하고 부재축과 직각을 이루는 두 개의 좌표축을 도입하여 직각좌표계를 정의한다. 정의된 좌표축을 기준으로 유한한 회전각의 2차항을 고려하는 변위장을 도입하여 연속체에 대한 가상일의 원리로부터 탄성변형에너지, 그리고 초기응력에 의한 포텐셜에너지를 유도한다. 이를 이용하여 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성해석을 위한 평형방정식을 제시한다. 3차 Hermitian 다항식을 변위파라미터의 형상함수로 사용하여 박벽 공간 보의 탄성강도 및 기하강도행렬을 상정할 뿐만 아니라, 단면의 좌표축에 상관없이 임의의 위치에 작용하는 하중에 대한 하중보정강도행렬(load-correction stiffness matrix)을 제시한다. 본 이론 및 방법의 타당성을 검증하기 위하여 수치해석을 수행하고 문헌의 결과 및 쉘요소를 사용한 해석결과와 비교하여 본 이론의 정당성을 입증한다.

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Dynamic Characteristics of Composite Thin-Walled Beams with a Chord wise Asymmetric Cross-Section: I. Single-Cell (시위 방향 비대칭 단면의 복합재료 박벽보의 동특성 연구: I. 단일-셀)

  • Kim, Keun-Taek
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.12 no.6
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    • pp.41-49
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    • 2018
  • In this study, the theoretical dynamic characteristics of a thin-walled composite beam with a single-cell of chordwise asymmetric cross-section was studied. Mathematical modeling was done by considering the transverse shear effects, the warping restraint effects, the constant taper ratio in the longitudinal direction of the beam, and the geometrical cross-section ratio. The mass coefficients, stiffness coefficients, and Eigen frequencies of the selected section were investigated. In particular, the effects of the taper ratio and cross-section ratio of the model on the Eigen frequencies were analyzed and compared when the asymmetry of the section was considered and the warping function was not corrected.

Behavior Evaluation on the Non-symmetric Composite Column for Unit Modular Frames (모듈러 골조용 비대칭 기둥-보 접합부에 대한 거동 평가)

  • Park, Keum-Sung;Lee, Sang-Sup;Bae, Kyug-Woong;Moon, Ji-Ho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.23 no.1
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    • pp.36-44
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    • 2019
  • The purpose of this study is to evaluate the structural performance of press-formed type asymmetric column to beam connections of steel-PC composite module frames. Most of the column sections of the joints making up the modular frame use a closed square steel section. The column-beam connection using the closed column section has difficulty in reducing the workability and securing the fire resistance. In order to overcome this disadvantage, concrete is filled in the asymmetrical open type cross section of the steel plate by press forming. A total of four specimens were fabricated to investigate the structural performance of press formed type asymmetric column to beam connections. The experimental results show that the structural performance and behavior of the asymmetric columns are different depending on whether the asymmetric column cross section is composited or the column width thickness ratio. The structural performance of the press formed type asymmetric column to beam connection was evaluated by comparing the experimental results with the theoretical formulas.

Elastic Local Buckling of Orthotropic Open Section Compression Members with Asymmetric Edge Stiffeners (비대칭 연단보강재가 설치된 직교이방성 개방단면 압축재의 탄성국부좌굴)

  • 윤순종;정상균
    • Composites Research
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    • v.14 no.4
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    • pp.1-7
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    • 2001
  • This paper presents the results of an analytical investigation pertaining to the elastic local buckling behavior of asymmetric edge stiffened orthotropic open section structural member under uniform compression. The asymmetric edge stiffener is considered as a beam element neglecting its torsional rigidity. We suggested the analytical model of asymmetric edge stiffeners which is composed of a strip of flange plate, equal width of edge stiffener, and a plate attached at the flange end, and computed the moment of inertia of the stiffener about an axis through the centroid of the ensuing cross-section. Using the derived equation, the local buckling coefficients of asymmetrically edge stiffened orhtotropic I-section columns are predicted and the results are presented in a graphical form.

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Spatial Stability of Non-Symmetric Thin-Walled Curved Beams I : Aanlytical Approach (비대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 안정성해석 I: 해석적 방법)

  • 민병철;김문영
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.239-251
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    • 1998
  • 본 연구에서는 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보의 안정성해석을 수행할 수 있는 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 3차원 연속체로부터 유도된 평형방정식으로부터 선형화된 가상일의 원리를 적용하였다. 박벽단면의 구속된 ?(warping)과 곡률효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항을 포함하는 곡선보의 변위장을 도입하여 단면에 대해 적분함으로써 도심축에 대한 박벽 곡선보의 총포텐셜에너지를 유도하였다. 또한, 단순지지되고 일축대칭 단면을 갖는 박벽원형 곡선보의 면내 및 면외좌굴에 대한 엄밀해를 유도하기 위하여, 면내에 대해서는 균일압축을 받는 원형아치의 역대칭 좌굴모드에 대한 좌굴하중을 유도하고 면외좌굴에 대해서는 균일압축 및 순수휨을 받는 아치의 처짐함수를 가정하여 곡선보의 횡좌굴하중에 대한 일반해를 제시하였다.

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Dynamic Characteristics of Composite Thin-Walled Beams with a Chord-Wise Asymmetric Cross-Section: II. Multi-Cell (시위 방향 비대칭 단면의 복합재료 박벽보의 동특성 연구: II. 다중-셀)

  • Kim, Keun-Taek
    • Journal of Aerospace System Engineering
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    • v.13 no.2
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    • pp.51-59
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    • 2019
  • Subsequently, Part I [1], which was about the single-cell model, a composite thin-walled beam with a multi-cell of chord-wise asymmetric cross-section, was selected in this study. Moreover, the theoretical dynamic characteristics of the model were analyzed. For this analysis, mathematical modeling was performed by considering the warping restraint effects, transverse shear effects, taper ratio and cross-section ratio. Similar to part I, the mass, stiffness coefficients and Eigen frequencies of the multi-cell section considered were investigated. In particular, the comparison between the multi-cell and single-cell sections and the effects of the cross-section ratio and taper ratio of the model on the Eigen frequencies were analyzed. However, the results compared when the asymmetry of the section was considered and warping function were not corrected.

Spatial Stability of Non-Symmetric Thin-Walled Curved Beams II : Numerical Approach (비대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 안정성해석 II : 수치적 방법)

  • 민병철;김문영
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.253-265
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    • 1998
  • 본 논문에서는 연계논문에서 제시한 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보 및 직선보 이론을 토대로, 곡선보 요소 및 직선보 요소를 개발하고 이를 이용한 유한요소 정식화 과정을 제시한다. 유한요소 정식화 과정에서는 요소의 변위장을 도심에 대하여 정의한 후, 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식을 형상함수로 사용하고 가우스 적분을 행함으로써 탄성 강도행렬 및 기하학적 강도행렬을 산정하였다. 얻어진 강도행렬을 이용하여 고유치 문제를 계산함으로써 좌굴하중을 계산하였으며 다양한 해석 예제를 통하여 다른 연구자들의 해석 결과와 비교 검토함으로써 본 연구의 타당성과 우수성을 입증하고자 한다.

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Analytical and Numerical Study on Saptially Coupled Free Vibration of Nonsymmetric Thin-Walled Curved Girders (비대칭 단면을 갖는 박벽곡선보의 자유진동에 관한 수치적 및 해석적 연구)

  • Kim, Nam Il;Kim, Moon Young
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.14 no.3
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    • pp.423-432
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    • 2002
  • This study presented analytical and numerical solutions for spatial free vibration of nonsymmetric thin-walled circular curved beams. The closed-form solutions were obtained for in-plane free vibration analylsis of monosymmetric curved beams. Likewise, two types of thin-walled curved beam elements were developed using the third and the fifth order Hermitian polynomials. In order to illustrate the accuracy and usefulness of the present method, this study presented analytical and numerical solution and compared these with the results using the ABAQUS's shell elements. In particular, effects of the thickness-curvature as well as the inextensional condition were investigated on the free vibration of curved beams with nonsymmetric sections.

Free Vibration Analysis of Thin-walled Curved Beams with Unsymmetric Cross-section (비대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 자유진동 해석)

  • 김문영
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.3 no.1
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    • pp.41-54
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    • 1999
  • For free vibration of non-symmetric thin-walled circular arches including restrained warping effect, the elastic strain and kinetic energy is derived by introducing displacement fields of circular arches in which all displacement parameters are defined at the centroid axis. The cubic Hermitian polynomials are utilized as shape functions for development of the curved thin-walled beam element having eight degrees of freedom. Analytical solution for in-plane free vibration behaviors of simply supported thin-walled curved beams with monosymmetric cross-sections is newly derived. Also, a finite element formulation using two noded curved beams element is presented by evaluating elastic stiffness and mass matrices. In order to illustrate the accuracy and practical usefulness of this study, analytical and numerical solutions for free vibration of circular arches are presented and compared with solutions analyzed by the straight beam element and the ABAQUS's shell element.

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Temperature Measurement of asymmetric arc plasma by abel inversion (비대칭 아크 플라즈마의 온도 분포 측정)

  • 조영태;나석주
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2004.05a
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    • pp.109-111
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    • 2004
  • 아크 플라즈마의 온도 분포를 측정하는 방법으로 개발된 CCD 카메라를 이용한 온도 측정 방법을 비대칭 플라즈마의 온도 분포 측정에 적용하기 위해 비대칭 플라즈마의 데이터 변환에 이용 가능한 아벨 역산 방법을 개발하였다. 비대칭 플라즈마 중 V-groove 상의 아크는 타원형의 플라즈마로 볼 수가 있으므로 타원형의 단면을 가지는 플라즈마에 대해 온도 측정을 수행하고 그 결과로서 모재로 전달되는 아크의 열속(heat flux)의 분포를 예측 할 수 있었다.

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