• 기계저널
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• 제33권7호
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• pp.614-627
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• 1993

좌굴하기 쉬운 구조물을 설계할 때는 반드시 좌굴특성에 대한 어떤 직관을 가져야 한다. 이글의 목적은 셸 구조물이 비선형붕괴(nonlinear collapse), 분기좌굴(bifurcation buckling) 또는 이들 모드의 조합에 의해서 어떻게 좌굴될 것인가에 대한 감각을 전하는데 있다. 이 불안정에 대한 직관적 이해는 보강되고 여러 요소들로 조립되며 분지셸(branched shell)을 갖거나 복잡한 벽구 조를 갖는 실제 셸 구조물 등의 많은 예에 의해서 얻어질 수 있다. 이 글에서는 수식의 개발이 아니라 불안정의 예측에 주안점을 두고 있으며, 큰 처짐과 소성의 조합에 의해 발생되는 비선 형좌굴과 결함민감도가 특히 강조된다. 또한 최적화된 구조물의 국부 및 전체 불안정, 좌굴모드의 상호작용, 그리고 결함민감도(imperfection sensitivity) 등이 예시된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.407-421
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• 1998

본 논문에서는 박판구조물의 좌굴모드 및 좌굴응력값을 구하기 위해서 spline finite strip method를 이용하여 박판구조물이 흔히 좌굴을 일으키기 전에 다양한 초기부정형으로 인하여 발생할 수 있는 전좌굴변형 및 비선형 응력-변형률 관계를 포함한 비선형 비탄성 좌굴해석프로그램을 개발하였다. 이 방법은 다양한 지점조건과 임의의 하중조건을 가지는 박판구조물에 적용이 가능하며, 초기부정형과 잔류응력을 포함하고 있는 다양한 형태의 박판구조물의 비선형 좌굴거동을 보다 정확하게 예측할 수가 있었다.

• 전산구조공학
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• 제11권4호
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• pp.155-168
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• 1998

보강된 판 및 쉘구조의 안정성 및 후좌굴을 포함하는 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여, total Lagrangian formulation에 근거한 연속체의 증분평형방정식으로부터 변형된 쉘요소인 유한요소이론을 제시하였다. 쉘구조의 곡률이 불연속적으로 변하거나 쉘부재들이 유한한 각도로 만나는 보강된 판 및 쉘구조의 비선형 해석이 가능하도록 주부재와 보강재 간의 연결점에 대한 일반적인 변환관계를 제시하였으며 좌굴해석 및 기하학적 비선형해석의 경우에 해의 정확성 및 수렴성을 개선시키기 위하여 접선강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켰다. 또한, shear locking 현상을 극복하기 위하여 감차적분을 적용하였고 쉘구조의 좌굴해석에서는 power method를 적용하여 해석의 효율을 높였으며, 후좌굴해석에서는 변위 및 하중증분법을 적절히 결합시켜 보강된 쉘구조의 후좌굴 거동추적이 용이하였다. 또한, 입력자료를 손쉽게 준비하고 좌굴모드 및 후좌굴거동을 효율적으로 분석하기 위하여 전, 후 처리 프로그램을 개발하였고 다양한 해석예제를 통하여 다른 문헌의 해석결과를 비교함으로써 본 연구에서 개발된 유한요소 해석프로그램의 타당성 및 정확성을 입증하였다.

• 전산구조공학
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• 제8권3호
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• pp.79-89
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• 1995

본 논문에서는 평판 두께 방향의 선형 및 비선형 응력 분포를 일정한 크기의 단순응력 상태로 가정하는 분할판(Two-element plate) 개념을 이용하여 비선형 특성을 나타내는 평판의 강도해석을 할 수 있는 Reissner 범함수와, 재질 특성은 선형이면서 기하학적 비선형 특성만을 갖는 평판의 강도해석을 할 수 있는 변형 Reissner 범함수를 모델링하였다. 두 종류의 Reissner 범함수들을 근거로 하여 축방향 하중을 받는 평판의 선형 좌굴과 좌굴후의 비선형 특성 및 최대강도들을 계산할 수 있는 유한요소 방정식과 프로그램 개발을 시도하였다. 개발한 프로그램을 이용한 수치해석 결과, 분할판 이론을 사용한 선형좌굴해석 결과가 기존의 평판이론을 사용한 선형좌굴해석 결과와 유사항 경향을 나타냄으로써 분할판 이론에 근거한 유한요소법을 하중과 경계조건 및 구성재질이 다양한 일반적인 평판의 강도해석에 확대 적용함은 물론 좌굴후 비선형재질 특성으로 인한 평판의 최대강도도 예측 가능하다고 생각한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.53-61
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• 2015

본 논문에서는 대공간구조에 폭넓게 사용되는 단층 래티스돔의 비선형거동에 관한 비교 연구를 수행하였다. 단층 래티스돔은 특성상 두께가 얇은 쉘구조의 거동과 유사하므로 전통적인 쉘좌굴 이론을 적용하여 내력을 산출할 수 있으며 또한 이 결과를 유한요소해석 프로그램을 이용한 수치해석의 결과와 비교, 분석하였다. 쉘좌굴 이론을 이용하여서는 래티스 돔의 전체좌굴하중과 부재좌굴하중을 산정하였으며, 유한요소해석법을 이용하여서는 고유치 해석에 의한 좌굴하중과 기하학적 비선형 해석에 의한 극한하중을 각각 산정하였다. 래티스돔의 절점은 강절점 및 핀절점으로 각각 모델링하였다. 쉘좌굴이론에 의한 좌굴내력은 전체좌굴하중과 부재좌굴하중의 작은 값으로 결정되며 이 값은 유한요소해석을 이용한 고유치 해석보다는 비선형 해석에 의한 극한하중에 보다 근사한 값을 제공하였으며 또한 좌굴하중의 형식을 예측하는데에 유용하게 활용되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제13권5호
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• pp.599-608
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• 2001

STEP 하중을 받고 있는 쉘형 구조물의 동적 불안정 문제를 다룬 연구 결과는 다소 발표되고 있으나 Hybrid 케이블 돔의 동적 불안정 문제를 다룬 연구는 아직 없는 실정이다. 또 카오스의 생성을 파악하기 위하여 위상면을 이용하여 동적 좌굴의 기본적 현상을 다룬 연구도 거의 없다. 본 연구에서는 기하학적 비선형을 고려한 Hybrid 케이블 돔의 간접좌굴을 수치적 기법으로 조사하고 이를 정적 임계하중과 비교하였다. 동적 좌굴하중은 비선형 운동방정식을 수치분석하여 결정하고 위상면을 이용하여 간접좌굴 현상을 규명한다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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• pp.613-616
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• 2010

본 논문에서는 라인파이프 강관의 압축-휨 좌굴 성능 평가 기법을 개발하기 위해 비선형 유한요소해석을 사용하였다. 고강도 강재의 연성거동을 모사하기 위해 범용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS의 사용자 재료모델을 사용하여 GTN(Gurson-Tvergaad-Needleman) 모델을 작성하였다. 실험결과와의 비교를 통해 재료모델상수를 결정하였으며 압축-휨 좌굴 실험의 모사에 사용하였다. 압축-휨 좌굴 성능 평가는 비선형 유한요소해석의 결과로부터 얻어진 한계압축변형률과 최대휨모멘트를 기준으로 수행될 수 있다. 개발된 성능 평가 기법은 고강도 강재를 이용한 라인파이프의 설계 시 대변형 거동 분석에 유용하게 사용될 수 있다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.133-140
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• 2010

본 논문은 서남권 돔 야구장의 불안정 거동을 파악하고자 한다. 해석 대상 구조물의 설계하중과 이들의 조합 하중에 의한 하중모드에 대하여 구조물의 비선형 Snapping 현상을 조사하며, 초기 불완전성은 접선강성행렬의 고유치해석을 통해 좌굴 모드를 얻고 이를 비선형해석에 이용한다. 단 부재좌굴 또는 국부좌굴 등은 본 연구과제의 연구범위에 고려치 않으며, 전체좌굴 현상에 한정한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제33권4호
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• pp.35-40
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• 2005

압축하중을 받는 실린더형 구조물에 대한 보강방법으로는 스킨-스트링거, 격자보강 형상 등 여러 종류가 있다. 그 중 isogrid 형상은 정삼각형형태의 보강대가 반복되는 보강구조로서 여러 가지 조합하중 및 집중하중에 대한 대처능력이 우수한 보강구조이다.본 논문에서는 격자보강 구조 중 isogrid 구조에 대한 압축 좌굴시험 및 비선형 해석을 수행하였다. Isogrid 패널은 두께가 11.43 mm, 높이가 660 mm, 외경이 2.4 m이며 70도의 원호를 이루는 알루미늄합금 일체형 구조이다. 시편에 대한 압축 좌굴시험을 통하여 국부좌굴강도, 전체좌굴강도, 국부좌굴후의 거동 등을 확인하였다. 또한 MSC/MARC를 이용한 비선형 FEM 해석을 수행하여 구조시험 결과와 비교하였다. 해석 시에는 패널의 소성 가공 시 발생한 형상공차를 고려하였다. 시험결과와 해석결과는 좌굴하중 및 좌굴모드가 모두 비교적 일치하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2009년도 정기 학술대회
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• pp.496-499
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• 2009

본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 분기이론에 관한 수치 해석적 기본 방법 및 경로 추적, pin-pointing, 경로 전환을 기술하고 있다. 비선형 탄성 불안정 상태는 극한점과 분기점으로 분류될 수 있으며, 평형경로상의 평형점의 계산 및 평형경로상의 특이점을 찾기 위한 pin-pointing 반복계산을 수행하는 일반적인 비선형 수치해석법으로 극한점을 계산할 수 있다. 그러나 분기좌굴 해석을 위해서는 좌굴 후 분기경로의 추적을 위한 분기경로 전환 알고리즘이 추가적으로 필요하다. 본문에서는 에너지이론에 기초한 일반 탄성안정이론을 소개하고, 평형경로 추적, 분기 좌굴점을 찾기 위한 직접법과 분기경로 전환에 관한 이론을 전개한다. 분기좌굴 해석예제로 트러스로 이루어진 스타돔, 핀지지의 평면아치, 평면프레임, 3차원 공간프레임의 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 실용성을 검증한다.