• 해양환경안전학회지
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• 제24권1호
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• pp.126-132
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• 2018

본 연구에서는 쌍동형 카페리에 다수 존재하는 유공판의 좌굴강도 설계 수행 결과 및 개선사항을 논의하고 있다. 카페리와 같이 길이가 50미터 이상이고, 길이/폭의 비가 12보다 큰 중/소형 고속선박은 상대적으로 두께가 얇고 연강을 사용함으로서 좌굴강도가 취약해질 가능성이 농후하다. 특히, 작업자의 접근 및 통로로 활용되는 유공판에서 좌굴강도가 취약해질 가능성이 있다. 안전한 구조설계를 위해서는 유공주위의 면내 하중 재 분포에 의한 좌굴강도 및 최종강도에 대한 명확한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 유공판의 좌굴 및 최종강도 특성에 영향을 미치는 매개변수의 영향을 종합적으로 고려하기 위하여 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 활용한 비선형시리즈 해석을 수행하였으며, 주요 변수(종횡비, 유공비, 유공형상)들에 대한 영향을 검토하였다. 이 결과를 바탕으로 하여, 유공판의 좌굴강도를 결정짓는 가장 큰 인자는 유공비였으며, 종횡비와 유공의 형상은 그 영향이 미비하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.103-109
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• 2004

본 논문은 조합하중을 받는 공간구조물의 안정경계를 파악하는 것이다. 구조물에 작용하는 독립된 여러 가지 하중벡터는 기본이 되는 하중 모드와 하중매개 변수를 이용하여 나타내고, 독립된 하중 매개변수에는 비례관계를 설정함으로서 하나의 하중변수에 의해 하중을 부여한다. 구조물의 좌굴하중 즉 임계점은 평형조건이 불안정이 되는 극한점과 분기점으로 분류되고, 가장 낮은 하중이 좌굴하중으로 정의된다. 본 논문에서는 기하학적 비선형 문제를 해석하기 위한 수치해석법으로는 호장법과 뉴턴-랩슨법을 이용하였으며, 본 해석을 통하여 안정경계를 파악함은 물론 좌굴모드 및 좌굴하중을 명확히 규명하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.361-369
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• 2001

이 연구는 공간 트러스의 비선형 해석을 위한 해석기법의 수치해석적 효율성에 관한 것으로써, 좌굴 이후의 거동 파악이 가능한 복합 호장법을 제안하였다. 복합 호장범은 현 강성변수를 제어변수로 사용하여, 안정구간에서는 선취법이 첨가된 Secant-Newton법을 사용하여, 불안정구간에서는 가속법이 첨가된 호장법을 사용하는 방법이다. 해석기법의 효율성을 비교하기 위하여 제시된 수지예제에 대한 해의 정확성, 수렴성, 계산시간을 기존의 호장법과 비교하였다. 공간 트러스의 기하학적 비선형 해석에 있어서는 이 연구에서 제안된 복합 호장법이 기존의 호장법보다 수치 해석적 효율성이 뛰어난 것을 알 수 있었다.

• 한국해양공학회지
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• 제26권2호
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• pp.79-84
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• 2012

This study aimed to analyze the nonlinear buckling of ring-stiffened circular cylinders under uniform external pressure, e.g. hydrostatic pressure, considering material nonlinearity and initial imperfection. In the present study, we analyzed the collapse pressure of pressure vessels using ANSYS Workbench, which is a framework of finite element methods. First, linear buckling analysis is performed to find collapse modes of the model. Second, scaling the first mode shape with small factor, geometric model is pre-deformed. And then, by analyzing the nonlinear buckling of the pre-deformed shape, the collapse pressure is estimated. To verify the validity of the analyses, we compared the results with Ross' experimental results. Finally, we applied it to ring-stiffened circular cylindrical shell of the pressure hull of a small submarine.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권1A호
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• pp.1-7
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• 2011

이 연구는 일정표면적 기둥의 좌굴하중에 관한 연구이다. 기둥단면의 변화깊이의 형상함수로는 선형 변단면을 채택하였다. 이러한 기둥의 좌굴형상을 지배하는 상미분방정식을 유도하기 위하여 축방향 압축력을 받는 기둥의 동적 평형방정식을 이용하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정의 지점조건을 고려하였다. 수치해석의 결과로 각종 기둥변수들이 좌굴하중에 미치는 영향을 분석하였다. 특히, 일정표면적으로부터 최대 좌굴하중을 발생시킬 수 있는 기둥의 최강단면비와 그에 대응하는 최강좌굴하중을 산정하였다. 기둥 축에 횡방향 내부지점을 설치하여 좌굴하중을 증가시킬 수 있는 무변위 위치를 찾기 위하여 기둥의 좌굴형상을 산출하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.83-88
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• 2004

최근 강구조물과 해양구조물에 있어서 박판 부재인 고장력강이 널리 사용되면서 좌굴이 발생할 가능성이 커지고 있다. 특히 선박구조는 상자형 박판 구조물로서 용접이나 절단등의 열 가공에 의하여 필연적으로 판부재에 초기처짐이 발생하게 된다. 이러한 초기처짐은 박판부재가 좌굴을 동반한 복잡한 비선형 거동을 나타낼 때 악영향을 미치는 요소이다. 결과적으로 선체구조물이나 해양구조물에 안정성과 정확성을 부여하기 위해서는 발생 가능한 초기처짐을 이상화 하여 2차좌굴을 고려한 초기구조설계에 반영하여야 한다. 본 연구에서는 종방향 압축하중이 작용하고 네변 단순지지조건인 판에 실제 계측된 여러 가지 초기처짐형상을 적용한 유한요소 시리즈 해석을 하였다. 해석방법으로서는 범용유한요소프로그램인 ANSYS의 탄소성대변형 유한요소법을 적용하였고 해석제어는 Newton-Raphson method와 An-length method를 병용하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제8권4호통권29호
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• pp.31-42
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• 1996

본 연구에서는 박벽 구조물의 기하학적 비선형 해석을 수행하기 위하여 개선된 하중 및 변위 증분의 조합법이 제시되었다. 제안된 알고리즘은 기존의 하중 및 변 변위 증분의 조합법 이 고정된 증분량을 갖는 점을 개선하여, 수렴정도에 따라 증분량을 변화시킴으로써, 여러개의 임계점을 갖는 비선형 거동을 보다 효율적으로 추적하도록 하였다. 또한 하중 및 변위 증분법을 전환점을 첫 단계의 기울기에 비례한 값으로 대체함으로써 사용자의 편리를 도모하였다. 트러스, 공간 뼈대, 아치, 쉘 구조물 등의 기하학적 비선형 해석 예제를 통하여, 본 연구에서 제시한 개선된 하중 및 변위 증분의 조합법의 적용성을 입증하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2010년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.313-315
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• 2010

본 연구에서는 I-단면 플레이트거더의 횡비틀림 좌굴현상 및 설계 공칭강도 평가를 위해 3차원 컴퓨터 시뮬레이션을 수행하였다. 유한요소기법을 적용한 비선형 수치해석 모델에 초기 불완전성을 합리적으로 고려한 시뮬레이션 방안은 실제 실험적 평가로 나타난 거동과 잘 일치하는 것을 확인하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.523-535
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• 2014

현 내진기준의 근간인 역량설계법(capacity design)에 의할 때, 중심가새골조의 내진설계는 기둥 및 보부재는 탄성부재로, 가새부재는 반복적인 인장과 압축을 통해 지진에너지를 소산하는 비탄성 부재로 설계되어야 한다. 가새부재는 에너지를 소산하는 과정에서 기둥부재에 추가적인 축력을 유입시키므로, 이 추가 축력을 고려하여 기둥부재를 탄성설계해야 한다. 현행 기준은 중심가새골조의 기둥부재 설계시 전층의 가새가 동시에 인장항복 및 좌굴하는 가장 보수적인 상황을 가정하여 기둥의 축력을 산정하거나 특별지진하중에 대해 기둥을 설계하는 방법을 제안하고 있다. 그러나 전층의 가새가 동시에 좌굴할 가능성은 희박하며, 특별지진하중에는 시스템 초과강도라는 경험적이고 우회적인 요소가 도입되었다는 한계가 있다. 이와 같은 문제점을 극복하기 위한 몇몇 선행 관련 연구들 역시 가새의 좌굴을 명시적으로 고려하지 못하였을 뿐더러 역학적 근거도 희박하다. 최근에 행해진 연구 중에서 역 V형 중심 가새골조를 대상으로, 기존의 기둥축력 산정법이 가지는 한계를 극복할 수 있는 새로운 기둥축력 산정법이 제안된 바가 있다. 하지만 역 V형 중심 가새골조와 X형 중심 가새골조의 하중전달 메커니즘은 상이하기 때문에 이 축력산정법을 X형 가새골조에 그대로 적용할 수는 없다. 따라서 본 연구에서는 X형 중심가새골조만의 역학적 특성을 고려한 네 가지의 기둥축력 산정법을 제안하였다. 특히 모달질량을 가중치로 고려하여 고차모드의 영향을 반영할 수 있는 새로운 방안을 제시하였다. 방대한 지진데이터를 입력으로 한 비선형 동적해석을 수행하여 제시된 방안의 타당성을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권1호
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• pp.83-88
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• 2013

연쇄붕괴는 충격이나 폭발 등의 비정상 하중에 의하여 구조물의 하중 전달요소가 제거됨으로써 구조물의 일부 또는 전체가 연쇄적으로 붕괴되는 형상을 말한다. 예상외의 하중이 기둥부재에 작용할 경우, 좌굴이 발생하며 내력저하가 급격히 진행되어 붕괴에까지 이르게 된다. 하지만 좌굴 후 에너지를 흡수할 수 있는 잔존내력이 충분하면 붕괴를 막을 수 있다. 따라서, 구조물이 최종 붕괴상태에 도달되는 전 과정에 대한 기둥부재의 하중-변형관계를 명확히 파악할 필요가 있다. 본 논문에서는 비선형유한요소해석을 실시하여 H 형 강재기둥의 단부 구속조건이 고정일 경우 잔존내력의 변화추이를 파악하였다. 또한, 처짐이론을 기반으로 이론식을 도출하여 해석값과의 적합성을 검토하였다.