• 대한기계학회논문집
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• 제18권11호
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• pp.2922-2931
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• 1994

We propose a modified 6-node element, where the sampling point of Gauss quadrature moved in the thickness direction. The modified 6-node element has been applied to static problems and forced motion analyses. In this study, this method is extended to the finite element analysis of the natural frequencies of two dimensional problems. We also propose a modified 16-node element for three dimensional problems, which behaves much like a 20-node element with smaller degree of freedom. The modified 6-node and 16-node elements have been applied to the modal analyses of beams and plates, respectively. The results agree well with the results of the 8-node or 20-node element models.

• 전산구조공학
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• 제10권4호
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• pp.117-130
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• 1997

본 논문에서는 등방성판의 인장이나 전단변형은 물론 굽힘문제에도 적용할 수 있는 3차원 고체요소들 중에서 최소의 자유도를 갖는 수정 10절점 상당요소를 제안하였다. 제안된 수정 10절점 상당요소는 Q11요소나 20절점요소로부터 자유도가 줄어듬에 기인한 과대한 굽힘강성을 나타낸다. 이러한 상대적 강성과잉 현상을 수정하기 위한 효과적인 방법으로 가우스 적분점 수정 방법을 제안하였다. 수정량은 포아송 비의 함수이다. 수정 10절점 상당요소의 효과를 여러 가지 예에 적용하여 검증하였다. 제안된 수정 10절점 상당요소에 의한 등방성판의 정적해석과 자유진동 해석의 결과들은 20절점요소를 사용한 결과들과 잘 일치하였다.

• 전산구조공학
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• 제8권4호
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• pp.87-97
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• 1995

2차원 유한요소 모델의 동일한 형상과 하중 조건에 있어서 6절점 요소의 굽힘 강성은 8절점 요소의 굽힘 강성보다 더 크게 나타난다. 이와 같은 현상은 3차원 16절점 요소와 20절점 요소에서도 나타나며, 완전 요소의 중간 절점들을 제거하므로 인하여 나타난다. 따라서 이 현상을 상대적 강성강화 현상이라 할 수 있다. 강성강화 현상을 보정하기 위한 매우 효과적인 방법으로 가우스 적분점 수정법을 도출하였으며, 이 방법은 확장적인 강성과 같이 다른 종류의 강성을 변화시키지 않으며, 또한 패취시험을 통과하였다. 적분점 수정량은 재료의 포아송비의 함수로 나타나며, 2차원 평면응력 상태와 평면변형율 상태에 대한 두개의 수정식을 구하였고, 또한 3차원 고체요소에 대하여 확장하였다. 가우스 적분점 수정법의 효과를 검증하기 위하여 보와 판의 자유 및 강제운동 문제를 해석하였으며, 등방성 적층 보와 판에 대해서도 단층보와 단층판과 같은 방법으로 적용하여 그 효율성을 입증하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.37-52
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• 2012

이 연구에서는 감절점쉘요소의 개념에 근거한 새로운 4절점 곡면 쉘요소를 제시하였다. 회전장이 독립변수로 도입된 범함수에 의하여 면내회전자유도를 도입함으로써 개발된 쉘요소에서는 절점당 6자유도를 갖도록 하였다. 아울러 쉘요소의 면내거동 개선을 위하여 4개의 비적합변위형에 의한 비적합변위를 면내방향의 변위성분에 추가하였으며, 면외거동 개선을 위하여 대체전단변형률장이 적용되었다. 이 연구에서의 비적합변위형의 수치적 구현에 있어서 일정한 변형률상태를 표현할 수 있도록 하기 위하여 비적합변위형의 직접 수정법이 적용되었다. 이렇게 정식화된 쉘요소 강성행렬의 수치적분에 있어서는 부피적분을 위하여 9점 적분법이 사용되었다. 개발된 쉘요소는 바람직하지 못한 영에너지모드를 갖지 않으며, 일정한 변형률 상태를 표현할 수 있음을 확인하였다. 개발된 4절점 곡면 쉘 요소에 대한 다양한 수치예제를 통한 검증 결과, 전반적으로 양호한 거동을 보여주고 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제25권9호
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• pp.1376-1383
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• 2001

Meshless methods, developed in various ways over the past decade, have been attractive as new computational methods in that they do not need mesh generation in analyzing procedure. But most of these methods were not truly meshless methods because background meshes were required for the spatial integration of a weak form. Accordingly, in this paper, nodal integration for truly meshless methods has been studied, and an improvement scheme is proposed. To improve stabilization and accuracy, which are the weak points in previous nodal integration methods, the integration area is transformed to circle and then numerically integrated. This method does not need any adding term for stabilization in the variational formulation and then simplifies the integration procedure. Numerical test results show that the proposed method is more accurate, stable, and reasonable than the existed nodal integration methods.

• 대한기계학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.990-1004
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• 1995

A modified 16-node element for composite plate has been proposed and compared with the 20-node element to check the validity of it. The fields of numerical inspection include mode analysis and specific damping analysis. By symetrizing the conventional unsymmetric damping matrix in the analysis of specific damping capacity, we could compute the specific damping capacity and make a program, effectively. In addition, we could predict the errors caused by reduction of integration order in thickness direction depending upon the number of layers.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.247-258
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• 2004

복합적층 곡선패널의 비감쇠 강제진동문제를 해결하기 위한 쉘 요소를 제안하였다. 본 연구에서는 절점당 6개의 자유도를 갖는 4절점 EAS 쉘요소를 사용하였다. EAS 방법을 이용하여 전단잠김과 면내잠김 현상을 극복하였으며, 전단보정계수를 사용하지 않고 분포형상함수에 의해 두께방향에 따른 전단변형을 포물선으로 분포시킨 수정된 1차전단변형이론을 적용하였다. Newmark 직접적분법이 시간에 관한 운동방정식의 적분과 시간이력을 해결하기 위해 적용되었다. 곡선패널의 기하학적 조건과 화이버 보강각도 및 적층조건 등의 매개변수 변화에 따른 강제진동응답을 분석하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제46권3호
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• pp.210-218
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• 2018

항공기와 같은 복잡한 구조물의 유한요소해석을 위해 자동요소망을 생성하면 일반적으로 삼각형 요소가 많이 생성되게 된다. 하지만 삼각형 요소는 사각형 요소에 비해 정확도가 떨어지므로 신뢰성 있는 해를 도출하기 어렵다. 이와 같은 문제는 배경셀 적분을 이용한 무요소법(Meshfree Method)을 통해 개선할 수 있으나 이 또한 적분점의 과다사용, 적분영역의 비효율성 등의 문제가 발생하게 된다. 이를 개선하기 위해 절점 기준으로 적분영역을 설정하여 적분을 수행하는 방법이 제안되었지만 비압축성 문제의 경우 해의 진동현상이 일어나는 등 수치 정확도가 떨어지게 된다. 따라서 본 연구에서는 적분영역을 절점영역이 아닌 요소영역으로 설정하는 수정된 무요소법을 통해 요소의 형태에 따른 정확도 저하가 발생되지 않고 기존의 무요소법에서 발생되는 수치 불안정성 등을 개선하였다. 2차원 예제를 통해 수정된 무요소법의 효용성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권12호
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• pp.3007-3019
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• 1993

For the same configuration, the stiffness of 6-node two dimensional isoparametric is stiffer than that of 8-node two dimensional isoparametric element. This phenomenon may be called 'Relative Stiffness Stiffening Phenomenon.' In this paper, the relative stiffness stiffening phenomenon was studied, and could be corrected by modifying the position of Gauss integral points used in the numerical integration of the stiffness matrix. For the same deformation (bending) energy of 6-node and 8-node two dimensional isoparametric elements, Gauss integral points of 6-node element have to move closer, in comparison with those of 8-node element, in the case of numerical integration along the thickness direction.

• 한국해양공학회지
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• 제12권2호통권28호
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• pp.1-21
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• 1998

In this paper, a non-conforming 3-D 8-node solid element(MQM10) has beets applied to the analyses of static and dynamic bending problems of laminated composite plates The QM10 element exhibits stiffer bending stiffness which is caused by the reduction of degree of freedom from Q11 element. As an effective way to correct the relative stiffness stiffening phenomenon the modification of Gauss sampling points for composite plates is proposed. The quantity of modification is a function of material properties. Also, another two modified equations are obtained, one is modification for stress, and the other is modification of coefficient of shear modulus in free vibration. It is noted that MQM10 element can analyse the static and free vibration problems of various 3-dimensional composite plates composed of unidirectional laminae, woven laminae or braided laminae. The results of MQM10 element are in good agreement with those of 20-node element.