• 해양환경안전학회지
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• 제28권2호
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• pp.414-421
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• 2022

해저 석유와 가스 탐사가 점점 더 깊은 수심으로 진행되고 있으며, 해저 파이프라인은 고압 및 고온 조건에서 작동하는 것이 일반적이다. 온도 및 압력 차이로 인하여 파이프 축 방향 힘이 축적되는 현상이 있다. 이러한 현상은 파이프라인을 구속하는 해저면 효과 때문에 파이프라인은 횡 좌굴이 발생하게 된다. 온도가 증가하는 경우 축 방향의 압축 하중이 가해지며 이 하중이 임계 수준에 도달하면 파이프가 수직방향으로 움직이게 된다. 또는 파이프라인의 구조적 완전성을 위태롭게 할 수 있는 횡 방향 좌굴이 발생하는 상황에서, 작동 중 파이프라인의 구조적 안전함을 보장하기 위해 파이프라인의 상세 구조 강도평가가 수행되어야 한다. 본 연구에서는 해저면의 마찰 효과 및 재료의 열 수축/팽창을 고려한 비선형 구조해석을 상용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 활용하여 검토하였으며, 외부충격에 의한 횡 방향 좌굴 안전성을 분석하였다. 본 연구의 결과를 통하여 수치 해석적 단순화된 분석 모델을 통하여 해저면의 효과를 고려한 조건에서의 실제 파이프라인의 붕괴 조건을 예측할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권10호
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• pp.4706-4712
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• 2013

편미분방정식해법을 위한 효일적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 이방법은 복잡한 구조 및 하중에 따른 컴퓨터 용량의 과도한 사용뿐만 아니라, 복합알고리즘의 어려움 피하기 위해 많은 분야에 적용되어 왔다. 본 연구에서는 내평면 등분포하중 하에서 단면적이 변하는 비대칭 곡선보의 좌굴 (buckling)을 미분구적법(DQM)으로 해석하였다. 다양한 단면적 변화와 열림각 (opening angle)에 따른 임계하중을 계산하였다. DQM의 해석결과는 정확한 수학적해법 (exact analytic solution)과 비교하였으며, DQM은 적은 격자점 (grid point)을 사용하여 정확한 해석결과를 보여주었다. 또한, 다양한 단면적 변화에 따른 새로운 결과를 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.265-274
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• 2018

빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서의 곡선보 사용 증가가 이러한 구조물의 동적거동해석에 필요한 정확한 해법 발전에 괄목할 만한 기여를 해왔다. 탄성곡선 보의 안정성거동은 많은 연구자들의 한 과제분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한치분법이나 유한요소법으로 해결해왔다. 이러한 방법들은 복잡한 기하학적 구조 및 하중에 따른 격자점의 증가로 많은 컴퓨팅시간을 요구한다. 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중 은 컴퓨터 용량을 과도하게 사용할 뿐만 아니라, 복합알고리즘 프로그램의 어려움을 극복하기위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. DQM을 이용하여 곡선 보의 아크 축 신장을 고려한 내 평면 좌굴을 등분포 하중 하에서 해석하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 임계하중을 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. DQM은 적은 격자점을 사용하고도 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었다 (0.3% 미만). 다양한 변경에 따른 새로운 결과가 또한 제시 되였고, 그 결과는 곡선 보의 좌굴거동에 중요한 역할을 보여주었고, 다른 수치해석결과 혹은 실험결과비교에 사용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1A호
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• pp.191-203
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• 2006

가정 변형률 9절점 쉘 요소를 이용하여 스티프너로 보강된 적층 복합 보강판의 진동 특성을 연구하였다. 기존의 연구결과들과 비교하기 위하여 대칭으로 적층된 carbon-epoxy 복합재료 적층 판을 사용하였다. 또한 본 연구에서 스티프너를 쉘로 모델링 한 결과들은 보 요소로 모델링 된 결과들과 비교하였다. 비틀림에 약한 스티프너의 경우에 국부 좌굴이 스티프너에서 발생할 수 있다. 이 경우에 스티프너는 쉘로 모델링 하여야 한다. 본 연구는 면내 압축 및 전단하중을 받는 적층 복합 보강 판과 보강되지 않은 적층 복합 판의 연구에 집중되어 있다. 면내 압축 및 전단하중은 적층복합 판의 고유진동수와 진동 모우드를 변화시키고 압축 하중의 증가는 압축 하중이 임계 좌굴하중에 도달하여 진동수가 0 이 될 때 까지 진동수를 감소시킨다. 면내 전단하중의 작용은 그렇지 않은 경우에 비하여 진동수를 증가시켰다. 또한 진동수와 면내 하중 관계 곡선의 교차는 적층 복합 보강판의 진동 모우드를 교체 시킨다. 본 연구에서 제시한 쉘 요소로 적층 복합 보강판을 해석한 결과 참고문헌과 비교하여 매우 정확한 결과를 나타내었다. 그러므로 보강된 적층 복합 판의 면내 전단 및 압축하중의 종류와 크기는 특정한 진동수와 모우드 형상의 조절을 위해 적절하게 선택되어야 한다. 고유치 문제를 풀기 위하여 Lanzcos 방법을 사용하였다.

• 한국안전학회지
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• 제17권4호
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• pp.189-195
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• 2002

I-단면 곡선보 (curved beam)의 모멘트 하중 하에서 비틀림(warping)을 포함한 평면외 (out-of-plane)의 좌굴을 미분구적법 (DQM)을 이용하여 해석하였다. 다양한 경계조건(boundary conditions) 및 굽힘각(opening angles)에 따른 임계모멘트 (critical moments)를 계산하고, DQM의 해석결과는 해석적 해답 (exact solution) 과 비교 분석하였다. DQM은 적은 요소(grid points)를 사용하여 정확한 해석결과를 보여주었고, 두 경계조건 (고정-고정, 고정-단순지지)하에서 새로운 결과 또한 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권10호
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• pp.300-309
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• 2016

빌딩, 자동차, 선박, 항공기 등에서의 곡선보 사용 증가가 이러한 구조물의 동적거동해석에 필요한 정확한 해법 발전에 괄목할 만한 기여를 해왔다. 탄성곡선보의 안정성거동은 많은 연구자들의 한 과제분야였다. 전통적으로 미분방정식의 해법은 유한치분법이나 유한요소법으로 해결해왔다. 이러한 방법들은 복잡한 기하학적 구조 및 하중에 따른 격자점의 증가로 많은 컴퓨팅시간을 요구한다. 편미분방정식의 해를 구하기 위한 효율적인 방법 중의 하나는 미분구적법이다. 복잡한 기하학적 구조 및 하중은 컴퓨터 용량을 과도하게 사용할 뿐만 아니라, 복합알고리즘 프로그램을 어렵게 해 이를 극복하기 위하여 미분구적법(DQM)이 많은 분야에 적용되어왔다. DQM을 이용하여 곡선 보의 회전관성을 고려한 외 평면 좌굴을 등분포하중 하에서 해석하였다. 다양한 매개변수 비, 경계조건, 그리고 열림 각에 따른 임계하중을 계산하였다. DQM 결과는 활용 가능한 다른 엄밀해와 비교하였다. DQM은 적은 격자점을 사용하고도 엄밀해 결과와 일치함을 보여주었다 (0.3% 미만). 다양한 변경에 따른 새로운 결과가 또한 제시 되였고, 그 결과는 곡선 보의 좌굴거동에 중요한 역할을 보여주었고, 다른 수치해석결과 혹은 실험결과비교에 사용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.63-73
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• 1987

본 논문에서는 차륜을 등방성, 균질 재료라고 가정하였으며 웨브와 림의 두께 가 서로 다른 환형원판으로써 내원주는 고정되고 외원주는 자유라고 가정하였다. 외 원주상의 한 점에서 철로와의 구름조건에 따라 변하는 반경방향의 반력에 의한 내평면 압축응력과 원판의 회전에 의한 내평면 압축응력을 고려하고, 두께가 변하는 웨브와 림의 경계면에서의 연속조건을 이용하여 차륜의 횡진동방정식을 세워서 Rayleigh-Ritz 방법으로 수치해석을 하여 고유진동수와 임계좌굴하중을 계산하고, 실제 차륜의 1/6크 기로 형상화하여 제작한 연성진동장치로 실험하여 이론치와 비교, 검토하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.47-56
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• 2014

This paper investigates the characteristics of unstable behaviour and critical buckling load by joint rigidity of framed large spatial structures which are sensitive to initial conditions. To distinguish the stable from the unstable, a singular point on equilibrium path and a critical buckling level are computed by the eigenvalues and determinants of the tangential stiffness matrix. For the case study, a two-free node example and a folded plate typed long span example with 325 nodes are adopted, and these adopted examples' nonlinear analysis and unstable characteristics are analyzed. The numerical results in the case of the two-free node example indicate that as the influence of snap-through is bigger; that of bifurcation buckling is lower than that of the joint rigidity as the influence of snap-through is lower. Besides, when the rigidity decreases, the critical buckling load ratio increases. These results are similar to those of the folded-typed long span example. When the buckling load ratio is 0.6 or less, the rigidity greatly increases.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2001년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.740-743
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• 2001

Sandwich structure is widely used in various fields of industry due to its excellent strength and stiffness compared with weight. We studied the sandwich structure which has honeycomb core type. We are concerned about its buckling and bending stress with respect to its side length, thickness and the height ratio of its unit core. After obtaining the buckling critical load of unit core, we applied it to the sandwich structure to observe the bending behavior. When we compared the buckling with bending stress under buckling critical load, we observed that models of which length ratio of unit honeycomb core, A, is lower than 0.04 and the thickness of core, t, is thicker than 0.09 mm, is subjected to the ultimate stress by bending before buckling.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.215-219
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• 2003

Buckling and post-buckling Analysis of Ludwick type and modified Ludwick type elastic materials was carried out. Because the constitutive equation, or stress-strain relationship is different from that of linear elastic one, a new governing equation was derived and solved by $4^{th}$ order Runge-Kutta method. Considered as a special case of combined loading, the buckling under both point and distributed load was selected and researched. The final solution takes distinguished behavior whether the constitutive relation is chosen to be modified or non-modified Ludwick type as well as linear or non-linear. We also derived strain energy function for non-linear elastic constitutive relationship. By doing so, we calculated the criterion function which estimates the stability of the equilibrium solutions and determines critical buckling load for non-linear cases. We applied this theory to the constitutive relationship of fabric, which also is the non-linear equation between the applied moment and curvature. This results has both technical and mathematical significance.