• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.4
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• pp.381-387
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• 2016

In this paper, the methodology applied to the improvement of stress analyses is extended to free vibration and buckling analyses. The essence of the methodology is the Saint-Venant's principle that is applicable to beam and plate models. The principle allows one to dimensionally reduce three-dimensional elasticity problems. Thus the methodology can be employed to vibration and buckling as well as stress analysis. First, the principle is briefly revisited, and then the formations of classical beam theories are presented. To improve the predictions, the perturbed terms (unknowns) are introduced together with the warping functions that are calculated by stress equilibrium equations. The unknowns are then calculated by applying the equivalence of stress resultants (i.e., Saint-Venant's principle). As numerical examples, cantilever and simply supported beams are analytically solved. The results obtained are compared with those of the classical beam theories. It is shown that the methodology can be used to improve the predictions without introducing shear correction factors.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.12 no.4
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• pp.39-45
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• 1995

본 논문은 복수 집중질량을 갖고 제어 종동력을 받는 자유 Timoshenko보의 동적 안정성에 관한 것으로, 비행중의 미사일이나 로켓의 연료탱크, Payload등의 기계장치부를 복수의 집중질량으로 간주하여 이러한 항공우주 구조물들이 추진력인 종동력을 받을때에 대한 계의 동적 안정성을 판별한다. 수학적 모델에 대한 운동방정식은 확장된 해밀톤 원리를 이용한 유한요소법에 의해 유도되며, 복수 부가질량의 위치 및 크기변화, 센서의 위치 및 게인(gain)의 변화에 따른 계의 안정성 지도(stability maps)를 보여준다. 또한 보의 전단 변형이나 회전관성의 효과 뿐만아니라, 추질력의 방향이 제어되는 경우와 제어되지 않는 경우에 대한 최대 추진력 값이 수치 시뮬레이션을 통해 예측된다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.35 no.6
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• pp.509-516
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• 2007

Mathematical modeling and vibration control of a tiltrotor aircraft composite wing-rotor system are investigated in this study. A wing-mounted rotor can be tilted from the vertical position to a horizontal one, and vice versa. Effect of vibration control of the wing-rotor system via piezoelectricity is studied as a function of tilt angle, ply angle of composite wing and rotor's spin speed. Composite wing is modeled as a thin-walled box beam having a circumferentially uniform stiffness configuration that produces elastic coupling between flap-lag and between extension-twist behavior. Numerical simulations are provided and pertinent conclusions are outlined.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.6A
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• pp.617-624
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• 2009

This study deals with the free vibrations of the elastica shaped arch with linear taper. The shape of elastica is obtained from the Bernoulli-Euler beam theory. Differential equations governing free vibrations of such arch are derived and numerically solved to determine natural frequencies, in which three kinds of taper type and two kinds of end constraint, respectively, are considered. For validating the theories presented herein, the frequency parameters obtained in this study are compared to those of SAP 2000. As results of the numerical analyses, effects of end constraint, taper type, slenderness ratio and section ratio on the lowest four non-dimensional frequency parameters are extensively investigated.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.4
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• pp.629-638
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• 1999

본 연구에서는 고속철도에서 차량·교량 구조물의 상호작용을 가능한 정밀하게 취급할 수 있는 3차원 해석모형을 개발하였다. 경부고속철도 교량형식인 PSC 박스거더 교량을 40m 단순 와 25-40-25m 3경간 연속 에 대해 뼈대요소를 사용하여 3차원으로 모형 하였으며, 궤도의 불규칙성은 정상확률과정으로 가정하고, 지수 스펙트럼 밀도함수를 사용하여 궤도의 형상을 생성시켰다. 열차는 경부고속철도 차량 하중효과가 가장 큰 동력차 만을 대상으로 17 자유도 모형과 38 자유도 모형으로 분리하여 개발하였다. 다양한 조건에 대한 분석결과를 검토하면 여러 가지 상황에서 38 자유도 모형의 필수 성이 보여지고 있다. 특히 교량의 솟음 및 장기 처짐에 의한 궤도형상변화가 있는 경우에는 반드시 38 자유도 모형이 적용되어야 하는 것으로 분석되었다. 또한 제동하중이 작용할 때 쏠림 효과에 의한 영향이 큰 것으로 평가되어, 제동에 의한 교량의 동적 거동은 종변 위에 대한 자유 도를 고려할 수 있는 주행차량모형으로 해석되어야 함이 규명되었다.

• Journal of Korean Port Research
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• v.12 no.1
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• pp.87-93
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• 1998

For the calculation of the free-surface elevation, a new finite difference scheme is studied where the third derivative term for the wave elevation is artificially added in the Eulerian expression of the free-surface boundary condition. The paper presents a comparative analysis with simulations performed by the classical MAC method. More schematic computations are carried out by changing the submergence-depth and angle-of-attack. The present study shows that this new method is very efficient for the simulation of free-surface elevation around the trailing edge.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.3 no.4
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• pp.109-122
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• 1983

An accurate thick beam element (TB4) which includes the effects of the shear deformation and rotatory inertia has been degenerated from the three dimensional continuum by employing the Timoshenko beam assumptions. The proposed TB4 element has four nodes and two degrees of freedom at each node, totally eight degrees of freedom. The transverse deflection W and plane rotation ${\theta}$ with the cubic interpolation functions are selected as nodal variables. The element characteristics are formulated by discretizing the beam equations of motion, using the Galerkin weighted residual method, and are numerically integrated by the reduced shear integration technique, using the three-point Gauss quadrature with the various shear coefficients. Several numerical examples are analyzed to demonstrate the accuracy and the monotonic convergence behavior of the proposed TB4 beam element. The result indicates that the TB4 element shows the more excellent performance and the monotonic convergence behavior than the other existing Timoshenko beam type elements for the whole range of the beam aspect ratios, in both static and free vibration analyses.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 1991.10a
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• pp.96-101
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• 1991

프리스트레스트 콘크리트 교량은 콘크리트와 PS 강재의 역학적 장점들을 십분 활용하여 경제적인 단면 구성이 가능한 반면, 서로 다른 두 재료의 복합적인 특성들 즉, 콘크리트의 크리이프 (creep), 건조수축 (shrinkage)과 PS 강재의 이완 (relaxation) 등과 같이 시간에 따라 변화하는 인자들로 인하여 복잡한 구조적 거동을 보여 해석상 어려움이 따른다. 이와같은 복합거동은 시공순서와 시공방법에 의해 시공중의 구조계와 지지조건 등이 변화하는 경우에는 더욱 복잡한 양상을 띄게 된다. 뿐만 아니라 박스 거더와 같은 박벽요소에서는 일반적인 보요소(beam element)로는 나타낼 수 없는 ？(warping)을 무시할 수 없으므로 ？ 자유도를 구현할 수 있는 특수한 기능의 구조해석용 프로그램의 개발이 절실히 요망된다. 그리고 시공단계별로 출력되는 많은 양의 수치결과들을 설계와 시공실무자에 지향된 형태로 조합, 변형시켜 그래픽 화면상에 나타내는 후처리 프로그램(Post-processor) 기능도 구조해석용 프로그램의 개발 못지않게 중요하다. 본 연구의 목적은 삼성종합건설과 서울대 토목공학과가 공동으로 ？(warping) 자유도를 포함한 7개의 자유도를 갖는 3차원 보요소를 사용하여 PS 콘크리트의 재료적 특성인 크리이프와 건조수축, 그리고 강재의 이완(relaxation)을 포함한 프리스트레싱력의 손실을 고려할 수 있고 시공 단계별 구조계의 변화 및 지지조건들의 다양한 변화를 효율적으로 모사할 수 있는 프로그램의 개발에 있다.

• Journal of KSNVE
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• v.6 no.5
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• pp.587-594
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• 1996

The differential equation governing both the free vibrations and buckling loads of tapered beam-columns of regular polygon cross-section with constant volume were derived and solved numerically. The parabolic and sinusoidl tapers were chosen as the variable depth of cross-section for the tapered beam-column. In numerical examples, the clamped-clamped, hinged-clamped and hinged-hinged end constraints were considered. The variations of frequency parameters and first buckling load parameters with the non-dimensional system parameters are reported in figures, and typical vibrating mode shapes are presented. Also, the configurations of strongest columns were determined.

• Korean Journal of Logic
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• v.14 no.2
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• pp.105-121
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• 2011

The late professor Young-Jung Kim advanced a view that Existential Specification Rule (ES Rule) can be understood as a kind of polylemma. In arguing for this view, he also claimed that all propositions containing free variables are universal propositions. In this paper, I argue that his view on free variables incur numerous problems. Moreover, I introduce a new rule of inference called 'Universalized Conditionalization Rule' (UC Rule), so that I can show that his insight about ES Rule can be substantialized without an appeal to his problematic view on free variables. Finally, I show that ES Rule can be directly derived from UC Rule.