• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.191-196
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• 2015

해상 pedestal 크레인은 각종 운송물을 선박에 싣거나 내리는 해상 운송에 필수적인 장비이다. 따라서 구조적 안전성을 가지는 크레인 설계가 요구된다. 그의 일환으로 수행된 '해상 pedestal 크레인의 설계 개선을 위한 연구'에서는 기존 크레인의 기초 설계에 대해서 구조적 안전성올 평가하여 개선 방안을 제시하였다. 또한 좌굴 안정성 향상을 위한 보강재 설계를 수행하였다. 하지만 상세설계 관점에서 미비한 점이 있어 이를 보완할 필요성이 있다. 안전성 평가를 위해 필요한 응력을 계산하기 위해 EDISON-CSD프로그램을 통해 유한요소모델 해석을 활용한 구조해석을 수행하였다. 효율적인 해석을 위해 상세설계에 필요한 부분영역을 선택하여 모델링 하였으며 전체영역에서의 해석 결과 값을 등가 힘, 등가 모멘트로 환산하여 경계조건으로 부여하였다. 보강재간의 교차점 형상이 안전성에 미치는 영향을 보기위해 stiffener와 diaphragm의 교차점 형상(반원, 정사각형, 사다리꼴)에 따라 안전성 평가를 수행하였고, 안전 여유의 유효한 차이를 보이지 않음을 확인하였다. 평가에 필요한 응력계산을 위해 또한 Diaphragm의 좌굴에 대한 영향을 고려하기 위해 설계 규격 DNV-RP-201 8장(Buckling of girders)을 분석하였고, 안전성 평가에 반영하였다. 또한 실제 현장에서 보편적으로 사용되는 angle 형상 stiffener의 치수 도출을 위해 최적설계를 수행하였고, 모든 설계 제한조건을 만족하면서 최소의 무게를 가지는 합리적인 치수를 도출하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.67-72
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• 2004

본 논문에서는 좌굴방지 가새 (BRBF)가 설치된 중저층 철골조 구조물의 초과강도계수를 평가하였다. 해석 모델의 설계변수로는 건물의 층 수, 경간의 길이, 가새의 항복강도, 지진하중의 크기, 반응수정계수 등 다양하게 설정하였다. 초과강도계수는 ATC-19에서 제시하고 있는 방법에 따라 정적 비탄성해석을 이용하여 산정하였다. 해석결과에 따르면 본 연구에서 구한 BRBF의 초과강도계수는 AISC/SEAOC에서 BRBF에 관하여 제시한 초과강도계수 값보다 전체적으로 크게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제12권4_1호
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• pp.23-32
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• 1992

본 연구의 목적은 지진에 의한 강구조 부재의 소성피로손상 및 파괴에 크게 영향을 미치는 중요한 인자를 추출하여 그들간의 정량적 관계를 규명하는 것이다. 이를 위해, 앵글 강부재에 대하여 5~30 사이클 정도의 극저사이클 피로파괴실험을 실시하였다. 실험은 축방향 상대변위에 의해 제어된 반복 하중하에서 행하였으며, 앵글 시험체는 재하초기에 비탄성 전체좌굴 또는 국부좌굴이 발생하였다. 실험결과, 극저사이클 피로파괴하에서 강부재의 에너지 흡수능력은 재하이력과 파괴모우드에 따라 크게 변한다는 것을 알 수 있었고, 균열발생부에서 잔류 국소변형률의 최대치는 재하패턴 변형모우드 폭두께비에 관계없이 25~40% 정도였다.

• 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.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.323-334
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• 2014

본 연구에서는 표준화재에 노출된 무피복 콘크리트충전강관(CFT)기둥의 내화성능 및 거동 특성을 파악하고자 화재실험 및 수치해석 연구를 수행하였다. 실험변수로는 기둥높이, 하중비, 단면크기를 고려하였고, 이들이 CFT 기둥의 내화성능에 미치는 영향을 알아보고자 단면내 온도변화 및 축변형을 분석하였다. 실험결과 모든 실험체의 강관에서 국부좌굴이 발생, 콘크리트로 하중전이가 일어났고, 이후 콘크리트 압괴로 이어졌다. 이는 CFT 기둥의 전체 휨좌굴과 함께 국부좌굴이 내화설계의 주요 변수로 고려되어야 함을 시사한다. 하중비가 증가할수록 콘크리트저항구간이 줄어들면서 전체적인 내화시간이 감소하였다. 강재한계온도에 근거한 합성부재의 내화성능평가는 실제 하중지지력에 의한 내화시간에 비해 다소 보수적임을 확인하였고, 기존 연구자들의 제안식에 의한 성능예측결과도 실제 내화성능과 비교해볼때 개선의 여지가 있었다. 화재시 CFT 기둥의 내화성능을 예측하기 위하여 유한요소해석을 수행하였고, 실험결과와 비교할 때 신뢰성 있는 예측값을 나타냄을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.53-58
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• 2023

PIC 설계 방법은 선행 유한요소해석을 통해 하중 유형을 나누어, 각 구간마다 하중 유형에 강한 복합재료의 적층 각도 순서를 배치하는 방법이다. 기존 연구에서는 효율적으로 구간을 나누기 위하여 PIC 설계 방법에 머신 러닝이 적용되었으며, 학습 데이터는 선행 유한요소해석 결과 값을 통해 전체 요소의 일부인 참조 요소에서의 인장, 압축 그리고 전단과 같은 하중 유형으로 나누어 라벨링 되었다. 하지만 좌굴에 대해 고려되지 않아서 좌굴 발생 시, 적절한 하중 유형으로 나눌 수 없기 때문에 이를 해결하기 위한 방법이 필요하다. 본 연구에서는 좌굴이 고려되기 위한 새로운 하중 유형 분석 방법을 기존의 PIC 설계에 적용하는 기법(PIC-NTL)이 제안되었다. 좌굴의 하중 분석은 각 플라이(Ply)별 응력 3축 특성을 통해 진행되었으며, 요소의 두께 방향으로 동일한 크기의 두 영역으로 나누어진 판단 영역 내에서 결정된 하중 유형을 통해 대표 하중 유형이 지정되었다. 학습 데이터의 특성 값은 참조 요소의 좌표, 라벨(Label)은 각 판단 영역의 대표 하중 유형으로 구성되었으며, 이 데이터를 통해 머신 러닝 모델이 학습되었다. 머신 러닝 모델의 성능에 영향을 미치는 하이퍼파라미터는 베이지안 알고리즘을 통하여 최적 값으로 튜닝되었다. 튜닝 된 머신 러닝 모델의 중 SVM 모델이 가장 높은 예측률과 ROC-AUC로 나타났으며, 해당 모델을 통해 예측된 데이터가 유한요소 모델에 매핑되었다. 기존에 제안된 PIC 설계 방법과 비교하기 위하여 사각관 형태의 모델을 압축시키는 유한요소해석이 진행되었으며, 본 연구에서 제안된 설계 방법이 강도와 에너지 흡수율에서 더 우수함이 검증되었다.

• 전산구조공학
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• 제5권1호
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• pp.109-118
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• 1992

보(Beam)의 횡-비틀림 좌굴(Lateral-Torsional Buckling)에 대한 저항능력을 향상시키기 위해 횡-브레이싱(Lateral Bracing)을 실제 설계에 오랫동안 사용해 왔으나, 횡-브레이싱의 성능에 중요한 인자들은 아직 설계공식에 많이 포함되어 있지 않다. 해석적 모델을 사용하여 아래와 같은 몇개의 인자들에 대한 Parametric Study를 반복하중을 받는 짧은 보에 적용하여 그 영향들을 고찰하고자 한다 : 브레이스의 보 길이 방향의 위치, 브레이스의 보의 절단중심에 대한 높이, 브레이스의 강도와 강성. 일단고정 타단가중 지반(Propped Cantilever)보를 이용하여 Parametric Study를 수행하고, 또한 구조물 전체의 좌굴현상을 잘 포착하기 위해 보와 브레이스에 기하학적 (완전) 비선형의 보 모델을 사용한다. 여기에서 이상화된 브레이스는 보 단면의 횡방향의 이동은 구속하지만 회전은 자유롭게 하도록 한다. 또한 금속의 주기적 소성(Cyclic Plasticity)거동을 보다 잘 나타내기 위해 다축 주기적 소성 모델을 Consistent Return Mapping Algorithm과 결합시켜 적용한다.

• 한국공간구조학회:학술대회논문집
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• 한국공간구조학회 2008년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.107-112
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• 2008

본 연구에서는 이산계열 대공간구조물의 크기최적화에 따른 후 좌굴거동의 변화에 대하여 조사하고 그 결과를 기술하였다. 본 연구에서는 35개의 부재를 가지는 얕은 아치형 2차원 공간트러스 구조물을 이용하여 연구를 수행하였다. 먼저 트러스의 최적의 부재 크기 패턴을 조사하기 위하여 수학적 프로그래밍 기법을 도입하였다. 이때 최소화해야하는 트러스의 전체 부재의 중량을 목적함수로 이용하고 하중이 가해지는 절점에서 발생하는 변위 값과 각 부재에서 발생하는 응력 값을 허용치 이하로 제한하는 제약조건으로 사용하였다. 크기최적화에서 도출된 트러스 구조물의 후좌굴 거동은 통합 비선형해석기법을 이용하여 조사 분석하였다. 본 연구에서 제시한 결과는 이산계열 대공간구조물의 설계에 기본 데이터로 유용하게 사용될 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.89-94
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• 2004

일반적으로 강구조물을 복잡한 판넬로 구성되어 있다. 구조의 전체적인 붕괴는 각각의 구성요소들의 좌굴과 소성붕괴에 영향을 받는다. 최종한계상태설계법에서는 어떤 구조적인 구성요소들의 좌굴과 소성붕괴에 대한 정확한 계산은 중요하다. 구조물은 개별적 요소로 구성되어 있지 않으며 고차 부정정 자유도를 가진 복잡한 구조이다. 이러한 구조물을 해석하기 위해서 단순화나 이상화를 통하여서 가능하며 일반적으로 복잡한 부정정 구조의 해석에 사용되어지고 있다. 본연구의 목적은 일축압축하중이 작용할 경우에 보강재의 트리핑이 최종강도에 미치는 영향을 규명하는 것이며 또한 보강재 단면의 특성에 따른 트리핑거동을 탄소성대변형 유한요소법을 이용하여 해석하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2003년도 춘계공동학술대회논문집
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• pp.21-26
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• 2003

지금까지의 탄성설계 개념에서 진전하여 소성을 고려한 탄소성 설계 개념의 설계적용이 필요하다 본 연구에서는 선체의 대표적인 구조물인 판을 대상으로 일반적인 하중형증분법 및 변위형증분법과 같은 비선형해석 기법과 호장증분법과 Newton-Raphson법을 병용한 증분형해법을 비교하였다. 특히. 초기처짐의 형태에 따른 해석을 통하여 초지처짐의 형상에 따른 판의 탄소성거동을 규명하였다 압축하중을 받는 박판구조물은 초기좌굴후 거동과 2차좌굴후 거동이 구조물 전체에 미치는 영향이 매우 크며 이러한 복잡한 거동을 구하기 위해서 해석방법으로는 범용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하였고 특히 호장증분법은 좌굴점에서의 복잡한 비선형 거동을 추정하기 위하여 적용하였다.