• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.771-788
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• 1991

본 연구에서는 편심된 강성 강화 부재가 붙어 있는 얇은 판 또는 얇은 셸에 대해 유한 요소 해석을 할 때, 편심된 강성 강화 부재를 개별된 요소로서 정확히 묘사 할 수 있도록, 일반적인 보 이론을 기초로 하여 2개의 절점을 갖고, 각 절점당 6자유 도를 갖는 3차원 편심 보 요소(offset beam element)에 대하여 수식화하여 변위와 응 력을 계산한다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.7
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• pp.713-721
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• 2012

The finite element simulations of fatigue crack growth are carried out. Using only the mechanical properties usually obtained from the tensile test as input data, we attempted to predict the fatigue crack growth behavior. The critical crack opening displacement is determined by monitoring the change in displacements at the node close to the crack tip. Crack growth is simulated by debonding the crack tip node. The exponent in the Paris law was determined and compared to the published exponent. Plotting with respect to the effective stress intensity factor range yielded more consistent results.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.185-199
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• 1999

본 연구에서는 새로운 spline 유한대판 요소를 제안하였다. 제안된 정식화는 등매개 개념에 의해 기하학적 형상과 변위장을 가정함에 있어 길이방향은 3차의 B-spline 곡선으로, 횡방향에 대해서는 Lagrange 다항식에 의해 표현된다. 이 논문은 평판과 쉘해석에 있어서의 등매개 spline 유한대판 요소의 개선에 목적을 두고 있다. 이 새로운 요소는 스트립의 내부 절점에서 6개의 자유도를 갖는 합-응력 감절점 쉘 요소로부터 유도하였다. 스트립의 기하학적 형상은 강체 회전에 대한 정의에 위배되지 않고도 두께 방향을 따라 Jacobian이 일정하다는 가정을 따랐으며 고체역학에서 정의되는 면내 회전을 penalty 함수에 의한 구속조건으로 간주하여 면내 회전에 관계된 자유도를 생성하였다. 제안된 요소에 대하여 쉘의 전형적인 문제에 대한 수치예제를 보였으며 이 스트립 요소의 성능을 평가하였다.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.13 no.6
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• pp.703-713
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• 2001

Derivation procedures of exact dynamic stiffness matrices of thin-walled straight beams subjected to eccentrically axial forces are rigorously presented for the spatial free vibration analysis. An exact dynamic stiffness matrix is established from governing equations for a uniform beam element with nonsymmetric thin-walled cross section. First this numerical technique is accomplished via a generalized linear eigenvalue problem by introducing 14 displacement parameters and a system of linear algebraic equations with complex matrices. Thus, the displacement functions of displacement parameters are exactly derived and finally exact stiffness matrices are determined using element force-displacement relationships. The natural frequencies of nonsymmetric thin-walled straight beams are evaluated and compared with analytical solutions or results by thin-walled beam element using the cubic Hermitian polynomials and ABAQU's shell elements in order to demonstrate the validity of this study.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.14 no.5
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• pp.1091-1096
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• 1994

Since horizontal movements due to shrinkage and thermal gradients in concrete pavements involve no actual load, the stresses induced will be those due to closing of the pavement joints and subbase friction. Consequently, complete derivations of stiffness matrix and equivalent nodal loads due to planar effects on the concrete pavements was throughly undertaken using the finite rectangular elements with two degrees of freedom at each node. The numerical example shows that the tensile stress induced in a pavement due to concrete shrinkage might be negligible except at very long slab and very high coefficient of frictions. However the stresses in conjunction with principal traffic loads might cause cracking problems.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.17 no.3
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• pp.279-293
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• 2004

The analysis of linear static and free vibration problems of isotropic and laminated composite plates and shells is performed by the improved 9-node shell element with the new strain displacement relationship. In that relationship, the effect of new additional terms between the bending strain and displacement has been investigated in the warping problem. Natural co ordinate based strains, stresses and constitutive equations are used. The assumed natural strain method is used to alleviate both membrane and shear locking behavior from the element. The Lanczos method is employed in the calculation of the eigenvalues of laminated composite structures and the Gauss integration rule is adopted to evaluate the mass matrix. The numerical examples are compared with the analytical solutions to validate the current formulation and the results presented could be useful for the understanding of the behaviour of laminates under free vibration conditions.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.13 no.4
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• pp.475-484
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• 2000

In this paper, new additional nonconforming modes for the improvement of bending behavior in the distorted 8 node hexahedral element and their effective modification method are studied. The rotational degrees of freedom are introduced by using a functional in which the rotations are independent variables. In an element formulation, the same interpolations are used in displacement and rotation fields, but nonconforming modes we applied only in displacement fields. To verify the developed element various numerical tests are carried out and test results show good behavior.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.192-195
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• 2010

본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.314-317
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• 2010

본 논문에서는 p-수렴 천이요소의 층별이론을 사용하여 균열을 갖는 적층판의 팻취보강 효과에 대해 알아보았다. 이 모델의 면내 변위는 각 구간별로 연속인 선형변화로 가정하였고, 두께방향으로의 면외 변위는 일정한 상수로 가정하여 적용하였다. 변위장의 정의는 적분형 르장드로 다항식을 적용하였다. 또한 에너지 방출률법과 VCCT 방법을 사용하여 응력확대계수를 산출하였다. 수치적분은 별도의 외삽법 없이 각층별의 절점에서 방생하는 적분 값을 바로 얻을 수 있는 가우스-로바토 적분법을 사용하여 계산하였으며, 수치예제를 통해 제안된 모델의 정확도와 기존의 3차원 고체요소를 사용한 것보다 동일한 정확도를 얻기 위해 휠씬 적은 요소 및 자유도가 사용됨을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.27 no.4
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• pp.303-312
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• 1991

This paper describes the general formulation for the in-plane flexural free vibration analysis of two layered structure by the transfer influence coefficient method. The structure is regared as a distributed mass system with lumped mass and inertia moments, massless linear and rotational springs, and joints elements of releases and rolls at which the displacements are discontinuous in each layer. The results of the simple numerical examples on a personal computer demonstrate the validity of the present method, that is, the numerical high accuracy, the high speed, the flexibility for programming of the present algorithm, compared with the transfer matrix method.