• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제13권6호
• /
• pp.683-691
• /
• 2001

이 논문은 전단변형을 고려한 일정체적 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동에 관한 연구이다. 본 연구에서 해석대상 기둥은 일정체적을 갖고 길이가 항상 일정한 변단면 탄성기둥을 택하였다. 실제의 이론 전개에서는 변단면의 단면깊이가 직선, 포물선, 정현식으로 변화하는 정다각형 단면의 변단면 기둥을 채택하였다. 일정체적 변단면 기둥의 후좌굴 거동을 지배하는 상미분방정식을 유도하고, 유도된 미분방정식을 수치해석할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 주어진 기둥의 수치해석 해를 얻기 위하여 Runge-Kutta법을 사용하여 상미분방정식을 수치적분하고, 기둥의 미지수인 좌측 단부에서의 회전각 및 좌굴하중은 Regula-Falsi법을 이용하여 산출하였다.

• 전산구조공학
• /
• 제11권4호
• /
• pp.209-218
• /
• 1998

고장력강이 구조강재로서 널리 사용되고 있다. 구조물의 극심한 하중을 받게되면 최종강도에 도달할 때까지 좌굴을 동반하게 된다. 그러므로, 고장력강판의 좌굴에 대한 정확한 평가가 중요한 설계기준이 되고 있다. 그러나, 고장력강을 효율적으로 사용하기 위해서는 좌굴허용설계를 도입할 수 있도록 판구조물의 판두께가 얇아져야 한다. 따라서, 박판구조물의 합리적인 설계를 하기 위해서는 좌굴후거동해석이 매우 중요하다. 그러므로, 본 논문에서는 호장증분법을 이용하여 압출하중을 받는 박판구조물의 초기좌굴후거동과 2차좌굴강도에 대하여 규명하였다. 특히, 호장증분법을 좌굴정에서의 하중경로를 추정하기 위하여 적용하였다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.71-80
• /
• 2006

강판 전단패널의 거동이 일반연강 (S400) 을 이용한 실험 및 해석으로 고찰되었다. 강판 전단패널은 작은 하중에서 좌굴을 하지만, 패널의 전단극한강도는 인장력 작용에 의한 강판 전단패널의 좌굴후 강도에 의해 좌우된다. 그러나, 설계상에서 강판 전단패널의 성능은 강판 전단패널의 탄성좌굴강도에 국한된다. 캐나다 극한강도 설계 규준 (CAN/CSA-S16.1-94)은 스트립 모델을 이용한 박강판 전단패널의 해석을 위한 절차를 규정하고 있다. 본 논문에서는 실험결과와 스트립모델 해석 결과를 이용하여 강판 전단패널의 구조성능을 평가하였다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.148-156
• /
• 1999

유한요소기법을 적용하여 열하중을 받는 원통형 복합적층 패널의 좌굴후 거동해석 및 진동 특성을 연구하였다. 열적 대변형을 고려하기 위해 층별변위장이론을 바탕으로 한 von-Karman 비선형 변위-변형률 관계식을 적용하였다. 원통형 패널의 스냅핑 현상을 해석하기 위해서 원통형 호길이법이 사용되었다. 원통형 패널의 두께비, shallowness angle 그리고 경계조건 등 여러 가지 구조 파라미터에 따라 열적 스냅핑과 진동 특성을 고찰하였다. 열적 스냅핑 특성이 정적인 변형뿐만 아니라 진동 모드 형상 및 순서를 변화시키고 있음을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제11권4호
• /
• pp.17-26
• /
• 1991

이 논문(論文)은 단순지지(單純支持) 변단면(變斷面) 기둥의 임계하중(臨界荷重) 및 후좌굴(後挫屈) 거동(擧動)에 관한 연구(硏究)이다. 이 논문(論文)에서는 변단면(變斷面)을 갖는 후좌굴(後挫屈) 기둥의 정확탄성곡선(正確彈性曲線)을 지배(支配)하는 미분방정식(微分方程式)을 3차이론(次理論)에 의(依)하여 유도(誘導)하고, 이 미분방정식(微分方程式)을 Runge-Kutta method와 Regula-Falsi method를 이용하여 임계하중(臨界荷重)과 후좌굴(後挫屈) 기둥의 정확탄성곡선(正確彈性曲線)을 산출(算出)하였다. 실제(實際)의 수치해석(數値解析) 예(例)에서는 변화(變化)높이 구형단면(矩形斷面), 변화폭(變化幅) 구형단면(矩形斷面), 정방형단면(正方形斷面)/원형단면(圓形斷面)의 3가지 단면형상(斷面形狀)에 대하여 수치해석(數値解析)하였다. 수치해석(數値解析)의 결과(結果)로, 하중(荷重)-처짐의 평형경로(平衡經路), 후좌굴(後挫屈) 기둥의 정확탄성곡선(正確彈性曲線), 임계하중(臨界荷重)-단면화(斷面化) 사이의 관계(關係)를 그림에 나타내었다. 또한 단면형상계수(斷面形狀係數)가 임계하중(臨界荷重)과 후좌굴(後挫屈) 거동(擧動)에 미치는 영향(影響)을 분석(分析)하였다.

• 콘크리트학회지
• /
• 제1권2호
• /
• pp.121-132
• /
• 1989

유한요소법을 바탕으로 한 프리스트레스트 콘크리트 평면 보-기둥 구조의 후좌굴 거동에 대한 수직해석법을 제시하였다. 콘크리트의 균열, 변형연화 및 PS강재의 항복과 같은 재료 비선형성을 고려하였다. 좌굴 거동 연구에 필수적 요소인 기하학적 비선형성을 Updated Lagraugian Formulation에 의하여고려하였다. 현재의 재료성질 및 변형상태에 부합하는 단분형 평형방정식을 수립하고 이것을 불평형 가중보정에 의한 Newton-Raphson 반복법으로 푼다. 좌굴후 발생하는 하중변형 곡선의 하련부는 비선형 평형 방정식의 해법중 일반적으로 많이 사용되는 가중 단분법이 아니라 변위단분법을 사용함으로써 올바르게 추적한다. 요소내의 재료성질변화는 층적분법에 의하여 고려한다. 본 논문에서는 콘크리트 균열에 의한 중립축이동의 영향을 정확히 고려하기 위하여 추가적으로 축방향변위에 대한 내부자유도를 설정하였다. 본 논문에서 제안하는 방법의 정당성과 응용성을 나타내 보일 수 있는 수직해석 예제를 제시하였다.

• 해양환경안전학회:학술대회논문집
• /
• 해양환경안전학회 2005년도 춘계학술발표회
• /
• pp.179-183
• /
• 2005

최근 박판부재인 고장력강이 구조물에 폭넓게 사용됨으로서 좌굴이 발생하기 쉽다. 특히 고장력강을 사용하는 선체구조물에서는 좌굴은 중요한 설계기준이 되고 있다. 따라서 좌굴발생 후 거동을 정확하게 파악하는 것은 선체구조의 안정성에 중요하다. 본 연구에서는 선체의 대표적인 구조물인 판을 대상으로 각 선급 룰에서 좌굴강도식의 기준으로 삼고 있는 단순지지조건에서의 여러 가지 항복강도에 따라 압축하중을 받는 박판구조물의 초기좌굴 후 거동과 2차좌굴 후 거동에 대해서 규명하였다. 해석방법으로는 범용 유한요소해석 프로그램인 ANSYS를 이용하였고 2차좌굴과 같은 복잡한 비선형거동을 해석하기 위하여 호장증분법(Arc-length method)을 사용하였다.

• 한국공간구조학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.75-82
• /
• 2009

본 연구에서는 선형이론을 바탕으로 한 이산계열 대공간구조물의 크기최적화에 따른 후좌굴 거동의 변화에 대하여 조사하고 그 결과를 기술하였다. 먼저 공간구조물의 최적의 부재크기 패턴을 조사하기 위하여 수학적 프로그래밍 기법을 도입하였다. 이때 최소화 해야하는 공간구조물의 전체 부재의 중량을 목적함수로 이용하고 절점에서 발생하는 변위 값과 각 부재에서 발생하는 응력 값을 허용치 이하로 제한하는 제약조건으로 사용하였다. 크기최적화를 통하여 도출된 최적 부재패턴을 가지는 공간구조물의 후좌굴 거동을 통합 비선형해석기법으로 해석하고 그 결과를 분석하였다. 수치해석을 통하여 크기최적화에 따른 공간구조물의 후좌굴 거동의 변화는 매우 큰 것으로 나타났으며 이러한 후좌굴 거동의 변화에 대한 예측과 분석결과가 공간 구조물의 설계에 고려되어야 할 것으로 판단된다. 또한 본 연구에서 제시한 수치해석 결과는 이산계열 대공간구조물의 설계에 기본 데이터로 제시하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.40-40
• /
• 2011

현재 일반적으로 활용되고 있는 원통형 쉘구조로 이루어진 타워구조의 대형화가 추진되면서 제작, 운반 편의성, 단면효율성, 경제성 제고를 위해 다각형단면 기둥구조물의 활용이 대두되고 있다. 하지만 다각형 단면 기둥구조의 극한강도에 대한 자료가 충분치 않고 관련 기준이나 지침이 명확히 제시되고 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 원통형 쉘구조물을 다각형구조물로 대체하여 제작될 경우 축방향 압축에 대한 내하력 향상 효과를 수치해석적으로 검토해 보고자 한다. 해석모델은 지름 2m, 두께 20mm인 원형강관 프로토타입 풍력타워 구조를 참고로 하여 이에 내접하도록 결정한 6~12각형 단면 형상으로써 높이 10,000mm인 3차원 기둥모델을 구현하였고 유한요소프로그램인 ABAQUS를 이용하여 해석하였다. 각 subpanel의 중앙에 종방향 보강재를 설치하였을 때 국부좌굴에 대한 내하력 변화를 비교하기 위해 종방향보강재로 보강한 모델을 구성하여 비교 해석을 수행하였다. 종방향 보강재의 제원은 미국 SSRC 제안식을 기준으로 삼았다. 탄성좌굴해석을 통해 탄성좌굴모드 형상을, 비선형비탄성해석을 통해 최종파괴모드 및 극한강도를 얻었다. 보강 전 후의 탄성좌굴 해석 결과로부터 최소모드의 고유치 값을 비교하였다. 각 subpanel 단면 중심부에 한 개의 보강재를 설치한 경우 탄성좌굴강도가 4배 가량 증가하였다. 이로부터, 보강재(n=1) 설치에 따라 유효 폭두께비가 1/2로 감소하는 효과를 확인 할 수 있다. 비선형해석결과로부터 subpanel의 단면중심에 보강재를 설치한 경우 보강재가 위치한 곳에 고정점이 형성되어 이를 중심으로 국부 좌굴모드에 변화가 생기는 것이 확인되었다. 이러한 변화는 다각형 단면 기둥구조의 내하력 성능, 즉 국부좌굴강도에 영향을 준다. 충분한 강성을 갖는 종방향 보강재가 설치된 경우, 극한상태에서도 유효폭두께비가 줄어드는 것과 같은 강도 향상 효과를 확인할 수 있다. 이러한 사실은 각 해석결과 극한강도를 DIN code, Migita와 Fukumoto의 제안식, SSRC 설계제안식 등과의 비교를 통해 확인할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제10권3호
• /
• pp.67-75
• /
• 1990

보존력 및 비보존력을 받는 평면뼈대 구조물의 동적 후좌굴거동을 추적하기 위하여 비보존력의 방향변화를 고려할 수 있는 기하적인 비선형 유한 요소해석 방법을 제시하였다. 보존력계와 비보존력계에 대하여 내적 및 외적감쇠효과를 고려하는 비선형 패트릭스 운동 방정식을 유도하고 Newmark 방법을 사용하여 수치적으로 직접 적분하였다. Post-divergence 및 Post-flutter 현상들응 보여주는 해석예제들을 통하여 내적 및 외적감쇠하중이 이러한 비선형 동적 후좌굴거동들에 미치는 영향들을 조사하였다.