• 한국기계가공학회지
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• 제9권5호
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• pp.90-95
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• 2010

The dynamic instability and natural frequency of elastically restrained pipe conveying fluid with the attached mass are investigated in this paper. Based on the Euler-Bernoulli beam theory, the equation of motion is derived by using extended Hamilton's Principle. The influence of attached mass and its position on the dynamic instability of a elastically restrained pipe system is presented. Also, the critical flow velocity for the flutter and divergence due to the variation in the position and stiffness of supported spring is studied. Finally, the critical flow velocities and stability maps of the pipe conveying fluid with the attached mass are obtained by changing the parameters.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 1999년도 제12회 학술강연회논문집
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• pp.28-28
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• 1999

본 연구는 이전 연구에서 500KW급 중형 수평축 발전기를 설계하였던 경험을 토대로 750KW급 대형 수평축 풍력발전용 복합재 회전날개를 개발하기 위해 수행되었다. 회전날개의 대형화에 따른 구조강도 확보 및 경량화 문제를 해결하기 위해 날개의 단면구조를 변경하였고, 주 하중을 받는 스파부분을 보강하였으며, 취급이 어렵고 가격이 비싼 노맥스 허니컴 대신에 폼을 사용한 샌드위치 구조를 적용하였다. 또한 경량화를 위해 금속재 플렌지형 허브부분 접합방식을 삽입볼트 접합방식으로 구조 설계를 변경하였다. 이러한 복합재 회전날개의 구조적 안정성을 확인하기 위해 상용 유한요소 해석 코드인 NISA II를 사용하였으며, 선형정적해석, 고유진동수해석, 국부 좌굴해석 등을 수행하여, 무게의 증가는 최대한 억제하면서 대형화에 따른 구조강도의 확보가 이루어졌음을 확인하였고, 피로수명해석을 통하여 20년 이상의 요구 수명을 만족함을 확인하였다.

• 소음진동
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• 제10권6호
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• pp.1075-1082
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• 2000

본 논문은 이중 탄성기초 위에 놓인 테이퍼진 티모센코 보의 진동과 동적 안정성에 대한 연구로써, 이중 탄성기초는 지반모델에서 흔히 이용되는 분포 Winkler 스프링들과 전단기초층으로 구성된다. 보의 전단변형과 회전관성이 고려되고, 지배방정식은 Halmilton원리를 이용한 에너지 표현식에 의해 유도된다. 고유진동수와 좌굴하중을 구하기 위해 관계되는 고유치 문제를 풀며, 출력을 받는 보의 진동에 대한 수치해석결과들이 제시되는 다른 방법을 사용한 유용한 해의 결과들과 비교된다. 출력을 받고 탄성기초 위에 놓인 테이퍼진 티모센코 보의 고유진동수, 모드 형상, 그리고 임계하중 값들이 다양한 테이퍼 두께의 비, 전단기초 파라미터, Winkler 기초파라미터, 경계조건의 변화에 대해 조사된다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권3호통권36호
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• pp.509-523
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• 1998

본 연구에서는 이축 대칭단면을 갖는 박벽 원형아치의 안정성해석을 수행할 수 있는 유한요소 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 가상일의 원리를 이용한 3차원 연속체의 운동방정식을 제시한다. 박벽단면의 구속된 비틂(restrained warping)효과를 고려하는 박벽 곡선보의 변위장을 도입하고 이를 연속체의 운동방정식에 대입하여 단면에 대해 적분함으로써 박벽 곡선보의 운동방정식을 유도한다. 단순지지되고 이축 대칭단면을 갖는 박벽 곡선보의 면외좌굴에 대한 엄밀해를 제시하고 박벽 곡선보를 유한요소로 분할하여 요소의 변위장을 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식으로 나타내어 운동방정식에 대입함으로써 탄성 강도행렬과 기하학적 강도행렬을 유도한다. 또한 본 연구에서 얻어진 엄밀해와 박벽 곡선보요소를 이용한 유한요소해석결과를 다른 연구자들의 결과 및 직선 박벽보 요소를 이용한 해석결과와 비교 검토를 함으로써 분 연구의 타당성을 입증한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.279-287
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• 2013

세장한 부재에 압축력이 작용할 때, 부재는 탄성좌굴이 발생하게 되어 급격히 내하력을 상실하고 파괴에 도달하게 된다. 이러한 현상으로 인한 부재의 파괴는 종국적으로 구조체에 위해를 가하게 되어 붕괴원인이 되기도 한다. 본 연구에서는 세장한 부재에 압축력이 작용할 경우 부재가 탄성좌굴이 발생하기 이전에 항복하도록 유도하는 장치(응력제한장치)를 개발하는 것을 목적으로 하고 있다. 특히, 본 논문에서는 응력제한장치로서 면외저항판 방식을 제안하고 실험과 유한요소 해석을 수행하였다. 실험의 변수는 면외저항판의 두께 및 저항판의 경사도이다. 실험 및 해석결과 면외저항판 실험체는 항복후 소성영역에서 내력의 큰 저하없이 안정적인 거동을 나타내고 있어 응력제한방식으로서 유효성이 확인되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권4호
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• pp.311-320
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• 2014

풍력터빈 블레이드는 바람의 운동에너지를 기계적 에너지로 변환하는 장치로써 풍력발전시스템의 출력성능, 에너지변환효율, 하중 및 동적 안정성에 영향을 미칠 수 있기 때문에 주요부품으로 분류된다. 따라서 최적의 블레이드 설계결과를 얻기 위해서는 시스템 특성이 고려된 공력-구조 통합설계가 중요하며, 국제표준 또는 인증기관의 가이드라인에 따른 설계평가를 통해 구조건전성의 검증이 요구된다. 본 연구에서는 블레이드 설계 인증 시 요구되는 평가항목 및 판정기준에 대한 상세해설과, (사)한국선급의 인증기준에 따른 2 MW 급 블레이드(KR40.1b)에 대한 설계평가 결과를 제시하였다. 유한요소 해석에 의한 극한 강도, 좌굴 안정성, 한계 허용 팁 변형과 누적 손상 법에 의한 피로 강도 해석결과가 검토되었으며, KR40.1b 블레이드는 모든 평가항목에 대한 구조 건전성을 만족하는 것으로 확인되었다.

• 한국철도학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.472-480
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• 2009

장대레일의 축력해석은 기하적 비선형 및 재료적 비선형해석을 수행하여야 하므로 그 해석 자체가 비선형 해석으로서 난해하고 하중이력의 적용순서 등에 따라 해석결과가 다르게 나타난다. 이러한 해석의 이론적 복잡성과 어려움에 비하여 철도교량위에 부설된 장대레일의 축력해석결과는 레일의 좌굴이 미미하여 기하적 비선형성이 미소하므로 그 예측이 가능하며 아주 단순하게 나타나게 된다. 본 연구는 교량상 장대레일의 축력해석에서 기하적 비선형성이 미소하여 해석 결과에 거의 영향을 미치지 못하므로 재료적 비선형성만을 고려하여 비선형해석을 수행하는 방법을 개발하였다. 이는 레일 체결 시스템의 비선형 저항력을 힘-변위 관계로부터 선형관계로 재구성시켜 선형해석법으로 수회 반복시키게 되면 간단하게 수렴됨으로 해석결과를 쉽게 얻을 수 있는 장점이 있다. 이러한 해석결과를 기존의 해석예들과 결과를 비교함으로서 효율적인 교량상 장대레일의 안정성 해석이 가능함을 알 수 있었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.571-579
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• 2014

고층건축물의 수평변위 제어에 필요한 브레이스는 구조물의 경제성 확보를 위해 주로 새장한 부재를 설치하여 인장하중에 저항하도록 하는 경우가 많다. 하지만, 브레이스에 압축하증이 작용할 경우에는 부재가 하중에 저항하지 않는 부재로 상정하여 설계되고 있다. 이는 브레이스에 압축하중이 작용할 경우 부재의 탄성좌굴이 발생하게 되어 급격히 내하력을 잃어버리게 되기 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 연구가 이루어져 왔으며, 그중 대표적인 것이 응력제한장치라 할 수 있다. 응력제한장치는 세장한 부재가 압축하중에 의해 탄성좌굴이 발생하기 전에 부재가 항복하여 안정적인 거동을 유도하는 것을 목적으로 하고 있다. 본 논문에서는 응력제한장치로서 절판방식을 제안하고 실험과 유한요소 해석을 수행하였다. 실험은 절판단면의 경사각을 변수로 하여, FLD장치 및 FLD를 장착한 부재에 대한 압축실험 및 해석을 진행하였다. 그 결과 절판방식의 실험체는 항복 후 소성영역에서 내력의 큰 저하 없이 안정적인 거동을 나타내고 있어 응력제한방식으로서 유효함이 확인되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권3호
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• pp.357-365
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• 2011

저층 장스팬 철골프레임에는 강재절감을 위해 휨모멘트 저항을 극대화 한 판폭두께비가 큰 변단면 부재를 이용한 PEB시스템을 사용하고 있다. 과다한 외력에 의해 PEB시스템의 붕괴에 대한 안정성을 파악하기 위해서는 변단면 부재의 좌굴거동에 관한 실험 및 해석적 예측은 중요하다. 이에 본 연구에서는 변단면의 판폭(춤)두께비(d/t)와 변단면비를 주요 변수로 한 변단면 부재에 대한 실대형 실험을 행하였다. 현행 설계기준, 수정된 Yoda 모델을 이용한 소성힌지해석 및 유한요소해석으로 예측한 초기강성, 내력 및 모멘트-회전각관계에 대해서 실험결과와 비교하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.483-492
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• 2007

최근 대형 장스팬 규모에 많이 적용되는 PEB 시스템은 휨모멘트의 크기에 따라 부재형상을 최적화 한 변단면부재를 사용함으로써 경제적인 경쟁력을 갖는 구조시스템이다. 그러나 PEB 시스템의 관련기술은 대부분 외국에서 수입된 것으로 구조거동에 관한 연구 및 국내 설계규준이 미비하다. 특히 PEB 시스템에서의 변단면부재(래프터)들은 비조밀단면(noncompact section) 또는 세장단면(slender section)을 갖는 경우가 많으므로 좌굴에 대한 영향을 많이 받게 된다. 따라서 본 연구에서는 웨브의 판폭두께비, 스티프너 유무, 횡비지지길이 등을 변수로 하여 총 4개의 실대형 실험체를 제작 휨성능 실험을 수행하였다. 이에 대하여 세장한 웨브 변단면 부재의 구조 안정성을 실험적으로 평가하고 PEB 시스템의 설계를 위한 기초자료를 제공하고자 한다.