• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.34 no.1
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• pp.68-76
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• 1997

The welding-induced initial imperfections such as residual stresses and initial strains in plated structures of ships and offshore structures can be effectively evaluated by the thermal elasto-plastic analysis method proposed in this paper. In the analysis of heat conduction of plate structures, both the analytical method and the numerical method are used. For the thermal elasto-plastic analysis of plates, the finite element analysis is performed, based on the initial strain method. In the plastic domain during incremental process, the 2nd order terms of stress increments and yield stress increments were considered, so that time increment could be controlled for more stable solution. To measure temperature distribution and angular distortion of plates during welding, bead-on-plate experiment are perform with various heat input and plate thickness. Measured data show good agreement with the calculated results.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.5 no.4 s.18
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• pp.53-59
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• 2005

This paper provides the results of the investigation on the optimum thickness distribution of plate structures with different essential boundary conditions. In this study, the strain energy to be minimized is considered as the objective function and the initial volume of structures is used as the constraint function. The computer-aided geometric design (CAGD) such as Coon's patch representation is used to represent the thickness distribution of plates. A reliable degenerated shell finite element is adopted to calculate the accurate strain energy level of the plates. Robust optimization algorithms provided in the optimizer DOT are adopted to search the optimum thickness values during the optimization iteration. Finally, the square plate is used to find out the optimum thickness distribution of plates according to different essential boundary condition.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1997.04a
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• pp.176-183
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• 1997

본 논문에서는 모드합성법의 단점이라고 할 수 있는 고차모드의 생략오차를 보완하면서 합성 후의 전체구조물의 자유도를 줄일 수 있는 자유경계합성법을 대형복합구조물에 적용하기 위하여 일반화된 다중모드합성법을 제시하고 판구조물과 모형차에 적용하여 그 효율성을 검증하였다. 또한 모드합성법의 개념을 구조물의 동적구조변경에 적용하기 위한 부분구조 모드물성치 감도법을 제안하였으며, 이의 타당성을 확인하기 위하여 판구조물에 적용하였다. 이 방법은 물성치가 변하는 분계에서만 모드물성치의 감도를 다시 계산하여 합성하면 되므로 대형구조물의 구조변경시 효과적인 방법이다.

• Computational Structural Engineering
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• v.11 no.4
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• pp.209-218
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• 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.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.239-242
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• 2009

구조물의 표면에 부착된 압전소자(이하 PZT)의 전기역학적 어드미턴스(Electro-mechanical admittance)는 PZT와 구조물의 상호작용에 의해 발생하는 PZT의 압전효과와 유전성(dielectric)이 결합되어 발생되는 신호이다. 고주파수 대역에서 PZT의 전기역학적 어드미턴스는 구조물의 국부손상에 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 실험에서 측정된 PZT의 전기역학적 어드미턴스 분석에 널리 쓰이는 Liang 모델은 구조물을 단자유도계로 단순화하여 구조물의 동적특성이 전기역학적 어드미턴스에 미치는 영향을 정확하게 나타내기 어렵다. 유한요소법을 통해 PZT와 구조물의 상호작용을 해석하면 이러한 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 고주파 대역에서 정확한 해석을 위해서는 유한요소망을 조밀하게 구성해야 하므로 많은 계산비용이 수반된다. 이 연구에서는 유한요소법과 비교하여 월등히 적은 계산비용으로 고주파 대역의 동적 응답을 매우 정확하게 모사할 수 있는 스펙트럼 요소법(Spectral Element Method ; 이하 SEM)을 통해 판구조물에 부착된 PZT의 전기-역학적 어드미턴스를 해석한다. 수치 예제 및 실험 예제를 통하여 내민보에 부착된 PZT에서 발생하는 전기-역학적 어드미턴스를 취득하고 이를 SEM해석 결과와 비교한다.

• Proceedings of the KWS Conference
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• 2004.05a
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• pp.217-219
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• 2004

It has been known that out-of-plane deformation in thin plate structure is caused by the angular deformation of welded joint. However, experimental results show that conventional theory based on angular deformation is not appropriate for prediction of out-of-plane deformation in thin plate structure. In this study, large deformation plate theory is introduced to clarify the effect of residual stress on out-of-plane deformation. The results by the proposed method show good agreement with the experimental results.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.263-270
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• 1996

Noise control of a plate structure with multiple disk shaped piezoelectric actuators is studied. The plate is excited by an acoustic pressure field produced by a noise source located below the plate. Finite element modeling is used for the plate structure that supports a combination of three dimensional solid, flat shell and transition elements. The objective function, in the optimization procedure, is to minimize the sound energy radiated onto a hemispherical surface of given radius and the design parameters are the locations and sizes of the piezoelectric actuators as well as the amplitudes of the voltages applied to them. Automatic mesh generation is addressed as part of the modeling procedure. Numerical results for both resonance and off resonance frequencies show remarkable noise reduction and the optimal locations of the actuators are found to be close to the edges of the plate structure. The optimized result is robust such that when the acoustic pressure pattern is changed, reduction of radiated sound is still maintained. The robustness of an optimally designed structure is also tested by changing the frequency of the noise source using only the actuator voltages as design parameters.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.7 no.5
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• pp.67-74
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• 2007

The unsymmetrically layered artificial material model is consistently introduced to find the optimum topologies of the plate structures. Reissner-Mindlin (RM) plate theory is adopted to formulate the present 9-node plate element considering the first-order shear deformation of the plates. In the topology optimization process, the strain energy to be minimized is employed as the objective function and the initial volume of structures is adopted as the constraint function. In addition, the resizing algorithm based on the optimality criteria is used to update the hole size introduced in the proposed artificial material model. Several numerical examples are rallied out to investigate the performance of the proposed technique. From numerical results, the proposed topology optimization techniques are found to be very effective to produce the optimum topology of plate structures. In particular, the proposed unsymmetric stiffening layer model make it possible to produce more realistic stiffener design of the plate structures.

• Magazine of the Korea Concrete Institute
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• v.4 no.3
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• pp.123-134
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• 1992

본연구는 실물크기의 프리캐스트 콘크리트 판구조물의 부분구조체를 모형화하여 실험한 결과를 분석한 것이다. 구조물의 역학적 특성과 파괴성상을 파악하기 위한 구조실험은 실물크기의 구조물과 부재로써 실시하는 것이 가장 좋은 방법이지만, 이것은 치수가 크므로 공간적으로 제한을 받고 많은 시간과 비용을 필요로 하기 때문에 모형실험을 이용하게 된다. 이러한 모형실험을 최소한의 오차범위내에서 원형실험과 같은 재현하고 예측하도록 실험을 준비하는 데에는 상사법칙이 필요하게 된다. 모형은 무엇보다도 원형과의 응력-변형도 관계 등 구성재료에 대한 상사요구조건을 만족시키는 것이 중요하지만, 본 연구의 대상은 1/3축척으로써 기하학적인 요소와 사용재료에 대한 강도의 상사성만을 고려한 모형이다. 본 연구에서는 이러한 모형구조물의 거동을 원형실험결과와 비교하여 상사성 확보의 문제와 가능성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 1996.04a
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• pp.335-341
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• 1996

유한차분 감소를 이용한 감도해석 및 구조변경 프로그램을 개발하고 수치해석을 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) 유한요소 모델로부터 얻은 유한차분감도를 이용한 결과가 미분을 이용한 감도해석법의 결과에 비해 큰 차이없이 타당한 결과를 제시하여 주는 것을 확인하였다. 2) 복잡한 판구조물의 형상을 등가의 동특성을 갖는 보를 이용하여 모델링하고, 보의 단면치수를 설계변수로하여, 구조변경을 수행함으로써 효율적인 해석을 수행하였다. 3) 혀상이 복잡한 판 구조물의 형상 및 치수등 비선형적인 요소의 변경으로 인한 구조변경시 유한차분 감도 해석법을 이용한 구조변경이 좋은 결과를 나타내는 것을 확인하였고, 이로써 유한차분을 이용한 감도해석법이 형상최적화(shape optimization)에 적합한 방법임을 알 수 있었다.