• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.31 no.4
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• pp.44-52
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• 2003

Shape memory alloys (SMA) are often used in smart structures as active components. Their ability to provide large recovery forces and displacements has been useful in many applications, including devices for artificial muscles, active structural acoustic control, and shape control. Based on the 3-dimensional SMA constitutive equation in this paper, the radial displacement control of externally pressurized circular and semicircular composite cylinders under external pressure with a thin SMA layer bonded on its inner surface or inserted between composite layers in investigated using 3-dimensional finite element analysis. Upon actuation through resistive heating, SMAs start to transform from martensitic into austenitic state, simultaneously recover the prestrain, and thus cause the composite cylinders to go back to their original shapes of the cylinder cross-sections.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.26-26
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• 2020

하천수의 수심을 유지하기 위하여 설치된 콘크리트 취수보 대신 강자갈이나 쇄석을 채움재로 하는 돌망태를 사용하게 되면 토사퇴적으로 인한 건천화나 상, 하류 수생태계 단절과 같은 문제를 어느 정도 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 자갈접촉산화작용에 의한 수질개선과 공사비 절감 효과 등의 장점이 있다. 그러나 돌망태는 투수성이므로 불투수성인 콘크리트 보다 저류측면에서 불리하다. 콘크리트 취수보에서의 흐름은 보 정점의 형상, 보의 폭, 높이, 그리고 월류수심에 좌우되며, 베르누이 방정식과 연속방정식에 의해 방류량 산정식을 유도하고, 유량계수와 같은 실험상수를 결정하여 방류량을 계산한다. 돌망태 취수보의 흐름은 보의 높이, 보의 길이, 보의 상류수심 외에 채움재의 형상, 입경, 배치상태가 흐름에 영향을 미친다. 따라서 콘크리트 취수보에 적용되었던 기존의 방류량 산정식을 그대로 적용할 수 없다. 돌망태 보의 통과류는 실험상수가 포함된 비선형 수두손실방정식으로 표현할 수 있다. 실험상수는 비표면적의 크기를 의미하는 채움재의 평균동수반경와 관계되며, 평균동수반경은 채움재 입자의 형상으로 부터 구할 수 있다. 따라서 실험을 통하여 채움재 입자의 형상과 크기에 따른 실험상수와 평균동수반경의 관계를 구하면 비선형 수두손실방정식으로부터 통과류의 방류량을 계산할 수 있게 된다. 본 연구는 돌망태 취수보가 대수층함양 원수 공급시설물로서 타당한가를 평가하기 위하여 수행되었다. 콘크리트 취수보의 월류량 계산은 기존의 방류량 산정식을 이용하였으며, 돌망태 취수보는 실험상수와 평균동수반경의 기존관계식을 이용하여 통과류의 방류량을 계산하였다. 이와 같이 계산된 각각의 수심-방류량 관계로 부터 수심을 비교하였다. 동일한 유량조건에서 돌망태 취수보의 상류수심은 콘크리트 취수보보다 작게 계산되었다. 상류수심은 돌망태 채움재 입자의 크기가 작을수록 증가하여, 돌망태 취수보는 채움재의 입자크기가 작을수록 저류성능이 개선됨을 알 수 있었다. 따라서 돌망태 취수보는 채움재의 입경이 작을수록 콘크리트 취수보의 저류수준에 접근할 수 있을 것으로 판단되었다.

• Journal of Ocean Engineering and Technology
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• v.12 no.1
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• pp.85-98
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• 1998

본 논문의 수치해법은 경계치문제를 풀기 위하여 코시이론(Cauchy's theorem)을 사용하였다. 경계치문제는 완전한 물체표면조건과 자유표면조건을 만족시키는 초기치문제로 귀결된다. 현 수치해법에서 무한영역은 수치계산 영역인 비선형 영역과 선형 자유표면조건을 만족하는 선형영역으로 나누어진다. 선형영역의 해는 과도 그린(Green)함수를 사용하여 정합조건을 부과함으로써, 수치계산은 비선형 영역에서만 수행된다. 본 논문에서 저자는 수치계산 영역에서 코시이론을 사용하여 적분방정식을 도출하였고, 무한영역의 해는 정합면에서 과도 그린함수를 사용하여 표현하였다. 본 수치계산에서 자유표면에 요소 재분배법을 적용함으로써 쇄파현상에 대해서도 안정적인 수치해석을 할 수 있었다. 본 논문에서 개발된 수치방법을 적용한 문제는 다음과 같다. 첫째는 자유표면에서 실린더가 강제동요하는 경우에 자유표면형상과 힘을 계산하여 이전의 실험치 및 계산치와 비교하였다. 두번째로는 실린더가 자유수면하에서 일정한 속도로 항주하는 경우에는 조파저항과 양력을 계산하여 고차 스펙트럴법과 비교하였다.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.8 no.1
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• pp.41-48
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• 2008

Spatial structure is an appropriate shape that resists external force only with in-plane forte by reducing the influence of bending moment, and it maximizes the effectiveness of structure system. the spatial structure should be analyzed by nonlinear analysis regardless static and dynamic analysis because it accompanys large deflection for member. To analyze the spatial structure geometrical and material nonlinearity should be considered in the analysis. In this paper, a geometrically nonlinear finite element model for plane truss structures is developed, and material nonlinearity is also included in the analysis. Arc-length method is used to solve the nonlinear finite element model. It is found that the present analysis predicts accurate nonlinear behavior of plane truss.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.24 no.1
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• pp.87-95
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• 2011

A rational method for determination of initial cable forces in cable-stayed bridges without complicated nonlinear analysis is presented. Initial shape analysis for cable-stayed bridges should be able to find optimizated initial cable forces and unstrained length that minimize deflection and vending moments of the deck and pylon. A presented method utilizing the idea of force equilibrium organizes initial shape analysis for each types of cable-stayed bridges. The results of that analysis were compared to several existing methods for 2D numerical examples. And for 3D actual bridges, the improved TCUD method was performed to demonstrate the accuracy of this study.

• Journal of Korean Society of Steel Construction
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• v.16 no.1 s.68
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• pp.123-134
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• 2004

In this research, a multilevel decomposition technique to enhance the efficiency of the configuration optimization of truss structures was proposed. On the first level, the nonlinear programming problem was formulated considering cross-sectional areas as design variables, weight, or volume as objective function and behavior under multiloading condition as design constraint. Said nonlinear programming problem was transformed into a sequential linear programming problem. which was effective in calculation through the approximation of member forces using behavior space approach. Such approach has proven to be efficient in sensitivity analysis and different form existing shape optimization studies. The modified method of feasible direction (MMFD) was used for the optimization process. On the second level, by treating only shape design variables, the optimum problem was transformed into and unconstrained optimal design problem. A unidirectional search technique was used. As numerical examples, some truss structures were applied to illustrate the applicability. and validity of the formulated algorithm.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.8 no.3_4
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• pp.215-225
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• 1996

평판형의 열가소성 수지를 유리전이온도 이상으로 가열한 다음 압력을 가함으로써 원하는 형상의 제품을 성형하는 열성형공정은 대상 수지가 큰 변형을 일으킬 뿐만 아니라 비선형적 거동을 보이게 된다. 따라서 수지의 변형거동 예측과 최적성형조건의 설정에 많은 어려움과 시행착오를 거치게 되는 바, 열성형 공정의 최적화를 위한 연구의 일환으로 원형 평판위 수지를 대상으로 수지의 부풀림 거동과 이에 따른 두께 분포를 예측할수 있는유한요 소법의 수치모사 알고리듬을 개발하고자 하였다. Piola-Kirchhoff 응력 텐서와 Green 변형 텐서 및 lagrangian 변형 텐서를 사용하여 평판상의 응력-변형에 대한 비선형의 에너지 수 지식을 수립하고 Newton-Raphson 반복수렴법을 이용하여 근사적으로 해석하였으며 수지의 유변학적 구성방정식으로는 neo-Hookean 모델, Mooney-Rivlin 모델 및 Ogden 모델등의 초탄성 모델을 사용하여 그결과를 비교하였다. 수치모사에는 두께가 매우 얇기 때문에 두께 방향의 응력변화를 무시할수 있는 membrane 가정을 도입한 2차원적 해석과 두께 방향의 응력 변화를 고려하는 3차원적 해석을 모두 수행하고 그 차이를 비교하였으며 3차원적 해석 의 경우에는 penalty법을 이용하여 비 압축성을 만족하였다. 일차적으로 내압을 받는 두꺼 운 원통계에 대한 수치모사 해석을 수행하고 완전해와 비교함으로써 개발된 수치모사 알고 리듬의 열성형 공정에의 적용 타당성을 검증하였으며 이를 이용하여 원형 평판의 자유부풀 림거동을 예측한 결과 Treloar 등의 실험결과와 잘 부합함을 확인하였다. 또 간단한 형상의 금형이 있는 경우와 반지름 방향으로의 온도변화에 따른 수지의 변형거동을 해석함으로써 실제 열성형 공정에서 요구되고 있는 성형품의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 방안을 제 시하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.37 no.10
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• pp.1297-1303
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• 2013

A nonlinear finite element analysis is performed to evaluate the sealing capability and stress of dust covers for the ball joint of an automotive steering system. The analysis is performed for two types of dust covers: wrinkle type and pot type. The assembly condition and operation condition are analyzed, and the maximum stress and contact normal stress at the ribs are evaluated. It is confirmed that the sealing capability of both types is fairly good, but the wrinkle type is better than the pot type in terms of the maximum stress.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.3
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• pp.457-464
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• 1999

The object of this study is form finding, stress-strain analysis and cutting pattern analysis of membrane structures under the following assumptions : (1) material is linearly elastic (2) stress state is plane stress. The cable and membrane structures undergo large deformation because of its highly flexibility, therefore, we must take account of its geometric nonlinearity. The analysis procedure is consisted of three steps considering geometric nonlinearity unlike any other structures. First step is the form finding analysis to determine the initial equilibrium shape. Second step is the stress-strain analysis to investigate the behaviors of structures under various external loads. Once a stationary shape has been fount a cutting pattern based on the form finding analysis may be generated for manufacturing procedure. In this paper, form finding, stress-strain analysis and cutting pattern analysis is carried out for applying to Seoguipo worldcup soccer stadium roof structures and optimal cutting pattern analysis technique is proposed.

• Proceeding of KASS Symposium
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• 2008.05a
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• pp.119-124
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• 2008

Space structure is a appropriate shape that resists external force only with in-plane force by reducing the influence of bending moment, and it maximizes the effectiveness of structure system. The space structure should be analized by nonlinear analysis regardless static and dynamic analysis because it accompanies large deflection for member. To analyze the structure of the space structure exactly generally geometrically nonlinear and material nonlinear, complex nonlinear analysis are considered. To settle the weakness that geometric nonlinear problem does not consider nonlinear as per trait and position of the structure material and that the nonlinear matter of structure material also does not consider nonlinear as per geometric form. Therefore, In this paper, analysis is considered geometric nonlinear and material nonlinear simultaneous conditioning, and traced load-deflection curve by using ABAQUS which is the general purpose of the finite element program.