• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제14권1호
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• pp.19-29
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• 2000

A viscoelastic finite element analysis is presented to investigate residual stresses occurred in a laminated cylindrical shell during cure. An incremental viscoelastic constitutive equation that can describe stress relaxation during the cure is derived as a recursive formula which can be used conveniently for a numerical analysis. The finite element analysis program is developed on the basis of a 3-D degenerated shell element and the first order shear deformation theory, and is verified by comparing with an one dimensional exact solution. Viscoelastic effect on the residual stresses in the laminated shell during the cure is investigated by performing both the viscoelastic and linear elastic analyses considering thermal deformation and chemical shrinkage simultaneously. The results show that there is big difference between viscoelastic stresses and linear elastic stresses. The effect of cooling rates and cooling paths on the residual stresses is also examined.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권8호
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• pp.2051-2060
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• 1993

A finite element program using degenerated shell element was developed to solve the geometric, material and combined nonlinear behaviors of composite laminated shell. The total Lagrangian method was implemented for geometric nonlinear analysis. The material nonlinear behavior was analyzed by considering the matrix degradation due to the progressive failure in the matrix and matrix-fiber interface after initial failure. The result of the geometric nonlinear analysis showed good agreement with the other exact and numerical solutions. The results of the combined analyses considered both geometric and material nonlinear analyses were compared with the experiments in which internal pressure was applied to the filament wound antisymmetric tubes.

• Architectural research
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• 제20권1호
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• pp.9-16
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• 2018

Nonlinear analysis of reinforced concrete (RC) structures is performed by using isogeometric Reissner-Mindlin (RM) shell element. The elasto-plastic constitutive model is employed to express the nonlinear behavior of concrete material and the equivalent smeared steel layer is introduced to represent steel reinforcement. The arc-length control method is used to produce the entire load-displacement path of RC structures. Finally, three benchmark tests are carried out to verify the performance of the present shell element. From isogeometric analysis, the present results show a good agreement with experimental results and it is provided as future benchmark test solutions.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.353-364
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• 2007

이 논문에서는 원전 격납건물의 극한내압능력 및 파괴모드 평가를 위해 개발된 비선형 유한요소해석 프로그램 NUCAS 코드에 대하여 기술하였다. NUCAS는 미시적인 재료모델을 도입한 퇴화 쉘 요소와 탄소성 재료모델을 도입한 저차고체요소로 구성되어 있고, 퇴화 쉘 요소와 저차고체요소는 유한요소에서 발생할 수 있는 강성과대(overstiffness) 및 묶임현상(locking phenomenon)을 방지하기 위해서 각각 가변형도법(assumed strain method)과 개선된 가변형도법(enhanced assumed strain method)을 적용하였다. 개발된 NUCAS코드의 성능을 검증하기 위해서 다양한 철근콘크리트 구조물의 벤치마크 테스트를 수행하였고, 그 결과로부터 이 논문에서 개발한 유한요소해석 프로그램의 해석결과는 실험결과와 잘 일치하였다.

• 전산구조공학
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• 제7권2호
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• pp.101-109
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• 1994

내압을 받는 섬유강화 복합적층 파이프 구조를 해석하기 우해 감절점 원통형 쉘 유한요소를 이용하였다. 이요소는 lockintg현상을 제거하고, 수렴성을 개선하기 위해 감차적분기법, 변위형의 추가, 가정된 전단 변형 도장을 사용한 9절점의 3차원 쉘 유한요소이다. 이 유한요소를 이용하여 여러개의 예제를 해석하고, 결과를 이론식 및 다른 구조해석 프로그램과 비교하였다. 비교결과 유한요소의 수렴도 양호하였고, 섬유강과 복합적층 파이프 구조의 섬유 배향 각도를 증가시킴에 따라 파이프의 처짐은 감소하면서 파이프의 강성이 증가함을 알 수 있고 이는 또한 90.deg.적층 각도가 내압을 받는 파이프 구조의 hoop tension을 유효하게 받을 수 있음을 보여주고 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.307-317
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• 1991

선체구조 및 해양구조물의 기본 구조요소로 사용되는 편심으로 보강된 평판이나 쉘 수조물의 기하하적 비선형 해석에 관한 논문으로서 사용된 유한요소는 격하 쉘요소와 편심된 격하보요소이며 total Lagrange(T.L.)수식과 updated Lagrange(U.L.)수식으로 정식화 하였다. 편심된 보강평판의 비선형 해석에서 사용된 모델은 보강재의 이상화 방법에 따라 평판과 보강재를 격하 쉘요소로 이상화한 모델과 평판은 격하 쉘요소로하고 보강재는 편심된 격하 보요소로 이상화한 모델로 각각 구분하여 비선형 해석을 수행하였으며 해석과정에서 편심 보강평판의 임계하중을 구하고 좌굴 후 비선형 거동을 조사하였다. 해석된 임계 좌굴하중은 선급에서 규정하고 있는 방식의 오일러의 좌굴하중값 보다는 낮게 조사되었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2006년도 추계학술대회논문집
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• pp.248-251
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• 2006

This paper provides the basic theory and numerical results of shell design optimization considering the appearance of close natural frequencies in optimization process. In this study the fundamental natural frequency to be maximized is considered as the objective function and the initial volume of structures is used as the constraint function. In addition, the constraints related to natural frequency is also adopted to avoid the natural frequency closeness phenomenon during the optimization iteration. The Coon's patch is used to represent the shape and thickness distribution of shells. A degenerated shell finite element is adopted to calculate the fundamental natural frequency of the shells. The SQP available in the optimizer DoT is used to search optimum solution. From numerical results, the introduction of the frequency constraint into shell design optimization can deeply affect on the final optimum shape of shells although it is likely to be used to avoid the frequency closeness phenomenon.

• Composites Research
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• 제12권4호
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• pp.17-24
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• 1999

프리프레그 덧대기 방법을 이용하여 복합재료 쉘 구조물을 수리할 때 발생하는 잔류 변형을 고찰하기 위해서 유한요소해석과 실험을 수행하였다. 삼차원 응축 쉘 요소와 일차 전단변형 이론에 기초하여 유한요소 프로그램을 개발하였다. 자유 경계조건을 갖는 적층 쉘에 대한 해석결과를 프리프레그 덧대기 수리과정을 통해 측정된 변형률과 비교 검토하였다. 네 변이 고정된 적층 쉘을 프리프레그 덧대기로 수리할 경우 최종 잔류응력이 덧대기 부근에서 크게 발생하였다. 적층 쉘과 덧대기의 적층순서는 잔류응력에 크게 영향을 미치고, 또한 적층 쉘과 덧대기의 적층 순서가 동일해도 잔류응력이 발생하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.21-28
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• 1987

본(本) 연구(硏究)는 불안정(不安定)현상을 포함한 대변위(大變位)를 고려한 해석(解析)에 8절점(節點) 등매개(等媒介) 변수요소(變數要素)를 적용하여 그 요소(要素)의 우수성을 증명하고 있다. 여기서 채택하고 있는 비선형(非線形) 공식(公式)은 Total Lagrangian 공식(公式)이며, 해석(解析)방법은 하중증분(荷重增分)을 병행한 Newton-Raphson 방법을 이용했다. 안정해석(安定解析)을 수행할 경우 비선형(非線形) 경로(經路)를 따라 반복함으로써 최종 파괴하중을 매 순간 측청할 수 있도록 프로그램을 작성했다. 검증(檢證)을 위해 등분포(等分布) 하중(荷重)을 받는 원개형(圓箇形)쉘, 축(軸)하중을 받는 단순지지(單純支持)형 평판, 그리고 등분포(等分布) 하중(荷重)을 받는 고정된 평판 등과 같은 예제를 수행하여 이론해(理論解) 및 다른 결과(結果)들과 비교 분석했다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.127-130
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• 2002

Vibration analysis of rotating blade is the main purpose of the present study. In this study, general formulation is performed for rotating shell structures including the centrifugal force, Coriolis acceleration and initial twist. Furthermore, simplified equations are derived for the case of an open cylindrical shell. Based on the concept of degenerated shell element with the Reisser-Mindlin's assumptions, the finite element method is adopted for solving the problems. In addition, it is investigated the effect of the stacking sequence of the composites on the vibration characteristics of the blade. The results are summarized for the various parameters such as the speed of rotation and pre-twist of the blade. Also, present results are compared with the previous works and experimental data.