• Journal of Welding and Joining
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• 제17권1호
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• pp.97-103
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• 1999

Ships, structures on the ocean, bridges, and other structures tend to be large by the development of industry. These ultra thick plate were welded with large heat input, which causes welding stresses, deformation and buckling, so it has to be considered the weld design, safety, reliability. The welded residual stresses were produced and redistributed due to the effect of large heat input. The mechanical phenomenon has not been surely identified yet. In spite of the lack of the study on the box column, there are various types of steel frame such as I type, H type, + type and $\bigcirc$ type, used in high story building. In this study, we performed computer simulation with two dimensional heat conduction and plane deformation thermal elasto-plastic finite element computer program as changing the plate thickness to 100mm, 150mm and groove angle to $60^{\circ}C$, $45^{\circ}C$, $30^{\circ}C$ of corner joint in box column. And then, to identify mechanical phenomenon such as the phenomenon of thermal distribution, welding residual stresses and deformation and to decide optimum groove angle and welding condition. The main conclusion can be summarized as follows: 1) Since the groove angle has became cooling down rapidly due to its smaller value, the temperature slope was steeped somewhat. 2) The tensile stress within the welding direction stresses was somewhat decreased at the weld metal and HAZ, increasing of the groove angle. 3) The local stress concentration of the groove angle $60^{\circ}C$ was appeared smaller than groove angle $30^{\circ}$.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권3호
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• pp.331-337
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• 2012

본 논문은 위상최적화 기법을 이용하여 전방측면 부재를 최적화 한다. 전방측면 부재에 최적화를 진행하기 전에 사각단면 부재에 최적화를 진행한다. 목적함수는 1 차 좌굴 계수가 길이방향으로 최소화되도록 설정한다. 설계변수는 법선방향으로 질점의 이동이다. 사각단면부재의 반응표면법을 이용한 최적화 모델과 위상최적화 모델에 대해 충돌해석을 수행한다. 위상최적화 기법을 검증하기 위해 두 결과를 비교한다. 그 결과 위상최적화 기법을 충돌해석에 적용할 수 있다는 것을 확인하고 실제차량의 전방측면부재에 적용한다. 결과적으로 전방측면 부재는 최적화되고 내충격성이 향상한다.

• 한국해양공학회지
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• 제29권1호
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• pp.16-27
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• 2015

The design challenges when attempting to obtain sufficient strength for a deepwater steel catenary riser (SCR) include high stress near the hang-off location, an elevated beam-column buckling load due to the effective compression in the touchdown zone (TDZ), and increased stress and low-cycle fatigue damage in the TDZ. Therefore, a systematic strength analysis is required for the proper design of an SCR. However, deepwater SCR analysis is a new research area. Thus, the objective of this study was to develop an overall analysis procedure for a deepwater SCR. The structural behavior of a deepwater SCR under various environmental loading conditions was investigated, and a sensitivity analysis was conducted with respect to various parameters such as the SCR weight, weight of the internal contents, hang-off angle (HOA), and vertical soil stiffness. Based on a deepwater SCR design example, it was found that the maximum stress of an SCR occurred at a hang-off location under parallel loading direction with respect to the riser plane, except for a wave dominant dynamic survival loading condition. Furthermore, the tensile stress governed the total stress of the SCRs, whereas the bending stress governed the total stress at the TDZ. The weight of the SCR and internal contents affected the maximum stress of the SCR more than the HOA and vertical soil stiffness, because the weight of the SCR, including the internal contents, was directly related to its tensile stress.

• Corrosion Science and Technology
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• 제9권6호
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• pp.239-246
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• 2010

When galvanized steel strip is produced through a continuous hot-dip galvanizing process, the thickness of the adhered zinc film is controlled by impinging a thin plane nitrogen gas jet. The thickness of the zinc film is generally affected by impinging pressure distribution, its gradient and shearing stress at the steel strip. These factors are influenced by static pressure of gas spraying at air knife nozzle, a nozzle-to-strip distance and strip and a geometric shape of the air knife, as well. At industries, galvanized steel strip is produced by changing static pressure of gas and a distance between the air knife nozzle and strip based on experimental values but remaining a geometric shape of nozzle. Splashing and check-mark strain can generally occur when a distance between the air knife nozzle and strip is too short, while ability of zinc removal can lower due to pressure loss of impinging jet when a distance between the air knife nozzle and strip is too long. In present study, buckling of the jet and change of static pressure are observed by analyzing flow characteristics of the impinging jet. The distance from the nozzle exit to the strip varies from 6 mm to 16 mm by an increment of 2 mm. Moreover, final coating thickness with change of a distance between the air knife nozzle and strip is compared with each case. An ability of zinc removal with the various distances is predicted by numerically calculating the final coating thickness.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.698-707
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• 2011

이 연구는 유한요소법을 이용하여 집중질량을 갖고 비균질한 지반에 놓은 변단변 후판 구조물에 대한 동적 안정해석이다. 해석을 위하여 유한요소법을 이용하여 해당구조물의 고유진동수와 좌굴하중을 구하여 기존해와 비교하여 프로그램을 검증하였다. 비균질 Pasternak 지반에 놓인 변단면으로 집중질량을 갖는후판의 동적안정 해석을 통하여 판의 불안정 영역이 결정된다. 무차원 Winkler 지반강성은 100, 1000을 적용하였고, 무차원 전단지반강성은 5로 하였다. 그리고 변단면율은 0.25, 1.0, 집중질량비는 0.25, 1.0 그리고 면내응력은 $0.4{\sigma}_{cr}$을 적용하여 해석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.503-511
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• 2015

강구조물에서 장스팬의 경우, 일반적으로 스티프너로 보강된 플레이트거더를 많이 사용하는데, 보(girder)의 춤이 크고 웨브의 폭이 좁은 단면을 선택하는 경우는, 웨브가 세장해져서 면외좌굴이 문제가 된다. 이를 해결하기 위한 방안으로, 이 연구에서는 국내에서도 공장, 창고건물을 중심으로 많이 사용되고 있는, 춤이 큰 주름 웨브 보를 휨재로 사용했을 때, 그 적용가능성을 판단하기 위하여, 그 선행작업으로, 주름 웨브(파형, Sinusoidal)를 가진 H형 단면보의 재하실험을 실시하였다. 평판웨브 P-4.5실험체에 비해서 주름웨브 CP-2.3실험체는 최대 휨내력은 12% 부족했지만, CP-3.2 실험체는 약 24% 내력상승이 나타났다. 이는 주름웨브 보는 평판보보다 불리한 판폭두께비를 가진 경우에도 충분한 내력확보가 가능함을 의미한다. 그리고 유로코드(EN 1993-1-5)에 의하여 산정된 휨 내력 및 전단내력을, 재하실험에 의한 휨내력과 KBC2009에 의한 전단내력을 비교하였다. 유로코드에서는 주름웨브의 판두께 증가는 휨성능 향상에 도움이 안 되며, 전단성능은 웨브 판두께와 주름 웨브의 형상에 민감함을 알았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제28권1호
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• pp.23-34
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• 2016

콘크리트 충전강관 기둥은 강관의 구속효과에 의해 콘크리트의 압축내력 상승과, 콘크리트에 의한 강관의 국부좌굴 보강효과에 의해 부재내력이 상승하고 뛰어난 변형성능을 발휘한다. 하지만, 기둥단면이 커질 경우 합성효과를 발휘하기 위하여 스터드 볼트나 후 시공 앵커 볼트를 사용해야 하는 시공상의 문제점이 발생된다. 이를 극복함과 동시에 합성효과를 증대시키기 위한 방안으로 내부에 리브가 설치된 용접조립 기둥이 소개되었다. 내부 리브는 콘크리트와 맞물려 있어 리브의 변형은 콘크리트의 균열을 촉진시키는 역할을 동반하게 된다. 이러한 잠재적인 문제에 대한 해결책은 강관 리브의 변형에 저항할 수 있도록 콘크리트 인성을 증가시킬 수 있는 방안이 필요하다. 언급된 두 가지의 문제점이 효과적으로 해결될 경우 용접조립 각형강관 기둥은 내화성능 확보가 가능하다고 판단된다. 본 연구에서는 해결방안으로 내부 콘크리트를 강섬유와 혼입하여 기둥 자체의 연성과 인성을 증대시키는 것에 중점을 맞추고 있다. 내화성능 평가를 위한 시험체는 총 8개 로 하중비에 따른 재하가열 실험을 실시하고 화재 전후 거동과 열 변형 능력을 주요변수별로 분석하였다. 실험결과와 선행연구 비교를 통해 열 전달과 열응력 해석 모델의 신뢰성을 확보하였으며, 강섬유 혼입율에 따른 변수해석을 수행하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.429-438
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• 2011

본 연구에서는 스트라치 시스템의 긴장설치과정 및 극한하중 해석을 수행하기 위한 명시적 해석법을 제안하였다. 스트라치 시스템은 Stressed-Arch에서 유래한 용어로 슬리브와 갭이 도입된 유동하현재 내부의 긴장재에 초기장력을 도입함으로써 갭이 점차 닫히게 되며, 이에 따라 상현재에 곡률이 도입되면서 전체 구조물이 상승하여, 최종적인 아치형태의 구조물을 형성하는 독창적인 구조시스템이다. 스트라치 시스템의 초기장력 도입과정을 긴장설치(stress-erection) 과정이라 하며, 초기곡률의 도입에 따라 유동 상현재에는 과도한 초기변형이 발생하여 소성거동에 의한 강체회전이 발생하는 불안정 구조물이 된다. 본 연구에서는 이러한 스트라치 시스템의 불안정 거동특성을 해석하기 위해서 강성행렬을 사용하지 않는 명시적 동적이완법을 사용하여 비선형 평형방정식의 해를 구하였고, 대변위 및 단면의 재료적 특성을 반영할 수 있는 필라맨트 보요소를 사용하여 연속된 상현재의 비선형 거동특성을 분석하였다. 필라맨트 보요소의 단면은 다수의 1차원 필라맨트로 구성되며, 각각의 필라맨트에 대해서 다양한 재료모델을 적용할 수 있다. 본 연구에서는 비선형 재료모델인 Ramberg-Osgood모델 및 Bi-linear 탄소성 모델을 적용하여 긴장설치 및 극한하중 해석을 수행하였고, 그 결과를 이전의 실험적 연구결과와 비교 분석하였다. 본 연구의 해석결과는 이전의 실험적 연구결과와 유사하였으며, 명시적 해석법의 특성상 효율적으로 후좌굴거동 특성까지 해석할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.55-68
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• 1991

본(本) 연구(硏究)에서는 트러스 구조물(構造物)의 형상(形狀)을 최적화(最適化)하기 위해서 혼합조정법(混合調整法)을 사용하였다. 첫째 단계(段階)에서는 Goal조정법(調整法)에 의해서 트러스 구조물(構造物)을 분할(分割)하여 최적화(最適化)를 실시함으로서 설계변수(設計變數) 및 제약조건(制約條件)식의 수(數)를 크게 줄일 수 있었다. 둘째 단계(段階)에서는 분할(分割)된 구조물(構造物)을 Model조정법(調整法)에 의해서 성질이 다른 설계변수(設計變數)를 분할(分割)하여 최적화(最適化)를 실시하므로서 효율적으로 해를 구하였다. 변위제약(變位制約)을 고려한 분할최적화(分割最適化)는 제약조건(制約條件)이 부분구조(部分構造)마다 독립(獨立)되어 있지 않기 때문에 Goal조정법(調整法)으로는 부분구조(部分構造)에 변위제약(變位制約)을 고려하기가 어려운 점이 있다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 변위제약(變位制約)만 고려한 전체문제(全體問題)에서 부분문제(部分問題)에 대한 변위분담율(變位分擔率)을 정하여 부분구조(部分構造)에 대한 최적화(最適化)를 실시하였다. 동일한 설계조건하(設計條件下)에서 트러스의 기하학적형상(幾何學的形狀)을 고정(固定)시키고 단면(斷面)만을 최적화(最適化)한 경우 보다 본(本) 연구(硏究)의 알고리즘에 의하여 트러스의 형상(形狀)까지도 최적화(最適化)한 경우 목적함수(目的函數)를 상당(相當)히 감소(減少)시킬 수 있었으며, 설계변수(設計變數) 및 제약조건식(制約條件式)의 수(數)를 크게 줄일 수 있었으므로 본(本) 연구(硏究)에 의한 트러스 구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)는 트러스 구조물(構造物)의 경제적(經濟的)인 설계(設計)에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료(思料)된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.73-84
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• 1993

본(本) 연구(研究)에서는 분할기법(分割技法)을 이용하여 평면(平面)트러스구조물(構造物)의 형상최적화(形狀最適化)를 시도(試圖)하였다. 본(本) 연구(研究)의 제(第)1단계(段階)(Level 1)에서는 다른 연구(研究)와 달리 응력제약(應力制約)을 감도해석(感度解析)에 효율적(效率的)이라고 알려진 설계공간법(設計空間法)에 의해서 부재응력근사화(部材應力近似化)를 하므로서 비선형최적화문제(非線形最適化問題)가 선형계획문제(線形計劃問題)로 변환(變換)되어 해(解)를 효율적(效率的)으로 구할 수 있고 또한 감도해석(感度解析)을 위한 구조해석수(構造解析數)를 줄일 수 있다. 목적함수(目的凾數)는 구조물(構造物)의 중량(重量)이 최소(最小)가 되도록 중량함수(重量凾數)를 택하였다. 제약조건식(制約條件式)으로는 허용응력(許容應力), 좌굴응력(挫屈應力), 변위제약(變位制約) 및 설계변수(設計變數) 상하한치제약(上下限値制約)을 부과(附課)하였고 다(多) 재하조건(載荷條件)을 고려(考慮)하여 최적화문제(最適化問題)를 형성(形成)하였다. 제(第)2단계(段階)(Level 2)에서는 설계변수(設計變數) 및 조정변수(調整變數)를 절점좌표(節點座標)로 하고 목적함수(目的凾數)로는 중량함수(重量凾數)로 하여 최적화문제(最適化問題)를 형성(形成)하였다. 절점좌표(節點座標)만을 설계변수(設計變數)로 하므로서 무제약최적화문제(無制約最適化問題)로 형성(形成)되므로 최적화(最適化) 과정(過程)이 용이(容易)하다. 본(本) 연구(研究)의 제(第)1단계(段階)에서는 부재응력(部材應力)을 근사화(近似化)하여 단면(斷面)을 최적화(最適化)하고 제(第)2단계(段階)에서는 형상(形狀)만 최적화(最適化)하는 분할기법(分割技法)을 트러스구조물(構造物)에 적용(適用)한 결과 본(本) 연구(研究)는 트러스구조물(構造物)의 형태(形態), 제약조건식(制約條件式)에 구애받지 않고 최적해(最適解)에 부재응력근사화(部材應力近似化)로 인하여 효율적(效率的)으로 수렴(收斂)하였고 또한 타(他)의 연구(研究)와 거의 동일(同一)한 연구(研究) 결과(結果)를 얻었으며 형상최적화(形狀最適化)로 트러스구조물(構造物)의 중량(重量)을 5.4% - 15.4% 까지 감소(減少)시켰다.