• 제목/요약/키워드: Member buckling

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전단변형을 고려한 비대칭 박벽보의 엄밀한 정적 요소강도행렬 (Exact Static Element Stiffness Matrix of Shear Deformable Nonsymmetric Thin-walled Elastic Beams)

  • 김남일;곽태영;이준석;김문영
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2001년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.345-352
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    • 2001
  • Derivation procedures of exact static element stiffness matrix of shear deformable thin-walled straight beams are rigorously presented for the spatial buckling analysis. An exact static element stiffness matrix is established from governing equations for a uniform beam element with nonsymmetric thin-walled cross section. First this numerical technique is accomplished via a generalized linear eigenvalue problem by introducing 14 displacement parameters and a system of linear algebraic equations with complex matrices. Thus, the displacement functions of dispalcement parameters are exactly derived and finally exact stiffness matrices are determined using member force-displacement relationships. The buckling loads are evaluated and compared with analytic solutions or results of the analysis using ABAQUS' shell elements for the thin-walled straight beam structure in order to demonstrate the validity of this study.

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비대칭 박벽 탄성 곡선보의 엄밀한 정적 요소강도행렬 (Exact Static Element Stiffness Matrix of Nonsymmetric Thin-walled Elastic Curved Beams)

  • 윤희택;김문영;김용기
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.1165-1170
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    • 2005
  • In order to perform the spatial buckling analysis of the curved beam element with nonsymmetric thin-walled cross section, exact static stiffness matrices are evaluated using equilibrium equations and force-deformation relations. Contrary to evaluation procedures of dynamic stiffness matrices, 14 displacement parameters are introduced when transforming the four order simultaneous differential equations to the first order differential equations and 2 displacement parameters among these displacements are integrated in advance. Thus non-homogeneous simultaneous differential equations are obtained with respect to the remaining 8 displacement parameters. For general solution of these equations, the method of undetermined parameters is applied and a generalized linear eigenvalue problem and a system of linear algebraic equations with complex matrices are solved with respect to 12 displacement parameters. Resultantly displacement functions are exactly derived and exact static stiffness matrices are determined using member force-displacement relations. The buckling loads are evaluated and compared with analytic solutions or results by ABAQUS's shell element.

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유한회전과 접합부 특성을 고려한 공간프레임의 대변형 탄소성 해석 (Large Deformational Elasto-Plastic Analysis of Space Frames Considering Finite Rotations and Joint Connection Properties)

  • ;한상을
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.597-608
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    • 2009
  • 본 연구에서는 접합부 특성이 고려된 공간프레임의 대변형 탄소성해석법에 관한 내용을 기술한다. 이 해석법은 유한변형을 고려한 대변형 탄성해석법에 기초한 것으로 부재의 재료적 탄소성, 접합부 반강접 특성을 추가적으로 고려하였다. 절점의 유한변형은 오일러의 개념으로 부터 유도되었으며, 부재좌표계에서 계산된 부재변형은 보-기둥식에 대입하여 부재력을 계산하였다. 부재변형은 부재축변형과 휨에 의한 축변형효과를 함께 고려하여 계산하였으며, 부재축력의 휨강성, 비틀림강성에 대한 효과를 고려하여 항복함수를 계산하였다. 재료는 완전 탄소성으로 가정하였고, 항복은 부재 양단부에서 집중하여 발생하는 소성힌지의 개념을 사용하였다. 부재 접합부 반강접 특성은 지수모델이나 선형모델을 적용하였고, 접합부 특성이 고려된 탄소성 후좌굴해석을 수행하기 위해 호장법을 사용하였다. 본 연구내용의 정확성 및 효율성을 검증하기 위해 공간프레임에 대한 해석을 수행하였다.

브레이스트 아치 리브의 면내 좌굴 및 극한강도 평가 (Evaluation of In-plane Buckling and Ultimate Strength for Braced Arch Ribs)

  • 박용명;허택영;이필구;노경배
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권6호통권73호
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    • pp.759-768
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    • 2004
  • 본 연구에서는 원형 강관을 수직 브레이스로 연결한 아치 리브의 면내 좌굴강도 및 극한강도를 평가하기 위한 매개변수 해석 연구를 수행하였다. 브레이스트 아치 리브의 탄소성 거동은 하중의 재하 상태와 아치 곡률뿐만 아니라 일반 단일 아치 리브와 달리 강관리브와 브레이스 부재의 휨강성비, 브레이스의 배치 간격, 강관 리브의 배치간격 등에 영향을 받게 된다. 이러한 영향을 분석하기 위해 본 해석에서는 라이즈비, 리브와 브레이스의 단면2차모멘트비, 수직브레이스의 간격비, 지간 대비 상 하 리브의 간격비, 초기 제작오차 및 세장비 등을 매개변수로 하고 하중의 재하 상태는 등분포 고정하중에 대한 활하중의 비를 고려하였다. 이러한 매개변수에 대한 해석 결과로부터 브레이스트 아치 리브의 적정 형상을 제안하였다. 또한, 브레이스트 아치 리브의 극한강도 평가를 위한 대형 구조 실험을 수행하였으며, 실험 결과는 해석에 의한 결과와 비교적 일치하였다.

The EC3 approach to the design of columns, beams and beam-columns

  • Nethercot, D.A.;Gardner, L.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제5권2_3호
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    • pp.127-140
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    • 2005
  • Procedures given in Eurocode 3 Part 1.1 (EN 1993-1-1) for design of the main types of structural member under given systems of loading are presented and described. Whereas some of these e.g. the procedure for axially loaded columns, are little changed from the early concept that appeared more than 25 years ago in the European Recommendations and have subsequently been adopted in many other steel codes of the world, others such as the interaction formulae for beam-columns are new, with aspects of the provisions still under development. For each type of member the basis of the procedure is described and some comparative comments made.

하이브리드 제조공정을 이용한 자동차 로어암의 개발 (Development of Automotive Lower Ann using Hybrid Manufacturing Process)

  • 소상우;황현태;이종현;최흥원
    • 한국생산제조학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.214-218
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    • 2011
  • In order to survive in turbulent and competitive markets, automotive part manufacturers try efforts to develop new manufacturing technologies for ultra-lightweight, high-intensity and environmentally-friendly parts. Most of front lower arm is manufactured by welding process between upper- and lower panel which are produced by press stamping process. Because lower arm mounted on the cross member parts is one of the important complementary parts. So, to improve safety and lightweight of these parts, hybrid technologies are used in this paper. As hybrid technologies are applied to be front sub-frame, rear cross member and other chassis parts as well as front lower arm, the 20% lightweight has been achieved compared with existing steel parts.

Concrete filled double skin tubular members subjected to bending

  • Uenaka, Kojiro;Kitoh, Hiroaki;Sonoda, Keiichiro
    • Steel and Composite Structures
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    • 제8권4호
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    • pp.297-312
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    • 2008
  • A concrete filled double skin tubular (called CFDST in abbreviation) member consists of two concentric circular steel tubes and filled concrete between them. Purpose of this study is to investigate their bending characteristics experimentally. The two test parameters of the tubes considered were an inner-to-outer diameter ratio and a thickness-diameter ratio. As a result, their observed failure modes were controlled by tensile cracking or local buckling of the outer tube. Discussion is focused on the confinement effect on the filled concrete due to the both tubes and also the influence of the inner-to-outer diameter ratios on their deformability and load carrying capacity.

공간트러스구조의 탄소성 후좌굴 해석 (Elasto-Plastic Postbuckling Analysis of Space Truss Structures)

  • 이상환;권익노;김응교
    • 한국공간정보시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국공간정보시스템학회 2004년도 춘계 학술발표회 논문집 제1권1호(통권1호)
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    • pp.37-42
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    • 2004
  • The primary objective of this paper is to trace the post-buckling behavior of space trusses in the inelastic range. Modeled member material behavior characteristics of struts in the post-critical elasto-plastic stage are determined and three types of idealized hardening rules are described. To perform this analysis, the present work is used the current stiffness parameter method combined with the cylinderical arc-length method. Numerical examples are presented to illustrate the accuracy and the application of the numerical solutions introduced above.

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강성 및 컴플라이언트 행오프 하에서의 미연결송유관의 동력학 (Dynamics of disconnected risers under rigid and compliant hang-off)

  • ;윤덕영
    • 한국해양공학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.39-51
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    • 1987
  • 석유시추 보호관의 비선형 운동을 시뮬레이트하는 유효한 해법이 non-uniform grid 유한차분법과 implicit time 적분법에 근거하여 제시되었다. 극한 상태에 있는 지지 플랫폼의 상승 가속도에 의해 생기는 보호관의 동적 좌굴형 반응에 관하여 상세히 연구되었고, 이 반응에 미치는 중요 변수가 규명되었다. 운동의 현저한 감소와 이에 따른 응력들이 컴플라이언트 행오프(hang-off)를 적용시킴으로써 얻어졌다.

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볼팅 고정 채널 형강 보강재를 이용한 비좌굴 Knee Bracing System의 내진성능에 대한 실험 연구 (Experimental Study on Buckling Restrained Knee Bracing Systems Using Bolted Channel Sections)

  • 이진;이기학;이성민;신지욱;김영민
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.37-46
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    • 2009
  • 본 연구에서는 1층 1경간 실제크기의 가력 프레임에서 내진보강에 적합한 비좌굴 knee brace을 설치하여 주기하중을 통해 가새의 지진저항능력을 실험하였다. 볼트 고정 채널이 이용된 비좌굴 knee brace는 지진력에 저항하는 코어와 두 개의 철골 플레이트로 만들어졌고 단면의 형태는 코어의 국부좌굴과 횡좌굴에 저항하도록 하였다. 비좌굴 kneebrace는 현장에서 조립이 용이하고, 시공방법 또한 간단하여 공간에 제약이 있는1층에 필로터를 가진 중저층 RC건물의 내진 보수/보강에 효과적으로 사용할 수 있다. 각 실험체에 대한 변수로 중심코어의 크기와 외부 보강재의 크기, 가이드 플레이트의 유무 등으로 정하였으며, 실험을 통해 얻어진 힘-변위 이력곡선을 통해 중심코어의 크기가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또한 가이드 플레이트의 유무에 따라 압축강도 수정계수와 파괴형태가 달라지는 것을 알 수 있었다. 각 실험체에 대한 결과는 AISC 2005 Seismic Provisions 규정에서 제시한 누적 연성도와 누적 소산에너지 측면에서도 충분한 효과를 발휘하는 것으로 나타났다.