• 한국항공우주학회지
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• 제39권11호
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• pp.1005-1012
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• 2011

본 연구에서는 기하학적 비선형 후좌굴해석 및 전역-국지해석을 통하여 얇은 막재에서 주름이 파괴거동에 미치는 영향을 연구하였다. 해석에서 양단노치 및 일단노치를 가지는 사각형 인장시험 시편형상을 고려하였으며 주름이 발생한 경우와 억제된 경우에 대해 각각 해석을 수행하여 그 결과를 비교하였다. 해석결과의 분석을 통하여 주름의 발달에 따라 J-적분값의 변화에 미치는 영향을 조사하였고, 컷 길이에 따른 영향 및 시편형상의 길이 효과에 대해 체계적으로 연구하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.209-220
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• 2000

보강된 판 및 쉘구조의 기하학적 비선형해석을 수행하기 위하여, total lagrangian formulation에 근거한 증분 평형방정식을 적용하고, 강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켜 기하학적 비선형 해석시 해의 수렴성을 향상시켰으며, 보강된 쉘 구조의 해석시 보강재를 쉘 요소로 모델링하고 주부재와 보강재의 연결점에서 일반적인 변환관계를 이용하였다. 등매개 쉘 유한요소의 단점인 locking 현상을 극복하기 위하여 가정 변형률장을 적용하여 감차적분 또는 선택적분시 나타날 수 있는 제로 에너지 모드를 제거하였다. 수치해석 예제를 통하여 가정 변형률장에 근거한 쉘유한요소에 대한 효율성 및 적용성을 확인하였다.

• Wind and Structures
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• 제25권1호
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• pp.79-100
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• 2017

The use of wind energy resources is developing rapidly in recent decades. There is an increasing number of wind farms in high wind-velocity areas such as the Pacific Rim regions. Wind turbine towers are vulnerable to tropical cyclones and tower failures have been reported in an increasing number in these regions. Existing post-disaster failure case studies were mostly performed through forensic investigations and there are few numerical studies that address the collapse mode simulation of wind turbine towers under strong wind loads. In this paper, the wind-induced failure analysis of a conventional 65 m hub high 1.5-MW wind turbine was carried out by means of nonlinear response time-history analyses in a detailed finite element model of the structure. The wind loading was generated based on the wind field parameters adapted from the cyclone boundary layer flow. The analysis results indicate that this particular tower fails due to the formation of a full-section plastic hinge at locations that are consistent with those reported from field investigations, which suggests the validity of the proposed numerical analysis in the assessment of the performance of wind-farms under cyclonic winds. Furthermore, the numerical simulation allows to distinguish different failure stages before the dynamic collapse occurs in the proposed wind turbine tower, opening the door to future research on the control of these intermediate collapse phases.

• Composites Research
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• 제12권6호
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• pp.65-73
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• 1999

본 연구에서는 Z-단면 복합재 스트링거의 크리플링 응력 및 파손 거동을 비선형 유한요소법을 사용하여 해석하였다. 스트링거는 9절점 쉘요소를 사용하여 이상화하였다. 취성이 강한 재료에 적합한 완전제하 모델을 사용하여 초기 파손 이후 크리플링이 발생할 때까지의 점진적 파손해석을 수행하였다. 완전제하모델을 사용한 수치적 해석을 위해 수정된 Riks방법을 도입하였다. 해석의 타당성 검증을 위해 좌굴응력 크리플링 응력을 기존 시험결과와 비교하였다. 해석결과 Z-단면 스트링거의 크리플링 응력은 플렌지의 폭이 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났고,적층순서에 따라서는 $[{\pm}45/0/90]s$에서 크리플링 응력 및 부분좌굴 응력이 가장 높게 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제40권5호
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• pp.423-430
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• 2012

본 논문에서는 기하학적 비선형 후좌굴 유한요소 해석을 통하여 얇은 멤브레인에서 주름 발생이 컷의 진전방향에 미치는 영향을 연구하였다. 해석에는 양단에 인장을 받고 있고 중앙에 기울어진 컷을 가진 직사각형 멤브레인을 고려하였다. 주름이 발생한 경우와 주름이 발생하지 않은 경우에 대해 각각 해석을 수행하여 컷의 진전각도 및 $J$-적분값을 비교하였다. 컷의 진전각도는 에너지 방출률이 최대인 방향, $K_{II}$의 값이 0이 되는 방향을 구하는 방법 및 접선응력이 최대인 방향을 구하는 방법을 사용하여 계산하였다. 또한 다양한 컷의 초기방향각을 고려하여 각도에 따른 주름의 영향을 조사하였으며 가상의 미소크기의 컷을 반복적으로 진전시켜 컷이 전파되는 경향도 알아보았다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.421-435
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• 2008

본 논문에서는 잔류응력과 초기변형을 고려한 비선형 해석을 실시하여 송전철탑의 극한거동을 분석하였다. 송전철탑 전체 해석 모델링에 주주재, 수평재 및 1차 사재는 보(Beam)요소를 사용하였고, 기타 사재 및 보조재는 트러스(Truss)요소를 사용하였으며 구조해석프로그램 ABAQUS(2004)를 사용하였다. ABAQUS Imperfection 옵션 및 Initial condition 옵션을 사용한 초기변형 및 잔류응력 적용의 적절성을 평가하고자 판(Plate & Shell)요소 부재모델과 보요소 부재모델의 해석결과를 비교분석하였다. 보요소와 트러스 요소를 적용한 송전철탑 전체모델의 비선형 해석결과 ${P-{\triangle}}$효과로 인하여 철탑 하부 각재부 주요 부재에 좌굴파괴가 발생하였다. 본 연구에서는 구조물의 안전성에 영향을 미치는 비선형 해석인자 즉 잔류응력과 초기변형의 정도에 따른 안전성 저하값을 정량적으로 평가하여 제시하고 있다. 그러므로, 본 연구의 결과는 실제 송전철탑의 파괴극한거동에 가까운 설계법, 해석법 및 시공법 정립에 크게 기여할 것으로 판단된다.