• Steel and Composite Structures
• /
• 제45권2호
• /
• pp.175-191
• /
• 2022

A review of previous studies shows that although there is a considerable difference between buckling loads of structures under follower and non-follower lateral loads, only the buckling load of FGM elliptical cylindrical shell under non-follower lateral load was investigated in the literature. This study is the first to obtain the buckling load of elliptical FGM cylindrical shells under follower lateral load and also make a comparison between buckling loads of elliptical FGM cylindrical shells under follower and non-follower lateral loads. Moreover, this research is the first one to derive the load potential function of elliptical cylindrical shell. In this regard, the FGM cylindrical elliptical shell was modeled using the semi-analytical finite strip method and based on the First Shear Deformation Theory (FSDT). The shell is discretized by strip elements aligned in the longitudinal direction. The Lagrangian and harmonic shape functions were considered in the circumference and longitudinal directions, respectively. The buckling pressure of the shell under follower and non-follower lateral loads was obtained from eigenvalue problem. The results obtained from the model were compared with those presented in the literature to evaluate the validity of the model. A comparison index was defined to compare the buckling loads of the shell under follower and non-follower lateral load. A parametric study was carried out to investigate the effects of material properties and shell geometry characteristics on the comparison index. For the elliptical cylindrical shells with length-to-radius ratio greater than 16 and major-to-minor axis ratio greater than 0.6, the comparison index reaches to more than 20 percent which is significant. Moreover, the maximum difference is about 30 percent in some cases. The results obtained from the parametric study indicate that the buckling load of long elliptical cylindrical shell under non-follower load is not reliable.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제13권1호통권53호
• /
• pp.125-134
• /
• 2009

이 논문은 직시각형 단면을 갖는 원호형 등단면 띠기초의 자유진동에 관한 연구이다. 띠기초를 지지하는 지반을 두 변수 탄성지반으로 모형화하였다. 두 변수 탄성지반으로 지지된 원호형 띠기초의 휨-비틀림 자유 진동을 지배하는 미분방정식을 유도하고 이를 수치해석하여 고유진동수 및 진동형을 산정하였다. 띠기초의 경계조건은 자유-자유로 하여 최저저차 4개의 고유진동수를 산정하였다. 수치해석의 결과로, 중심각, 깊이비, 접촉비, 탄성계수비, 지반변수 등 5개의 변수가 고유진동수에 미치는 영향을 보고하였다. 변위 및 합응력의 진동형을 그림으로 나타내었다. 실험을 통하여 이 연구의 결과를 검증하였다.

• International Journal of Aeronautical and Space Sciences
• /
• 제15권4호
• /
• pp.345-355
• /
• 2014

This paper focuses on aerodynamic and inertial modeling of the propeller for its applications in flight dynamics analyses of a propeller-driven airplane. Unsteady aerodynamic and inertial loads generated by the propeller are formulated using the blade element method, where the local velocity and acceleration vectors for each blade element are obtained from exact kinematic relations for general maneuvering conditions. Vortex theory is applied to obtain the flow velocities induced by the propeller wake, which are used in the computation of the aerodynamic forces and moments generated by the propeller and other aerodynamic surfaces. The vortex lattice method is adopted to obtain the induced velocity over the wing and empennage components and the related influence coefficients are computed, taking into account the propeller induced velocities by tracing the wake trajectory trailing from each of the propeller blades. Aerodynamic forces and moments of the fuselage and other aerodynamic surfaces are computed by using the wind tunnel database and applying strip theory to incorporate viscous flow effects. The propeller models proposed in this paper are applied to predict isolated propeller performances under steady flight conditions. Trimmed level forward and turn flights are analyzed to investigate the effects of the propeller on the flight characteristics of a propeller-driven light-sports airplane. Flight test results for a series of maneuvering flights using a scaled model are employed to run the flight dynamic analysis program for the proposed propeller models. The simulations are compared with the flight test results to validate the usefulness of the approach. The resultant good correlations between the two data sets shows the propeller models proposed in this paper can predict flight characteristics with good accuracy.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.156-162
• /
• 2008

본 연구에서는 자유후류기법을 이용하여 복합재 무힌지 로터 블레이드에 대한 정적 공탄성 해석을 수행하였다. 1차원 보의 거동을 해석하기 위하여 대변형 보 이론이 적용되었다. 또한, 복합재 블레이드의 단면 해석을 위하여 이방성 보 이론이 적용되었다. 공탄성 해석에 필요한 공력 하중들은 와류격자법(VLM)에 기초한 3차원 공기력 모델을 통하여 계산되었다. 이때, 정지비행시의 후류는 순차적 시간 적분 자유후류법을 통하여 묘사되었다. 복합재 무힌지 로터 블레이드의 정적 변형에 대한 해석 결과를 2차원 준정상 공기력과 경험후류기법을 통한 해석 결과들과 비교하여 살펴보았다. 결과적으로, 정지비행시 후류 효과에 의해 정적 변형의 결과가 달라짐을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제16권3호
• /
• pp.2212-2218
• /
• 2015

세 종류의 얕은기초를 지지하는 기초지반의 하중지지거동을 살펴보고자 모래지반과 점토지반을 가정하여 유한요소 해석을 수행하였다. 띠기초를 지지하는 모래지반의 파괴영역의 형상 및 크기는 상대밀도에 따라 달랐으나 점토지반의 경우 강도에 따라 파괴영역에 차이가 거의 없으며 이론에서 고려되는 파괴영역과 유사한 결과를 보였다. 모래지반에 대한 수치해석을 통해 얻은 하중-침하곡선의 형상을 고려해 볼 때 느슨한 모래에 놓인 기초의 경우 거의 관입전단파괴양상을 보였으며 조밀한 모래에 놓인 기초의 경우 극한하중이 뚜렷하지는 않았다. 점토지반에 놓인 기초에 대하여 수치해석을 통해 얻은 하중-침하량곡선의 경우 침하가 급격하게 증가하는 항복점이 존재함을 알 수 있었다. 모래지반에 의해 지지되는 기초에 대해 이론식에 의해 예측된 극한하중은 수치해석에 의한 극한하중보다 큰 값을 보였으며 점토지반에 대해 이론식에 의해 예측된 극한하중은 수치해석에 의한 극한하중과 유사한 값을 보였다. 1 인치 침하기준법에 의해 결정된 극한하중은 수치해석을 통해 얻은 극한하중보다 약간 작은 값을 보여 안전측의 결과를 보였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제20권9호
• /
• pp.5-15
• /
• 2004

정밀한 기초설계를 위하여 지중연직응력분포를 파악하는 것은 중요하다. 본 연구에서는 지표면 재하에 의한 사질토지반의 지중연직응력 증가량에 대한 Boussinesq의 이론을 고찰하기 위하여 일련의 실내모형시험을 수행하였으며 Boussinesq의 이론값을 실측값과 비교하였다. Boussinesq의 이론값은 깊이에 관계없이 기초판 하부에서는 실측값보다 작았다 기초판의 바깥부분에서는 기초폭의 1.0배의 깊이에서는 이론값은 실측값보다 컸으나 기초폭의 2.0배 및 3.0배의 깊이에서는 이론값과 실측값이 거의 비슷해지는 경향이었다. 가해진 단위면적당 하중에 대한 지중연직응력은 하중이 증가함에 따라 감소하였다. 이러한 경향들은 상대밀도나 기초폭에 관계없이 나타났다. Boussinesq의 이론을 이용할 때 이와 같은 결과를 감안하여 이론값을 보정하면 보다 정확한 값을 얻을 수 있을 것이다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제27권6호
• /
• pp.615-623
• /
• 2015

철근콘크리트 전단벽의 전단강도를 예측하기 위한 기존 연구자들의 스트럿-타이 모델(STM)들은 횡하중 및 상부의 축력에 대한 전단벽의 내부 힘의 흐름과 웨브의 전단철근에 의해 전달되는 전단력의 비율을 명확히 제시하고 있지 않다. 이를 개선하기 위해서, 이 연구에서는 콘크리트 파괴역학의 균열 띠 이론을 기반한 단순한 STM을 개발하였다. 응력이완 스트립을 동반하는 콘크리트 스트럿의 등가유효너비는 중립축 깊이와 콘크리트 유효압축강도 계수로 결정되었다. 균열 띠 확장영역의 전단 전달 메커니즘은 강성법에 의한 트러스 작용으로부터 산정되었다. 웨브 콘크리트 스트럿과 전단철근에 의한 전단 전달력은 응력이완 스트립과 균열 띠 이론을 기반한 에너지평형조건으로부터 유도되었다. 제시된 모델은 Siao와 Hwang et al.의 STM에 비해 150여개의 기존 실험결과의 경향을 잘 예측하였다. 또한, 제시된 STM은 각 변수에 따른 무차원된 전단강도의 경향을 잘 반영하고 있다.

• 대한기계학회논문집
• /
• 제15권1호
• /
• pp.145-153
• /
• 1991

본 연구에서는 Toh가 개발하여 stretchforming에 응용한 강소성 대변형 이론 을 압연문제에 적용하여 강소성 대변형 유한요소 프로그램을 개발하는데 있다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제43권3호
• /
• pp.222-231
• /
• 2007

This paper represents a basic statistical examination on the navigability of ocean-going ship from the point of estimating the time lasting period when propeller racing occurred by using the basic probability theory and the statistics. The propeller racing is one of the most important seakeeping qualities in relation to the safety of the main engine and shafting system. The trend of the racing has been mainly investigated in order to estimate allowable maximum propeller diameter, operation of ocean-going ships, etc.. In those studies, the propeller racing generally and mainly means the situation (propeller exposed) in which the relative motion amplitude between ship hull and wave surface would exceed a depth of point in rotary disk propeller. Therefore, it seems that the magnitude of the amplitude and its exceeding frequency of propeller racing have been examined as a principal subject of study as usual. However, the time during which the amplitude exceeds the depth of point, that is, the propeller exposes in the air, must be also one of most important factor affecting the trend of propeller racing. Then, this paper proposes a new practical method for estimating the time lasting of exposed propeller related to propeller racing in rough-confused seas on the basis of the linear strip theory and the statistics. And, numerical examples of estimating the propeller racing probability are given for four wide ship forms. Finally the usefulness of the proposed method for predicting propeller racing based on the time lasting period is discussed.

• Composites Research
• /
• 제17권3호
• /
• pp.29-37
• /
• 2004

본 연구에서는 대변형 보이론을 이용하여 정지 비행 시 복합재 무베어링 로우터 시스템의 공력탄성학적 안정성 해석을 수행하였다. 무베어링 로우터 시스템은 유연보, 토오크 튜브, 피치 링크, 그리고 메인 블레이드로 구성된다. 유연보, 토오크 튜브, 그리고 메인 블레이드를 각각 플랩 굽힘, 리드-래그 굽힘, 비틀림 그리고 축 방향 변형의 탄성 운동을 하는 보로 가정하고, 1차원 보 요소로 모델링을 하였다. 또한, 유연보를 복합재료 적층판으로 구성된 비틀림에 유연한 직사각형 단면을 갖는 보로 모델링 하여, 1차원 보 해석에 필요한 유효 단면 상수를 얻었다. 외력으로는 2차원 준-정상 공기력 모델을 적용하였으며, 보의 유한 요소 지배방정식은 헤밀턴 원리(Hamilton's principle)를 이용하여 얻었다. 공력 탄성학적 안정성 해석을 수행하기 위하여 p-k 방법을 이용하였으며, 유연보의 적층각과 적층 순서에 따른 구조적 연성이 무베어링 로우터 시스템의 공란성 안정성에 미치는 영향을 알아보았다.