• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제16권10호
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• pp.1211-1221
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• 2002

A shape optimization of stiffener was conducted to increase buckling load or failure load with stiffened laminated composite panel of I-type under compression loading. Design variables are cap length, web length, and/or thickness under the constraint of volume constancy. The objective function is buckling load and failure load of post-buckling based on Tsai-Hill theory using ABAQUS 5.8 for analysis and Optimizer on Broydon-Fletcher Goldfarb-Sharno Method and Augmented Lagrange Multiplier Method. The effects of relative length of a web and a cap of stiffener on buckling load and failure load of post-buckling were investigated with the results of optimum design.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.5-8
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• 2000

This paper presents the analytical investigation pertaining to the local buckling behavior of orthotropic open section thin-walled compression members with asymmetric edge stiffeners. In the analysis, 3 different cases of the second moment of inertia are considered to find the asymmetric edge stiffener effect on the local buckling strength. The analytical study results are presented in the graphical form so that the edge stiffener effects on the local buckling strength can be easily found.

• Steel and Composite Structures
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• 제43권3호
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• pp.341-351
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• 2022

This paper presents an inelastic buckling behavior analysis of rectangular hollow steel tubes with geometrical imperfections under elevated temperatures. The main variables are the temperature loads, slenderness ratios, and exposure conditions at high temperatures. The material and structural properties of steels at different temperatures are based on Eurocode (EN 1993-1-2, 2005). In the elastic buckling analysis, the buckling strength decreases linearly with the exposure conditions, whereas the inelastic buckling analysis shows that the buckling strength decreases in clusters based on the exposure conditions of strong and weak axes. The buckling shape of the rectangular steel column in the elastic buckling mode, which depicts geometrical imperfection, shows a shift in the position at which bending buckling occurs when the lower section of the member is exposed to high temperatures. Furthermore, lateral torsional buckling occurs owing to cross-section deformation when the strong axial plane of the model is exposed to high temperatures. The elastic buckling analysis indicates a conservative value when the model is exposed to a relatively low temperature, whereas the inelastic buckling analysis indicates a conservative value at a certain temperature or higher. The comparative results between the inelastic buckling analysis and Eurocode 3 show that a range exists in which the buckling strength in the design equation result is overestimated at elevated temperatures, and the shapes of the buckling curves are different.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권4A호
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• pp.207-215
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• 2012

본 연구에서는 비대칭 연결재를 갖는 조립식 압축부재의 연결재 간격에 따른 좌굴 거동을 알아보기 위한 실 대형 실험을 실시하였다. 압축부재인 H-300 형강 10 m 부재 3개를 볼트 연결하여 총 길이 30 m가 되도록 2 m 간격으로 2열 배치한 후 연결재 간격이 4 m, 5 m, 6 m인 경우에 대하여 압축 실험을 실시하였다. 본 논문에서는 연결재 간격에 따른 실험 좌굴하중을 평가하고 이를 유한요소해석 좌굴하중 및 Timoshenko 식에 의한 좌굴하중과 비교 분석 하였으며, 연결재 간격의 증가에 따른 조립식 압축부재의 좌굴 거동으로 인한 종방향 변위, 횡방향 변위, 변형률 등을 분석하였다. 실험 결과 연결재 간격이 증가함에 따라 조립식 압축부재의 좌굴 하중은 비선형적으로 급격히 감소함을 알 수 있었다. 그리고 연결재 간격이 증가함에 따라 실험 좌굴 하중과 이론 좌굴 하중의 차이 및 실험 좌굴 하중과 유한요소해석 결과의 차이도 증가되는 것으로 나타났다.

• 지질학회지
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• 제54권6호
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• pp.657-675
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• 2018

하부 맨틀의 상부에서 관찰되는 섭입된 해양판의 겉보기 두꺼워짐은 과거 연구를 통해 슬랩 좌굴에 의한 것으로 제안되었다. 그러나, 맨틀의 상전이가 슬랩 좌굴에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고 이를 규모 법칙으로 검증한 연구는 거의 이루어지지 못하였다. 이 연구에서는 상전이를 고려한 2차원 컴퓨터 섭입 모델링을 수행하여 상전이가 슬랩 좌굴에 미치는 영향에 대해 정량적으로 평가하고 규모 법칙으로 검증하였다. 실험 결과는 410 km 깊이에서 발생하는 감람석-와드슬레이아이트 상전이가 슬랩 좌굴의 발달에 중요한 영향을 미친다는 것을 보였다. 흡열 상전이는 상부 맨틀에서 섭입 슬랩의 침강을 가속시켜 660 km 깊이에 존재하는 불연속면에 빠르게 도달하게 한다. 그러나 660 km 깊이에 존재하는 링우다이트-페로브스카이트+마그네시오우스타이트 상전이는 슬랩 좌굴의 발달에 상대적으로 작은 영향을 미치는데 그 상전이가 섭입 슬랩의 하부 맨틀 침강을 지연시켜 전이대에 섭입한 슬랩을 누적시키기 때문이다. 그럼에도 불구하고 슬랩 좌굴은 규모 법칙을 20% 이내의 오차에서 잘 만족한다. 이처럼 슬랩 좌굴은 맨틀에서 발생하는 보편적인 현상으로써 자바-순다 및 동북 일본 섭입대에서 관찰되는 하부 맨틀의 상부와 전이대에서의 슬랩 좌굴을 잘 설명한다. 또한 백악기 시기 경상 분지가 겪은 주기적인 압축 및 인장이 슬랩 좌굴에 의한 가능성을 암시한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.155-167
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• 2004

각각 집중하중과 등분포하중을 받는 단순보의 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 대하여 연구하였다. 잔류응력을 단순형과 다항식형으로 하여 line-type 유한요소법으로 해석하였다. 잔류응력의 형태는 플랜지에서는 4차 곡선으로 웨브에서는 2차 곡선으로 가정하였다. 우리나라에서 생산되는 4종류의 I형강에 대하여 비탄성 횡-비틀림 좌굴에 대하여 해석한 후 결과를 강구조편람의 내용과 비교하였다. 해석결과로부터 강구조 편람에 의한 설계는 주보에 보조보가 있는 경우나 없는 경우 모두 전반적으로 과설계임을 알 수 있었다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제81권6호
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• pp.715-728
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• 2022

A new type of buckling-restrained braces (BRBs) with a longitudinally profiled steel plate working as the core (LPBRB) is proposed and experimentally investigated. Different from conventional BRBs with a constant thickness core, both stiffness and strength of the longitudinally profiled steel core along its longitudinal direction can change through itself variable thickness, thus the construction of LPBRB saves material and reduces the processing cost. Four full-scale component tests were conducted under quasi-static cyclic loading to evaluate the seismic performance of LPBRB. Three stiffening methods were used to improve the fatigue performance of LPBRBs, which were bolt-assembled T-shaped stiffening ribs, partly-welded stiffening ribs and stiffening segment without rib. The experimental results showed LPBRB specimens displayed stable hysteretic behavior and satisfactory seismic property. There was no instability or rupture until the axial ductility ratio achieved 11.0. Failure modes included the out-of-plane buckling of the stiffening part outside the restraining member and core plate fatigue fracture around the longitudinally profiled segment. The effect of the stiffening methods on the fatigue performance is discussed. The critical buckling load of longitudinally profiled segment is derived using Euler theory. The local bulging behavior of the outer steel tube is analyzed with an equivalent beam model. The design recommendations for LPBRB are presented finally.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.679-690
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• 2011

판의 탄성좌굴에 관해서는 이미 많은 이론적 실험적 연구가 이루어져 여러 가지 경계조건 및 하중에 대해서 좌굴응력을 결정하는데 큰 어려움이 없다. 현재 플랜지 및 웨브판에 대한 설계기준도 휨에 대한 좌굴응력을 기준으로 하고 있으며, 후좌굴강도에 안전율을 적용하여 고려하도록 하고 있다. 그러므로 본 연구는 이상적인 조건하에서 전개되는 선형좌굴이론에서 뿐만이아니라, 유한처짐을 허용하는 극한강도 설계개념에 까지 확장되어진다. 또한, 이 개념에 근거한 실험적 연구가 이루어져 단순지지 조건을 만족시킬 수 있는 보강재에 대한 현 시방규정의 적정성을 분석 검토하고자 한다. 본 연구의 결과를 토대로 세장비의 변화에 따른 강상자형의 극한강도를 결정하는 식을 제시하고자 한다.

• Steel and Composite Structures
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• 제22권6호
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• pp.1359-1389
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• 2016

Buckling and free vibration behavior of a laminated cylindrical panel exposed to non-uniform thermal load is addressed in the present study. The approach comprises of three portions, in the first portion, heat transfer analysis is carried out to compute the non-uniform temperature fields, whereas second portion consists of static analysis wherein stress fields due to thermal load is obtained, and the last portion consists of buckling and prestressed modal analyzes to capture the critical buckling temperature as well as first five natural frequencies and associated mode shapes. Finite element is used to perform the numerical investigation. The detailed parametric study is carried out to analyze the effect of nature of temperature variation across the panel, laminate sequence and structural boundary constraints on the buckling and free vibration behavior. The relation between the buckling temperature of the panel under uniform temperature field and non-uniform temperature field is established using magnification factor. Among four cases considered in this study for position of heat sources, highest magnification factor is observed at the forefront curved edge of the panel where heat source is placed. It is also observed that thermal buckling strength and buckling mode shapes are highly sensitive to nature of temperature field and the effect is significant for the above-mentioned temperature field. Furthermore, it is also observed that the panel with antisymmetric laminate has better buckling strength. Free vibration frequencies and the associated mode shapes are significantly influenced by the non-uniform temperature variations.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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• pp.254-260
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• 2000

The spacer grid is one of the main structural components in fuel assembly, which supports the fuel rods, guides cooling water, and protects the fuel assembly from the external impact load such as earthquakes. The nonlinear dynamic impact analysis is conducted by using the finite element code ABAQUS/Explicit. Boundary condition for dynamic analysis is well applied to the test condition. Simulation results also similarly predict the local buckling phenomena. In addition to the buckling parameter, the local buckling cause is examined by both simulation and test method. It is found to correspond well with the test results. Impact tests are also carried out for some specimens of the spacer grid in order to compare the results between the test and the simulation. This test is accomplished by a free fall dummy weight onto the specimen. From this test, only the uppermost and lowermost layers of the multi-cell are buckled, which implies the local buckling at the weakest point of the grid structure.