• 한국강구조학회 논문집
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• 제16권1호통권68호
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• pp.81-89
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• 2004

구조물과 같은 아치의 진동해석은 많은 산업분야에서 다양하게 적용되기 때문에 공학적 문제에 중요한 주제이다. 특히 변화하는 단면형상을 가지는 아치는 질량이나 강도를 최적화 하거나 특별한 구조물이나 요구조건들을 만족하기 위해서 폭넓게 사용되어 진다. 최근에는 일반화 미분구적법(GDQM)이나 미분변환법(DTM)은 각각 Shu와 Zou에 의해서 제안이 되었다. 연구에서는 변화하는 단면형상을 가지는 아치의 진동해석이 일반화 미분구적법과 미분변환법을 적용하였다. 변화하는 단면형상을 가지는 아치에 대하여 지배방정식이 유도되어졌으며, 미분변환과 일반화 미분구적법의 개념이 간단히 소개되었다. 변화하는 단면형상을 가지는 아치의 무차원화된 고유진동수가 다양한 경계조건에 대해서 구해졌으며, 이러한 방법들에 의해서 얻어지는 결과들은 선행연구와 비교 되어졌다. 일반화 미분구적법과 미분변환법은 변화하는 단면형상을 가지는 아치의 진동문제를 해석함에 있어서 빠른 수렴, 정확도, 효율성, 유효성을 보인다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제2권4호
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• pp.345-357
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• 1994

The differential equations governing free, in-plane vibrations of linearly elastic circular arches with variable cross-sections are derived and solve numerically for quadratic arches with three types of rectangular cross sections. Frequencies, mode shapes, cross-sectional load distributions, and the effects of rotatory inertia on frequencies are reported. Experimental measurements of frequencies and their corresponding mode shapes agree closely with those predicted by theory. The numerical methods presented here for computing frequencies and mode shapes are efficient and reliable.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2A호
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• pp.145-153
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• 2009

본 연구에서는 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도에 관한 연구를 수행하였다. 포물선 아치는 아치의 중립축을 따라 곡률이 변하므로 일정한 곡률을 갖는 원형 아치의 경우보다 횡-비틂 좌굴 강도식을 유도하는 것이 복잡하며, 이에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 ?의 효과를 고려하여 변곡률을 갖는 아치의 횡-비틂 좌굴식을 유도하고 포물선 아치의 좌굴강도를 계산하기 위하여 유한차분법을 이용한 수치해법을 제안하였다. 이러한 수치해법은 기존 연구자 및 유한요소해석 결과와 비교하였으며, 그 타당성을 검증하였다. 마지막으로, 변수해석을 수행하여 라이즈비의 영향에 따른 원형과 포물선 아치의 횡-비틂 좌굴 강도를 비교 분석하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제8권5호
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• pp.465-476
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• 1999

A structural optimization process is presented for arches with varying cross-section. The optimality criteria method is used to develop a recursive relationship for the design variables considering displacement, stresses and minimum depth constraints. The depth at the crown and at the support are taken as design variables first. Then the approach is extended by taking the depth values of each joint as design variable. The curved beam element of constant cross section is used to model the parabolic and circular arches with varying cross section. A number of design examples are presented to demonstrate the application of the method.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.50-53
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• 2008

The differential equations governing free vibrations of the elastic arches with rectangular hollow section are derived in polar coordinates, in which the effect of rotatory inertia is included. Natural frequencies is computed numerically for circular arches with both clamped ends and both hinged ends. The lowest four natural frequency parameters are reported, with the rotatory inertia, as functions of three non-dimensional system parameters: the breadth ratio, the thickness ratio and the shape ratio.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.144-152
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• 2010

This paper deals with free vibrations of the tapered circular arches with constant volume, whose cross sectional shape is the solid regular polygon. Volumes of the objective arches are always held constant regardless shape functions of the cross-sectional depth. The shape functions are chosen as the linear, parabolic and sinusoidal ones. Ordinary differential equations governing free vibrations of such arches are derived and solved numerically for determining the natural frequencies. In the numerical examples, hinged-hinged, hinged-clamped and clamped-clamped end constraints are considered. As the numerical results, the relationships between non-dimensional frequency parameters and various arch parameters such as rise ratio, section ratio, side number, volume ratio and taper type are reported in tables and figures.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 II
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• pp.1254-1259
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• 2001

This paper deals with the free vibrations of circular arches with variable cross-section. The differential equations governing free, in-plane vibrations of tapered circular arches, including the effects of rotatory inertia, shear deformation and axial deformation, are derived and solved numerically to obtain frequencies and mode shapes. Numerical results are calculated for the quadratic arches with hinged-hinged and clamped-clamped end constraints. Three general taper types for a rectangular section are considered. The lowest four natural frequencies and mode shapes are presented over a range of non-dimensional system parameters： the subtended angle, the slenderness ratio and the section ratio.

• 대한수학회지
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• 제44권3호
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• pp.707-717
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• 2007

Arches are constrained with rotational resistance at both edges. An energy method is used to derive variational formulation which is used to prove the existence of equilibrium states of elastic circular arches for the torsional spring constants ${\rho}-\;{\geq}\;0,\;{\rho}+\;{\geq}\;0,\;and\;{\rho}-\;+\;{\rho}+\;>\;0$. The boundary conditions are searched using the existence of minimum potential energy.

• 전산구조공학
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• 제7권1호
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• pp.69-81
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• 1994

본 논문은 형상의 비선형성을 고려한 큰 동하중을 받는 낮은 원호아치의 동적해석에 관한 연구이다. 따라서 낮은 원호아치를 대상으로 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하는데 주안점을 둔다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 비선형 동적 운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 만재 방사형 등분포하중을 받는 원호아치를 해석하고, 그 결과를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 또한 여러가지의 형상의 아치에 대한 좌굴 해석을 실시하여 임계좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 모형해석을 통해서 큰 동하중을 받는 원호아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.39-48
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• 1990

큰 동하중을 받는 낮은 아치는 큰 변형이 발생하므로 선형해석으로는 실제적으로 정확한 해석이 어렵다. 따라서 본 연구에서는 낮은 원호아치의 동적 비선형 해석방법을 제시하였으며, 제시된 방법을 토대로 낮은 아치의 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구할 수 있는 프로그램을 개발 하였다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 동적운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 이때 동적운동방정식의 시간적분으로 Newmark 해법을 채택하였다. 프로그램은 만재 방사형등분포하중을 받는 낮은 원호아치를 해석하여 그 결과치를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 모형해석을 통해서는 큰동하중을 받는 원호아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며, 아치가 낮아질수록 좌굴발생가능성이 높아짐을 알았다. 또한 여러가지 형상의 아치에 대한 좌굴 해석을 실시하여 임계좌굴하중을 구하였으며 기왕의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다.