• 한국복합재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국복합재료학회 2002년도 추계학술발표대회 논문집
• /
• pp.233-236
• /
• 2002

An efficient method was developed in this study to obtain optimal stacking sequences, thicknesses, and minimum weights of stiffened laminated composite shells under combined loading conditions and stiffener layouts using genetic algorithms (GAs) and finite element analyses. Among many parameters in designing composite laminates determining a optimal stacking sequence that may be formulated as an integer programming problem is a primary concern. Of many optimization algorithms, GAs are powerful methodology for the problem with discrete variables. In this paper the optimal stacking sequence was determined, which gives the maximum critical buckling load factor and the minimum weight as well. To solve this problem, both the finite element analysis by ABAQUS and the GA-based optimization procedure have been implemented together with an interface code. Throughout many parametric studies using this analysis tool, the influences of stiffener sizes and three different types of stiffener layouts on the stacking sequence changes were throughly investigated subjected to various combined loading conditions.

• Advances in Computational Design
• /
• 제8권4호
• /
• pp.327-351
• /
• 2023

This article explores how multi-objective optimization techniques can be used to design cost-effective and structurally optimal spatial steel structures, highlighting that optimizing performance can be as important as minimizing costs in real-world engineering problems. The study includes the minimization of maximum horizontal displacement, the maximization of the first natural frequency of vibration, the maximization of the critical load factor concerning the first global buckling mode of the structure, and weight minimization as the objectives. Additionally, it outlines a systematic approach to selecting the best design by employing four different evolutionary algorithms based on differential evolution and a multi-criteria decision-making methodology. The paper's contribution lies in its comprehensive consideration of multiple conflicting objectives and its novel approach to simultaneous consideration of bracing system, column orientation, and commercial profiles as design variables.

• Coupled systems mechanics
• /
• 제13권2호
• /
• pp.95-113
• /
• 2024

In this paper, we will analyse the thermo-elastic behavior of the plate element of a structure arranged in a climatically aggressive environment (extreme temperature), we use a refined four-variable thick plate theory to take the shear effect into consideration, the proposed theory less computationally expensive and more accurate so that it incorporates the shear effect into the formulation. The plate is assumed to be simply supported on its four edges, so exact (closed-form) solutions are found according to the Navier expansion, and the governing stability equations and associated boundary conditions of the problem are obtained via the virtual works principle. The plate studied ismade of laminated composite materials, so a parametric study is needed to see the effect of different types of parameters and coupling on the critical temperature value causing thermo-elastic instability of the plate and also on the natural frequency of free vibration, as well as for other parameters such as anisotropy, slenderness and aspect ratio of the plate and finally the lamination angle. Numerical results are obtained for specially orthotropic and antisymmetrical plates and are compared with those obtained by othertheoriesin the literature to validate the analysis approach used.

• 생물환경조절학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.197-203
• /
• 2008

본 연구는 1-2W형 온실의 구조를 개조하여 착색단 고추 재배온실로 이용하고 있는 온실의 구조의 안정성을 검토하였다. SAP-2000에 의한 구조해석 결과 1-2W기본형 온실의 기둥을 1.2m높였을 경우, 구조물이 견딜 수 있는 한계적설심은 변화는 거의 없으나 한계풍속은 약 $26.0\sim41.0m/s$정도로서 기본형에 비하여 약 $3\sim18%$ 정도 감소하는 것으로 나타났다. 풍하중 작용시 변형도를 비롯하여 축방향력, 전단력, 휨모멘트 등의 최대단면력은 기본형이나 개조형에 관계없이 거의 유사한 경향으로 나타났으며, 최대단면력은 풍상측의 처마높이 부위에서 발생하는 것으로 나타났다. 설하중 작용시 변형도를 비롯하여 축방향력, 전단력, 휨모멘트 등의 최대단면력은 기본형이나 개조형에 관계없이 거의 유사한 경향으로 나타났으며, 축방향력을 제외한 최대단면력은 처마높이 부위에서 발생하였으며, 최대축방향력은 내측기둥에서 발생하였다. 한계적설심에 대한 내측기둥의 좌굴은 모두 안전한 것으로 나타났으며 세장비 또한 제한값 범위내에 들어 기본형 및 개조형 모두 만족하였다. 기초의 인발저항력과 지내력은 기본형과 개조형에 관계없이 모두 안전한 것으로 나타났다.

• 콘크리트학회논문집
• /
• 제18권1호
• /
• pp.47-56
• /
• 2006

본 연구에서는 두 종류의 전단지간 대 유효깊이의 비(a/d)를 가진 전단에 취약한 보 네 개에 대한 반복하중 실험을 수행하였다. 실험군에는 $6d_b$의 정착 길이의 $90^{\circ}$ 절곡된 갈고리를 가진 두 개의 스터럽을 묶은 하나의 다발 스터럽(bundled stirrups)을 배근하였으며 대조군에는 직경 50mm의 원형 헤드를 가진 헤디드 바를 배근하였다. 하나의 헤디드 바의 철근 직경은 하나의 다발 스터럽의 철근 직경과 같기 때문에 효과적인 실험 비교가 가능하였다. 실험 결과는 헤디드 바를 배근한 보가 일반 스터럽을 가진 보보다 연성, 에너지 흡수량, 최대하중 이후의 거동에 있어서 뛰어난 구조 성능을 보여 주었다. 반복하중에 의한 콘크리트 피복과 부분 압축파괴에 의해 스터럽의 갈고리는 바깥 방향으로의 변형과 함께 정착 성능을 상실하였다. 반면에, 헤디드 바는 헤드의 정착손실 방생 없이 변형률경화 시점을 지나서도 변형이 발생하였으며 압축 철근의 좌굴 발생을 지연하는 데에도 기여하는 것으로 나타났다. 반복하중에 의한 감소된 인장경화를 고려한 하중-변위 예측은 뛰어난 정확도를 보여 주었다.

• 한국강구조학회 논문집
• /
• 제23권1호
• /
• pp.99-111
• /
• 2011

본 연구에서는 비선형 해석을 통하여 폐합 전 강사장교의 주요한 좌굴 거동 특성을 고찰한다. 케이블의 새그효과, 주탑과 거더의 P-${\Delta}$ 효과, 구조물의 대변위효과 등의 주요한 기하학적 비선형성을 모두 고려하기 위해 기하학적 비선형 해석으로써 구조물의 좌굴 해석을 수행하였다. 초기형상 해석 및 시공단계 해석을 통해 사하중을 받고 있는 시공 단계에 있는 구조물의 해석을 수행하였고 이 후 데릭 크레인과 키 세그먼트의 자중에 대한 비선형 해석으로 폐합 전 사장교의 좌굴 해석을 수행하였다. 본 해석 연구에서는 케이블의 배치 형태 및 주탑과 거더간 강성비에 따른 좌굴 모드 및 임계 하중계수의 변화를 분석하였다. 연구 결과 주요한 좌굴 모드를 구분하고 케이블 배치 형식이 다른 각 사장교에서 각 좌굴 모드가 나타나는 주탑과 거더간 강성비의 범위를 도출하였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
• /
• 제6권2호
• /
• pp.117-144
• /
• 2019

High Altitude and Long Endurance (HALE) aircraft are capable of providing intelligence, surveillance and reconnaissance (ISR) capabilities over vast geographic areas when equipped with advanced sensor packages. As their use becomes more widespread, the demand for additional range, endurance and payload capability will increase and designers are exploring non-conventional configurations to meet the increasing demands. One such configuration is the joined-wing concept. A joined-wing aircraft is one that typically connects a front and aft wings in a diamond shaped planform. One such example is the Boeing SensorCraft configuration. While the joined-wing configuration offers potential benefits regarding aerodynamic efficiency, structural weight, and sensing capabilities, structural design requires careful consideration of elastic buckling resulting from the aft wing supporting, in compression, part of the forward wing structural loading. It has been shown already that this is a nonlinear phenomenon, involving geometric nonlinearities and follower forces that tend to flatten the entire configuration, leading to structural overload due to the loss of the aft wing's ability to support the forward wing load. Severe gusts are likely to be the critical design condition, with flight control system interaction in the form of Gust Load Alleviation (GLA) playing a key role in minimizing the structural loads. The University of Victoria Center for Aerospace Research (UVic-CfAR) has built a 3-meter span scaled and flexible wing UAV based on the Boeing SensorCraft design. The goal is to validate the nonlinear structural behavior in flight. The main objective of this research work is to perform Ground Vibration Tests (GVT) to characterize the dynamic properties of the scaled flight vehicle. Results from the experimental tests are used to characterize the modal dynamics of the aircraft, and to validate the numerical models. The GVT results are an important step towards a safe flight test program.

• 한국안전학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.36-43
• /
• 2022

Generally, in construction sites, the pipe support installation workers often use support pins of 9~10 mm which are much smaller than the safety standard sizes for work convenience. Although the safety certification standard thickness of the support pins is 11 mm, and the supervisors are often indifferent to this. Hence, products with far lower performance than the pipe support safety certification value of 40,000 N, which is applied in the supporting post-structural review, are used. Accordingly, this acts as a factor causing collapse accidents in the process of pouring concrete at the construction site. Therefore, this study performed compression experiments on new and reused pipe supports to determine how the thickness of the support pins affects the structural compression performance of the pipe support by considering the thickness of the support pins as a critical variable among various factors affecting the pipe support performance. In the course of the study, the compression test of the pipe support (V2, V4) for the new products showed that only 14 (58.3%) of the total 24 samples satisfied the safety certification standard value of 40,000 N, which indicates that more thorough quality control is required in the manufacturing process. Additionally, comparing the thickness of the support pins and their fracture shape shows that the pipes with support length of 4.0 m or longer are much more affected by the buckling of the entire length than the thickness of the support pins. Of the several factors affecting the performance of reused pipe supports, it was found that, similar to the new products, the use of support pins, with thickness of 12 mm rather than 11 mm, can satisfy the safety certification value more appropriately. Therefore, regardless of the state of usage, it could be concluded that it is necessary to use 12 mm products, whose thickness is larger than that of the safety certification standard value of 11 mm, to improve the performance of the pipe supports.

• Composites Research
• /
• 제19권5호
• /
• pp.12-19
• /
• 2006

본 논문에서 한국해양연구원에서 개발 중인 20인승급 소형 위그선의 주익 구조 설계 및 해석에 관한 연구를 수행하였다. 경량화를 위해 탄소/에폭시 복합재료를 적용하였으며, 구조 형태는 스킨 스파 폼 샌드위치 구조를 사용하였다. 개념 설계에는 복합재 설계 개념을 반영하였고, 상세 설계 및 경량화 구조 설계에는 상용 유한 요소 코드인 NASTRAN을 이용하여 구조 설계를 수행하였다. 여러 단계의 구조 설계 변경을 통해 최종 구조 설계 결과는 설계 요구 조건을 만족하는 결과임을 확인하였다. 또한 주익을 동체에 고정하기 위해 8개의 고강도 볼트를 이용한 삽입 볼트형 구조가 용이한 장탈과 20넌 이상의 피로 수명의 고려를 통해 채택되었다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제36권3호
• /
• pp.325-330
• /
• 2012

본 연구에서는 액화천연가스(LNG 즉 Liquefied Natural Gas) 저장탱크의 보강재(stiffener) 설계를 위한 주요 설계인자들의 특성을 파악하고 구조 최적설계를 수행하였다. 보강재가 결합된 LNG 저장탱크의 내조는 외부의 펄라이트(perlite)의 압력에 의해 좌굴되지 않도록 설계되는데, 기존의 보강재 설계방법에서는 펄라이트 압력이 내조 높이에 무관하게 동일하다고 가정하여, 보강재의 과도한 설계를 초래하였다. 본 연구에서는 펄라이트의 물성값에 따른 펄라이트 압력분포의 영향을 살펴보았고, 최적설계를 통해 기존 설계보다 보강재의 재료비용이 15.3% 절감됨을 알 수 있었다.