• 제목/요약/키워드: curved I-beam

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A curved shell finite element for the geometrically non-linear analysis of box-girder beams curved in plan

  • Calik-Karakose, Ulku H.;Orakdogen, Engin;Saygun, Ahmet I.;Askes, Harm
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제52권2호
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    • pp.221-238
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    • 2014
  • A four-noded curved shell finite element for the geometrically non-linear analysis of beams curved in plan is introduced. The structure is conceived as a sequence of macro-elements (ME) having the form of transversal segments of identical topology where each slice is formed using a number of the curved shell elements which have 7 degrees of freedom (DOF) per node. A curved box-girder beam example is modelled using various meshes and linear analysis results are compared to the solutions of a well-known computer program SAP2000. Linear and non-linear analyses of the beam under increasing uniformly distributed loads are also carried out. In addition to box-girder beams, the proposed element can also be used in modelling open-section beams with curved or straight axes and circular plates under radial compression. Buckling loads of a circular plate example are obtained for coarse and successively refined meshes and results are compared with each other. The advantage of this element is that curved systems can be realistically modelled and satisfactory results can be obtained even by using coarse meshes.

Flattening Filter Free Beam의 정도관리를 위한 곡면선량계 가능성 연구 (A study of Curved Dosimeter for Flattening Filter Free Beam Quality Assurance Evaluation using Curved Dosimeter in Radiotherapy)

  • 한무재;신요한;정재훈;허승욱;김교태;허예지;조흥래;박성광
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.119-124
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    • 2019
  • 최근 도입된 FFF 빔을 활용하는 방사선치료는 flattening filter에서 비롯되는 빔의 감쇠를 막을 수 있어 치료효율을 높일 수 있지만, 불균일한 단면적 선량분포에 대하여 정확한 정도관리가 구축되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 광도전체 물질 $HgI_2$ 기반의 곡면 선량계를 제작하였으며, 성능을 검증하기 위하여 6 MV 광자에너지에서 재현성 및 선형성을 평가하였다. 또한 곡면 계측의 유용성을 나타내기 위하여 아크릴 필터를 적용한 FFF beam에서 평면 기판과 곡면 기판 상에서 계측되는 신호를 비교하였다. 그 결과 Unit cell 선량계의 재현성은 SE 0.613%, 선형성은 R-sq 0.9999로 나타났으며, line array 곡면 선량계의 유용성 평가는 평면 기판에서 23.337%, 곡면 기판에서 12.264%로 11.073%p 감소된 신호 차이를 보였다.

미분구적법(DQM)을 이용한 곡선보의 외평면 좌굴해석 (Out-of-Plane Buckling Analysis of Curved Beams Using DQM)

  • 강기준
    • 한국안전학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.189-195
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    • 2002
  • I-단면 곡선보 (curved beam)의 모멘트 하중 하에서 비틀림(warping)을 포함한 평면외 (out-of-plane)의 좌굴을 미분구적법 (DQM)을 이용하여 해석하였다. 다양한 경계조건(boundary conditions) 및 굽힘각(opening angles)에 따른 임계모멘트 (critical moments)를 계산하고, DQM의 해석결과는 해석적 해답 (exact solution) 과 비교 분석하였다. DQM은 적은 요소(grid points)를 사용하여 정확한 해석결과를 보여주었고, 두 경계조건 (고정-고정, 고정-단순지지)하에서 새로운 결과 또한 제시하였다.

완화된 평형조건을 만족하는 응력함수를 가지는 3절점 혼합 곡선보요소 (3-Node Relaxed-Equiribrium Hybrid-Mixed Curved Beam Elements)

  • 김진곤
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권2호
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    • pp.153-160
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    • 2008
  • 본 연구에서는 완화된 평형조건을 만족하는 응력함수를 가지는 새로운 3절점 혼합요소를 제안하였다. 전단변형률을 고려한 본 요소는 Hellinger-Reissner 변분이론에 바탕하여 유한요소정식화를 수행하였다. 응력함수는 강체변형모드를 제거하고, 장일치(field consistency) 개념을 이용하여 곡선보의 극한거동에서 가성구속조건들을 억제할 수 있도록 선정하였다. 또한, 3절점 곡선보의 혼합정식화에서 강체변형모드를 제거하면서 동시에 평형방정식을 완전하게 만족하는 응력함수와 응력매개변수를 선정하는 것은 매우 어렵기 때문에 완화된 평형조건을 만족할 수 있는 응력함수를 도입하였다. 해석결과를 통하여, 제안된 3절점 혼합 곡선보요소가 곡선보의 해석에서 세장비와 곡률에 상관없이 매우 빠른 수렴성과 안정적인 거동을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 응력분포 계산에 있어서도 기존 혼합요소보다 뛰어난 성능을 보여주었다.

Validation of 3D crack propagation in plain concrete -Part I: Experimental investigation - the PCT3D test

  • Feist, C.;Hofstetter, G.
    • Computers and Concrete
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    • 제4권1호
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    • pp.49-66
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    • 2007
  • The objective of this paper is to provide experimental data on the propagation of curved crack-surfaces and the respective load-displacement diagrams for the validation of numerical models for cracking of concrete, subjected to three-dimensional stress states. To this end beam-shaped specimens are subjected to combined bending and torsional loading, leading to the formation of a spatially curved crack-surface. The experimental data contain the evolution of the load and of the strains at selected points in terms of the crack mouth opening displacement and the propagation of the crack surface.

Exact solution for free vibration of curved beams with variable curvature and torsion

  • Zhu, Li-Li;Zhao, Ying-Hua;Wang, Guang-Xin
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제47권3호
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    • pp.345-359
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    • 2013
  • For the purpose of investigating the free vibration response of the spatial curved beams, the governing equations are derived in matrix formats, considering the variable curvature and torsion. The theory includes all the effects of rotary inertia, shear and axial deformations. Frobenius' scheme and the dynamic stiffness method are then applied to solve these equations. A computer program is coded in Mathematica according to the proposed method. As a special case, the dynamic stiffness and further the natural frequencies of a cylindrical helical spring under fixed-fixed boundary condition are carried out. Comparison of the present results with the FEM results using body elements in I-DEAS shows good accuracy in computation and validity of the model. Further, the present model is used for reciprocal spiral rods with different boundary conditions, and the comparison with FEM results shows that only a limited number of terms in the resultant provide a relatively accurate solution.

복합재료 부품의 RTM 공정을 위한 쾌속금형의 제작 (Rapid Tooling for Resin Transfer Molding of Composites Part)

  • 김선경
    • 소성∙가공
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    • 제15권6호
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    • pp.436-440
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    • 2006
  • A rapid tooling (RT) method fur the resin transfer molding (RTM) have been investigated. We fabricated a curved I-beam to verify the method. After creating a three-dimensional CAD model of the beam we fabricated a prototype of the model using a rapid prototyping (RP) machine. A soft mold was made using the prototype by the conventional silicone mold technique. The procedure and method of mold fabrication is described. The mold was cut into several parts to allow easier placement of the fiber preform. We conducted the resin transfer molding process and manufactured a composite beam with the mold. The preform was built by stacking up eight layers of delicately cut carbon fabrics. The fabrics were properly stitched to maintain the shape while placement. The manufactured composites beam was inspected and found well-impregnated. The fiber volume ratio of the fabricated beam was 16.85%.

비대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 안정성해석 I: 해석적 방법 (Spatial Stability of Non-Symmetric Thin-Walled Curved Beams I : Aanlytical Approach)

  • 민병철;김문영
    • 전산구조공학
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    • 제11권4호
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    • pp.239-251
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    • 1998
  • 본 연구에서는 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보의 안정성해석을 수행할 수 있는 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여, 3차원 연속체로부터 유도된 평형방정식으로부터 선형화된 가상일의 원리를 적용하였다. 박벽단면의 구속된 ?(warping)과 곡률효과를 고려하고 유한한 회전각의 2차항을 포함하는 곡선보의 변위장을 도입하여 단면에 대해 적분함으로써 도심축에 대한 박벽 곡선보의 총포텐셜에너지를 유도하였다. 또한, 단순지지되고 일축대칭 단면을 갖는 박벽원형 곡선보의 면내 및 면외좌굴에 대한 엄밀해를 유도하기 위하여, 면내에 대해서는 균일압축을 받는 원형아치의 역대칭 좌굴모드에 대한 좌굴하중을 유도하고 면외좌굴에 대해서는 균일압축 및 순수휨을 받는 아치의 처짐함수를 가정하여 곡선보의 횡좌굴하중에 대한 일반해를 제시하였다.

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80keV 소형 전자빔을 이용한 Si 태양전지의 변환 효율 특성에 관한 연구 (A study on the Si Solar cell's conversion efficiency by 80keV Small Electron-beam irradiation)

  • 윤정필;조경재;강병복;조성오;차인수
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2002년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.59-61
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    • 2002
  • This research investigates electron beam to specification energy to Module that was generalized and schematized difference of curved line after existing V-I efficiency characteristic curve and irradiation. And will analyze cause of Si crystal Solar cell's efficiency addition and subtraction by 80keV electron beam investigation.

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미분 구적법 (DQM)을 이용한 곡선 강지보의 안정성 해석 (Elastic stability analysis of curved steel rib using differential quadrature method (DQM))

  • 강기준;김병삼;김상환
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제6권4호
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    • pp.279-290
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    • 2004
  • 이 논문은 I-단면 곡선강지보 (curved steel rib)의 등분포 하중 하에서, 비틀림 (warping)을 포함한, 외평면 (out-of-plane)의 안정성을 해석하였다. 미분구적법 (differential quadrature method, DQM)을 이용하여 다양한 경계조건, 굽힘각 (opening angles)과 강성매개변수 (stiffness parameter)에 따른 임계하중 (critical loads) 및 임계하중 매개변수 (dimensionless buckling parameter)를 계산하였고, Differential quadrature method (DQM)의 해석결과를 타 이론과 비교 분석 하였다. 또한 두 경계조건 (고정-고정, 고정-단순지지)하에서의 새로운 결과를 제시하였고, DQM을 이용한 곡선강지보의 좌굴해석은, 비교적 적은 요소 (grid points)를 사용하고도, 타 이론에 의한 해석적 결과에 비해 정확성과 안정성을 보여주었다.

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