• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제15권12호
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• pp.1655-1663
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• 2001

The objective of this paper is to develop a logical procedure to determine the center roller displacement, in the three-roll bending process, which is required in the fabrication of curved rectangular plates with a desired curvature. To this end, the mechanics of the process was analyzed by both analytical and finite element approaches. Comparisons of the results reveal that a simple analytical procedure, based on the beam theory, yields a reasonably accurate relationship between the center roller displacement and residual curvature. With further development and refinement, the proposed in this work has great premise for practical application, particularly automation of the process.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.193-201
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• 1992

유한요소법(有限要素法)을 이용(利用)하여 선체(船體) corner부(部)의 구조(構造) 해석(解析)을 하기 위해서는 많은 mesh로 분할(分割)해야 하기 때문에 해석(解析) 시간(時間) 및 작업(作業) 시간(時間)이 막대(莫大)하게 소요(所要)되므로 최적(最適) 설계(設計)로 확장(擴張)하기 위해서는 유한요소법(有限要素法)의 비효율성(非效率性)을 배제(排除)하고 계산(計算) 시간(時間)이 적게 소요(所要)되는 새로운 해석방법(解析方法)의 개발(開發)이 절실(切實)하다. 지금까지 corner부(部)의 구조(構造) 해석(解析)을 하기 위한 이론적(理論的) 방법(方法)으로 등가(等價)의 곡선(曲線)보 이론(理論) 및 wedge 이론(理論)이 사용(使用)되어 왔으나 선체(船體)와 같이 비대칭(非對稱) 하중(荷重) 및 비대칭(非對稱) 구조(構造)를 갖는 구조물(構造物)에 대해서는 잘 맞지 않은 경향(傾向)이 있어 사용(使用)되고 있지 않는 실정(實情)이다. 본(本) 연구(硏究)에서는 이러한 점을 극복(克服)하기 위해 기존(旣存)의 등가(等價)의 곡선(曲線)보 이론(理論)에 비대칭(非對稱) 분포(分布) 하중(荷重)을 고려(考慮)하여 평형(平衡) 상태(狀態)에서 등가(等價)의 하중(荷重)이 되도록하고 비대칭(非對稱) 구조(構造)에 대해서도 대칭(對稱) 구조물(構造物)의 중첩(重疊)에 의해 등가(等價)의 강성(剛性)을 갖도록 치환(置換)하여 어떠한 하중(荷重) 및 구조물(構造物)이라도 응력(應力)을 근사(近似)하게 표현(表現)할 수 있는 신(新) 등가(等價) 곡선(曲線)보 이론(理論)을 정립(定立)하였으며 2부재(部材) 결합부(結合部) 및 3부재(部材) 결합부(結合部)에 대해 구조(構造) 해석(解析)을 수행(遂行)하고 membrane 요소(要素)를 사용(使用)한 유한요소법(有限要素法)의 결과(結果)와 비교(比較)하여 그 유용성(有用性을) 입증(立證)하였다.

• 플랜트 저널
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• 제17권3호
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• pp.42-46
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• 2021

드릴 스트링의 진동 문제는 수년간 드릴링 성능 저하의 주요 원인 중 하나로 인식되어 왔으며, 굴착 작업 시 발생하는 과도한 진동은 드릴링의 효율성, 파이프 피로, 비트의 수명 단축으로 인하여 고장을 초래할 수 있다. 이러한 진동의 원인은 드릴 스트링이 굴착 작업 중 궤적에 따라 파이프의 굽힘과 wellbore와의 접촉으로 인해 마찰이 발생하고 이러한 진동은 일반적으로 축 방향, 굴곡 및 비틀림 변형을 일으킨다. 본 연구에서는 Khulief와 Al-Naser가 제시한 모델을 바탕으로 드릴 스트링에 6자유도(DOF)의 구성요소를 갖는 모델을 적용하여 curved beam의 수치해석 값과 Analytical값을 비교하여 검증하고 드릴 스트링에 hookload와 WOB 경계조건을 주어 각 element 마다 동적 거동을 분석하였다. 실제 궤적을 적용하여 드릴 파이프의 굽힘이나 중력으로 인하여 Wellbore와 접촉되는 부분에 마찰을 적용하였고, 또한 마찰 작용 시 일정한 축 방향 속도를 유지하기 위한 PI제어 값을 설계하여 drillstring 전체의 각속도 변화와 실제 드릴 굴착 작업 중 발생하는 stick slip현상을 관찰하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제6권8호
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• pp.883-899
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• 1998

The strength, deformation and buckling of a large engineering structure consisting of four ellipsoidal shells, two cylindrical shells with stiffening ribs and large holes, one conical shell and three pairs of large flanges under external pressure, self weight and heat sinks have been analysed by using two kinds of five different finite elements - four assumed displacement finite elements (shell element with curved surfaces, axisymmetric conical shell element with variable thickness, three dimensional eccentric beam element, axisymmetric solid revolutionary element) and an assumed stress hybrid element (a 3-dimensional special element developed by authors). The compatibility between different elements is enforced. The strength analyses of the top cover and the main vessel are described in the paper.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.626-631
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• 2020

본 논문에서는 컨포멀 어레이(Conformal Array) 빔 합성 기법에 관한 연구를 수행하였다. 일반적인 선형 배열에서의 빔 조향에 따른 성능 열화 없이 빔 조향을 수행할 수 있는 컨포멀 어레이는 다양한 레이다 시스템에 적용되고 있다. 평면형 선형 배열에서의 빔 합성 기법과 달리 컨포멀 배열은 곡면상에 복사소자가 위치하므로 복사소자별로 파면(Wave Front)까지의 위상을 보상해 주어야 한다. 또한 복사소자별 옵셋 각도(Offset Angle)를 계산하여 실제 q빔 합성 시 적용함으로서 정확한 빔 패턴을 예측할 수 있었다. 본 논문에서는 위상 보상 및 옵셋 각도를 계산하여 빔 패턴 합성 시 적용한 후 빔 패턴 비교를 수행하였으며, 수학적인 분석을 통해 성능을 비교하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권4호
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• pp.1001-1021
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• 2015

Ultra-lightweight cement composite (ULCC) with a compressive strength of 60 MPa and density of $1,450kg/m^3$ has been developed and used in the steel-concrete-steel (SCS) sandwich structures. This paper investigates the structural performances of SCS sandwich composite beams with ULCC as filled material. Overlapped headed shear studs were used to provide shear and tensile bond between the face plate and the lightweight core. Three-dimensional nonlinear finite element (FE) model was developed for the ultimate strength analysis of such SCS sandwich composite beams. The accuracy of the FE analysis was established by comparing the predicted results with the quasi-static tests on the SCS sandwich beams. The FE model was also applied to the nonlinear analysis on curved SCS sandwich beam and shells and the SCS sandwich beams with J-hook connectors and different concrete core including ULCC, lightweight concrete (LWC) and normal weight concrete (NWC). Validations were also carried out to check the accuracy of the FE analysis on the SCS sandwich beams with J-hook connectors and curved SCS sandwich structure. Finally, recommended FE analysis procedures were given.

• 소성∙가공
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• 제25권5호
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• pp.325-331
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• 2016

In this paper, a three-dimensional part model is constructed for the finite element analysis of hemming models where hemming defects frequently occur. The roller path is modeled as the boundary condition with the one-dimensional beam element and the revolute joint model. With the constructed part model and the roller movement, a finite element analysis has been pursued in order to identify the hemming load and hemming defects such as wrinkling in the flange region. The analysis result shows that the maximum hemming load occurs in the intake situation while oscillatory behavior of the load is found especially when hemming the curved model because of wrinkle generation. This paper compares the amplitude and the period of wrinkle between the analysis result and the experiment, which shows good agreement with each other.

• 대한조선학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.142-149
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• 1996

선체 외관을 이루는 판부재 중에서 일차곡만을 가진 부품은 피라미드 형의 롤러 굽힘장치를 이용하여 제작한다. 일차곡 부재를 생산하기 위한 공정에서 가장 중요한 작업 변수는 중앙 롤러의 수직변위값이다. 본 연구에서는 이러한 굽힘 현상을 보의 탄소성 굽힘현상으로 모델링하여 해석해를 구하였으며, 엄밀한 역학적 이해를 위하여 유한요소해석법을 이용하여 굽힘현상을 해석하였다. 해석을 통하여 일정한 굽힘 곡률을 얻기 위한 중앙 롤러의 수직변위 값을 계산하였으며, 유한요소해석법은 보 요소와 평면변형율 요소를 이용하여 모델링하고 각각의 경우에 대한 해석을 수행하였으며 이 결과를 해석해와 비교하였다. 계산을 통하여 판에 가해야 할 굽힘곡률과 중앙롤러의 수직변위 사이의 관계를 도출하였으며 일차곡가공의 중요한 작업변수인 중앙롤러의 수직변위와 잔류곡률상의 관계를 수치 데이터로써 정식화 하였다.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권1호
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• pp.99-112
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• 2019

Semi-rigid joints have been widely studied in literature in recent decades because they affect greatly the structural response of frames. In literature, the behavior of semi-rigid joints is commonly assumed to be identical under positive and negative moments which are obviously incorrect in many cases where joint details such as bolt arrangement or placement of haunch are vertically asymmetrical. This paper evaluates two common types of steel frames with asymmetrical beam-to-column joints by Direct Analysis allowing for plasticity. A refined design method of steel frames using a proposed simple forth order curved-quartic element with an integrated joint model allowing for asymmetrical geometric joint properties is presented. Furthermore, the ultimate behavior of six types of asymmetrical end-plate connections under positive and negative moment is examined by the Finite Element Method (FEM). The FEM results are further applied to the proposed design method with the curved-quartic element for Direct Analysis of two types of steel frames under dominant gravity or wind load. The ultimate frame behavior under the two different scenarios are examined with respect to their failure modes and considerably different structural performances of the frames were observed when compared with the identical frames designed with the traditional method where symmetrical joints characteristics were assumed. The finding of this research contributes to the design of steel frames as their asymmetrical beam-to-column joints lead to different frame behavior when under positive and negative moment and this aspect should be incorporated in the design and analysis of steel frames. This consideration of asymmetrical joint behavior is recommended to be highlighted in future design codes.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제57권2호
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• pp.221-238
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• 2016

One of the objectives of this study is to implement the direct calculation of the torsional moment of inertia for non-circular cross-sections, which is based on the St. Venant torsion formulation and the finite element method. Recently the proposed method provides a unique calculation of the torsional rigidity of simply and multiply connected cross-sections. Next, free vibration analyses of cylindrical and non-cylindrical helices with non-circular cross-sections are solved by a curved two-nodded mixed finite element based on the Timoshenko beam theory. Some thin-thick closed or open sections are handled and the natural frequencies of cylindrical and non-cylindrical helices are compared with the literature and the commercial finite element program SAP2000.