• 항공우주시스템공학회지
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• 제18권1호
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• pp.21-28
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• 2024

본 논문에서는 회전익 블레이드의 단면 구조 정보를 통해 블레이드의 단면 강성을 예측하고, 재료 정보를 이용하여 단면 강성을 예측할 수 있는 심층 신경망 기반 네트워크 예측 모델의 설계 및 적절성 검토를 수행하였다. 재료 정보를 네트워크 입력으로 갖는 예측 모델의 경우, 블레이드 단면 부재 재료의 탄성 계수를 네트워크의 입력으로 고려하여 단면 강성을 예측하도록 설계하였다. 또한, 단면 구조 정보를 네트워크 입력으로 갖는 예측 모델의 경우, 블레이드의 단면을 구성하는 단면 부재의 위치와 두께 정보를 네트워크 입력으로 고려하여 단면 강성을 예측하도록 설계하였다. 각 예측 모델은 심층신경망 구조를 기반으로 설계하였으며, 단면 해석 프로그램인 KSAC2D를 통한 단면 해석 결과를 네트워크의 훈련 및 검증 데이터로 사용하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.41-54
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• 1999

비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보의 자유진동해석을 수행할 수 있는 유한요소 이론 및 엄밀해를 제시하기 위하여 가상일의 원리를 이용한 3차원 연속체의 운동방정식을 제시한다 박벽단면의 구속된 비틂효과를 고려하는 박벽 곡선보의 변위장을 도입하고 이를 연소체의 운동방정식에 대입하여 단면에 대해 적분함으로써 박벽 곡선보의 운동방정식을 유도한다. 단순지지되고 일축대칭단면을 갖는 박벽 곡선보의 면내 자유진동 모드에 대응하는엄밀해를 산정하였으며 곡선보를 유한요소로 분할하여 요소의 변위장을 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식으로 나타내고 이를 운동방정식에 대입함으로써 탄성강도행렬과 질량 행렬을 유도한다 또한 본 연구에서 얻어진 엄밀해와 곡선보요소를 이용한 유한요소 해석결과를 직선보요소 및 ABAQUS의 쉘요소를 이용하여 얻어진 결과와 비교 검토를 함으로써 본 연구의 타당성을 입증한다.

• 한국안광학회지
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• 제5권2호
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• pp.127-138
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• 2000

안경테의 temple 및 front frame의 탄성율, 길이, 두께, 폭 등의 변화에 따른 temple 및 front frame의 변형과 이들에 작용하는 힘(압력)을 예측할 수 있는 미분방정식을 수립하였으며 그 해에 따라 이러한 제반 변수들이 temple 및 front frame의 변형과 작용하는 힘(압력)에 미치는 영향을 모사하였다. 단면적 및 두께가 일정한 temple의 변형은 단면의 형상에 따라 차이를 보였으며 단면이 마름모일 때 최대, 직사각형일 때 최소값을 나타내었다. Front frame의 구성 요소들이 frame의 변형에 미치는 영향은 temple의 경우와 유사하며 특히 temple에 의해 front frame이 변형을 일으키는 경우 최대변형은 temple의 길이가 길어질수록 감소하며 또한 중심부에 작용하는 압력도 감소한다. 또한 temple의 변형을 일정하게 유지하는 경우 front frame의 길이가 증가할수록 그 변형도 증가하는 것을 알 수 있었다. 안경테의 재질, 구조변화에 따른 테의 각 부분(부품)들에 작용하는 stress를 정확히 해석함으로서 주문형 안경테나 착용감이 뛰어난 안경테의 디자인에 응용이 가능할 것으로 생각된다.

• Ocean Systems Engineering
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• 제3권2호
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• pp.97-122
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• 2013

For the optimization design and strength evaluation of the umbilical cable, the calculation of cross section stress is of great importance and very time consuming. To calculate the cross section stress under combined tension and bending loads, a new integrated analytical model of umbilical cable is presented in this paper. Based on the Hook's law, the axial strain of helical components serves as the tensile stress. Considering the effects of friction between helical components, the bending stress is divided into elastic bending stress and friction stress. For the former, the elastic bending stress, the curvature of helical components is deduced; and for the latter, the shear stress before and after the slipping of helical components is determined. This new analytical model is validated by the experimental results of an umbilical cable. Further, this model is applied to estimate the extreme strength and fatigue life of the umbilical cable used in South China Sea.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.865-873
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• 2013

본 연구에서는 부식이나 보강재가 고려된 비균일한 두께를 가지는 파이프라인에 대하여 일정한 외압을 받을 때의 탄성 좌굴하중을 이론적으로 산정하였다. 길이가 매우 긴 원통형 쉘 구조물인 파이프라인을 단순한 링 구조물로 가정하였고, 고유함수를 유도하여 좌굴 임계하중을 산정하였다. 또한, 두께 변화와 두께가 감소된 구간의 범위에 따른 변수해석을 수행하였다. 이론식에 의해 산정된 좌굴 임계하중 결과를 유한요소해석 결과와 비교하여 검증하였고, 두 결과는 잘 일치함을 알 수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권5호
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• pp.1259-1277
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• 2015

The present study is focused on the behavior and design of perforated steel storage rack columns under axial compression. These columns may exhibit different types of behavior and levels of strength owing to their peculiar features including their complex cross-section forms and perforations along the member. In the present codes of practice, the design of these columns is carried out using analytical formulas which are supported by experimental tests described in the relevant code document. Recently proposed analytical approaches are used to estimate the load carrying capacity of axially compressed steel storage rack columns. Experimental and numerical studies were carried out to verify the proposed approaches. The experimental study includes compression tests done on members of different lengths, but of the same cross-section. A comparison between the analytical and the experimental results is presented to identify the accuracy of the recently proposed analytical approaches. The proposed approach includes modifications in the Direct Strength Method to include the effects of perforations (the so-called reduced thickness approach). CUFSM and CUTWP software programs are used to calculate the elastic buckling parameters of the studied members. Results from experimental and analytical studies compared very well. This indicates the validity of the recently proposed approaches for predicting the ultimate strength of steel storage rack columns.

• Steel and Composite Structures
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• 제11권1호
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• pp.1-19
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• 2011

The introduction of the Eurocodes makes plastic design criteria available also for composite bridges, leading to more economical solutions compared with previous elastic design rules. Particularly for refurbishment old bridges with higher actual traffic loads, up to date outside the scope of the Eurocodes, strengthening should therefore be avoidable or at least be necessary only to a minor extent. For bridges with smaller spans and compact cross sections, the plastic load bearing capacity is clearly justified. In this work, however, the focus is placed on long span continuous composite bridges with deep, longitudinally stiffened girders, susceptible to local buckling. In a first step, the elastic - plastic cross section capacity of the main girder in bending is studied as an isolated case, based on high preloads acting on the steel girder only, due to the common assembling procedure without scaffolding. In a second step, the effects on the whole structure are studied, because utilising the plastic section capacity at midspan leads to a redistribution of internal forces to the supports. Based on the comprehensive study of an old, actual strengthened composite bridge, some limitations for plastic design are identified. Moreover, fully plastic design will sometimes need additional global analysis. Practical recommendations are given for design purposes.

• Steel and Composite Structures
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• 제30권6호
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• pp.567-576
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• 2019

Time-dependent creep analysis of a rotating functionally graded cantilever beam with trapezoidal longitudinal cross section subjected to thermal and inertia loading is investigated using first-order shear deformation theory (FSDT). The model described in this paper is a simple simulation of a turbine blade working under creep condition. The material is a metal based composite reinforced by a ceramic where the creep properties of which has been described by the Sherby's constitutive model. All mechanical and thermal properties except Poisson's ratio are assumed to be variable longitudinally based on the volume fraction of constituent. The principle of virtual work as well as first order shear deformation theory is used to derive governing equations. Longitudinal distribution of displacements and stresses are investigated for various volume fractions of reinforcement. Method of successive elastic solution is employed to obtain history of stresses and creep deformations. It is found that stresses and displacements approach their steady state values after 40000 hours. The results presented in this paper can be used for selection of appropriate longitudinal distribution of reinforcement to achieve the desired stresses and displacements.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제19권2호
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• pp.589-604
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• 2005

To overcome the drawback of currently available curved beam theories having non-symmetric thin-walled cross sections, a curved beam theory based on centroid-shear center formulation is presented for the spatially coupled free vibration and elastic analysis. For this, the displacement field is expressed by introducing displacement parameters defined at the centroid and shear center axes, respectively. Next the elastic strain and kinetic energies considering the thickness-curvature effect and the rotary inertia of curved beam are rigorously derived by degenerating the energies of the elastic continuum to those of curved beam. And then the equilibrium equations and the boundary conditions are consistently derived for curved beams having non-symmetric thin-walled cross section. It is emphasized that for curved beams with L- or T-shaped sections, this thin-walled curved beam theory can be easily reduced to the solid beam theory by simply putting the sectional properties associated with warping to zero. In order to illustrate the validity and the accuracy of this study, FE solutions using the Hermitian curved beam elements are presented and compared with the results by previous research and ABAQUS's shell elements.

• Composites Research
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• 제14권4호
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• pp.1-7
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• 2001

본 연구는 등분포 압축을 받는 비대칭 연단보강된 직교이방성 개방단면 구조용 부재의 탄성국부좌괄에 대한 이론적 연구의 결과이다. 비대칭 연단보강재는 비틀림강성을 무시한 보요소로 간주하였다. 플랜지판의 일부와 플랜지의 연단에 부착된 판으로 구성된 비대칭 연단보강재에 대한 이론적 해석 모델을 제시하였으며, 이 결과로부터 얻어지는 비대칭 연단보강재 단면의 도심을 지나는 축에 대한 단면2차모멘트를 계산하였다. 유도된 식을 사용하여 비대칭 연단보강된 직교이방성 I형 압축재의 국부좌굴계수를 구하였으며 그 결과를 그래프로 제시하였다.