• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권3호
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• pp.219-232
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• 2024

In current study, for the first time, Nonlinear Bending of a skew microplate made of a laminated composite strengthened with graphene nanosheets is investigated. A mixture of mechanical and thermal stresses is applied to the plate, and the reaction is analyzed using the First Shear Deformation Theory (FSDT). Since different percentages of graphene sheets are included in the multilayer structure of the composite, the characteristics of the composite are functionally graded throughout its thickness. Halpin-Tsai models are used to characterize mechanical qualities, whereas Schapery models are used to characterize thermal properties. The microplate's non-linear strain is first calculated by calculating the plate shear deformation and using the Green-Lagrange tensor and von Karman assumptions. Then the elements of the Couple and Cauchy stress tensors using the Modified Coupled Stress Theory (MCST) are derived. Next, using the Hamilton Principle, the microplate's governing equations and associated boundary conditions are calculated. The nonlinear differential equations are linearized by utilizing auxiliary variables in the nonlinear solution by applying the Frechet approach. The linearized equations are rectified via an iterative loop to precisely solve the problem. For this, the Differential Quadrature Method (DQM) is utilized, and the outcomes are shown for the basic support boundary condition. To ascertain the maximum values of microplate deflection for a range of circumstances-such as skew angles, volume fractions, configurations, temperatures, and length scales-a parametric analysis is carried out. To shed light on how the microplate behaves in these various circumstances, the resulting results are analyzed.

• 한국산업융합학회 논문집
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• 제4권2호
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• pp.157-166
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• 2001

The purpose of this study is to examine the accuracy of the code provisions on lateral load distribution factors of prestressed concrete girder bridges. Most designers in Korea use the lever method or lateral load distribution formula in the existing design codes. However, the methods do not account for the effect of bridge skew or direction of diaphragm. Therefore, this study analysed the prestressed concrete girder bridge with grillage model for various girder spacings, directions of diaphragms, span lengths, and skews, and compared the results with those of existing design code. It has been found that lateral load distribution factors were proportional to the girder spacing while they were not significantly affected by the change of span length, direction of diaphragm, and skew. For bending moments, lateral load distribution factors from the grillage analysis were 60%~68% of those from Korean bridge design code. Therefore, the code provisions result in very conservative design. For support reactions, however, lateral load distribution factors from the grillage analysis were slightly greater than those from Korean bridge design code. Therefore, the capacity of bearings of the bridge with a large skew should be determined by grillage analysis.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제7권3호
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• pp.289-302
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• 1999

An approximate method for analyzing the bending problems of irregular-shaped plates is proposed. In this paper irregular-shaped plates are such plates as plate with opening, circular plate, semi-circular plate, elliptic plate, triangular plate, skew plate, rhombic plate, trapezoidal plate or the other polygonal plates which are not uniform rectangular plates. It is shown that these irregular-shaped plates can be considered finally as a kind of rectangular plates with non-uniform thickness. An opening in a plate can be considered as an extremely thin part of the plate, and a non-rectangular plate can be translated into a circumscribed rectangular plate whose additional parts are extremely thin or thick according to the boundary conditions of the original plate. Therefore any irregular-shaped plate can be replaced by the equivalent rectangular plate with non-uniform thickness. For various types of irregular-shaped plates the convergency and accuracy of numerical solution by proposed method are investigated.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제4권4호
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• pp.415-424
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• 1996

This paper presents a newly suggested calculation method in which an arbitrary quadrilateral element with curved sides is transformed to a normal rectangular one by mapping of coordinates, then the two-dimensional spline is adopted to approach the displacement function of this element. Finally the solution can be obtained by the least-energy principle. Thereby, the application field of Spline Finite Element Method will be extended.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제71권5호
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• pp.469-483
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• 2019

In this paper, an improved mathematical model is presented for the bending analysis of doubly curved functionally graded material (FGM) sandwich rhombic conoids. The mathematical model includes expansion of Taylor's series up to the third degree in thickness coordinate and normal curvatures in in-plane displacement fields. The condition of zero-transverse shear strain at upper and lower surface of rhombic conoids is implemented in the present model. The newly introduced feature in the present mathematical model is the simultaneous inclusion of normal curvatures in deformation field and twist curvature in strain-displacement equations. This unique introduction permits the new 2D mathematical model to solve problems of moderately thick and deep doubly curved FGM sandwich rhombic conoids. The distinguishing feature of present shell from the other shells is that maximum transverse deflection does not occur at its center. The proposed new mathematical model is implemented in finite element code written in FORTRAN. The obtained numerical results are compared with the results available in the literature. Once validated, the current model was employed to solve numerous bending problems by varying different parameters like volume fraction indices, skew angles, boundary conditions, thickness scheme, and several geometric parameters.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제16권4호
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• pp.34-43
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• 2012

도로의 진출입로나 인터체인지에 널이 적용되고 있는 곡선교는 곡선반경, 사각 및 받침 간격 등에 따라 직선교보다 복잡한 거동을 나타낸다. 특히 상부구조물의 휨과 비틀림에 의해 솟음현상이 발생할 수 있고, 예각부 받침에는 부반력이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 곡선교에서 교량의 곡선반경, 받침간격 및 사각이 부반력에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 이를 위해 RAMP에 적용 가능한 지간(L)이 50m인 단경간의 강박스거더 곡선교를 대상으로 3차원 격자구조 모델을 이용하여 해석적인 방법으로 지점반력을 산출하였다. 부반력은 교량의 평면형상, 구조계의 형성, 받침의 조건 등에 의해 그 크기가 결정 되므로 매개변수는 곡선반경, 사각 및 받침간격으로 하였으며, 도로교설계기준에 제시된 하중조합에 의해 발생되는 반력의 크기를 계산하였다. 수치해석한 결과에 의하면 부반력은 곡선반경, 받침간격 및 사각이 작을수록 크게 발생하는 것으로 나타났으며, 사각 $60^{\circ}$ 일때 곡선반경 250m 이하에서는 받침간격에 관계없이 항상 부반력이 발생하였고, 사각 $75^{\circ}$일 때 곡선반경 180m에서는 ${\theta}/B$가 0.27 이하, 곡선반경 250m에서는 ${\theta}/B$가 0.32 이하에서 부반력이 발생하지 않았으며, 사각 $90^{\circ}$ 일 때 곡선반경 130m에서는 ${\theta}/B$가 0.38 이하 일 때와 곡선반경이 180m 이상일 때 부반력이 발생하지 않았다. 이상의 결과로부터 설계변수인 곡선반경, 받침간격 및 사각이 곡선교에서 부반력 발생과 밀접한 관계가 있음을 확인하였고, 곡선교의 설계시 설계변수들의 상호관계를 적절히 설정하면 부반력이 발생하지 않는 구조계로 설계가 가능함을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권2호
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• pp.147-158
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• 2004

많은 장점을 가진 복합재료를 사용한 보강판에 대하여 지금까지 많은 연구자들이 변위법에 근거한 등매개변수 평판 요소와 보요소를 결합한 유한요소법을 사용하여왔다. 이러한 유한요소법은 보요소를 평판 요소의 절점에 대한 강성으로 치환하기 때문에 보강재에 대한 국부적인 거동을 파악할 수 없으며 복합적층 구조인 경우 그 적용성이 제한적이다. 따라서, 본 연구에서는 복합재료 보강판의 해석에 있어 보강재 및 판에 대하여 3차원 쉘요소를 사용하여 거동을 분석하고자 한다. 본 연구에서는 Reissner-Mindlin의 1차 전단변형이론을 사용하였다. 그러나 Reissner-Mindlin이론에 의한 등매개변수 평판 휨 요소는 판의 두께가 얇아지는 경우 일반적으로 전단잠김현상과 가상의 제로에너지 모드가 발생하는데 이를 제거하기 위해 대체전단변형률장을 사용하였다. 폭-두께비, 형상비 뿐만아니라 경사판의 경사각 변화에 따른 임의방향 보강재를 갖는 단순지지된 복합적층 구형 및 경사판에 대한 처짐분포를 비교 분석하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제12권3호통권46호
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• pp.291-302
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• 2000

복합적층 구조물에서 복합재료는 그 자체의 높은 강성, 강도와 내구성등의 특성을 갖고 있을 뿐 아니라, 구조물의 역학적 특성에 따라 얼마든지 재료의 특성을 합리적으로 구성하여 배치할 수 있는 매우 우수한 장점이 있다. 본 연구에서는 등분포로 재하된 복합적층경사판의 처짐에 관한 해석으로서 복합적층 경사판의 처짐을 나타내는 단일 4차 편미분방정식을 3개의 종속변수를 갖는 3원2차 연립방정식을 이용하여 해석하는 수치해석 법을 제시하였으며, 대칭 앵글-플라이 각도로 적층, 역대칭 앵글-플라이 각도로 적층, 비대칭 앵글-플라이 각도로 적층한 경우에 처짐과 단면력을 비교 검토하였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제14권5호
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• pp.1129-1137
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• 1990

본 연구에서 사용된 유한요소 방정식은 국부 질점좌표계(natural convected coordinate system)를 이용하여 변형을 묘사하는 대변형을 고려한 탄소성 증분 수식을 사용하였고, 국부 질점 좌표계를 사용함으로써 변형도 성분이나 구성 방정식의 성분들 에 대한 좌표 변환 과정을 생략할 수 있다. 재료는 수직 이방성으로 가정하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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• pp.1068-1071
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• 1996

Good shape on flat rolled product is necessary to meet today's customer quality requirement. To meet the increasing demand in quality of strip shape from downstream customers, POSCO has replaced the Automatic Shape Control(ASC) system with the existing one that had used noncontact type measuring system at No.2 Cold Rolling Mill, Pohang works in October, 1995. The strip shape is influenced by the profile, roll crown, bending control, skew control system, as well as work roll cooling system. We have used ASC to adjust those factors in Cold Rolling Mill that could get a satisfactory result, almost less than .+-.5 1-unit deviation from the target shape. However, the downstream customer(i.e. Continuos Annealing Line) wants a good shape not only at the moment of exit of roll bite, but after rolling without tension. In this investigation, the difference will be discussed and how deal with this problem.