• 한국항공우주학회지
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• 제33권7호
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• pp.26-32
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• 2005

본 논문에서는 위성체 태양전지의 진동응답을 분석하였다. 태양전지는 복합재료 얇은 벽보와 태양전지 판 및 보조 바로 구성되어 있다. 복합재료 얇은 벽보는 전단 변형, 12차 와핑, 회전 관성과 재료의 방향성 등을 고려해야 한다. 태양전지 판은 z 방향으로 일정한 장력이 가해지는 얇은 막이며 보조 바는 강체 구조물이다. 열적 구배에 따른 구조 변형에 의한 영향을 고려하여 연성된 열적 구조 해석을 수행하였으며, 열적 불안정성 조건이 되는 안정성 기준 인자들을 분석하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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• pp.1083-1088
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• 2004

This paper deals with the vibration and stability of a circular cylindrical shaft, modeled as a tapered thin-walled composite beam and spinning with constant angular speed about its longitudinal axis, and subjected to an axial compressive force. Hamilton's principle and the assumed mode method are employed to derive the governing equations of motion. The resulting eigenvalue problem is analyzed, and the stability boundaries are presented for selected taper ratios and axial compressive force combinations. Taking into account the directionality property of fiber reinforced composite materials, it is shown that for a shaft featuring flapwise-chordwise-bending coupling, a dramatic enhancement of both the vibration and stability behavior can be reached. It is found that by the structural tailoring and tapering, bending natural frequencies, stiffness and stability region can be significantly increased over those of uniform shafts made of the same material. In addition, the particular case of a classical beam with internal damping effect is also included.

• Composites Research
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• 제19권5호
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• pp.1-6
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• 2006

본 연구에서는 폐쇄형 단면을 갖는 박판 복합재료 보의 정밀 i차원 보 해석모델을 개발하였다. 혼합보 이론을 이용하여 복합재료 보에 대한 전단 흐름 분포 및 단면 강성 행렬에 대한 엄밀해 표현식을 유도하였다. 이를 단일 세포 상자형 단면을 갖는 복합재료 보에 적용하여 상자형 보의 단면 강성행렬에 대한 엄밀해 표현식을 얻었다. 상자형 복합재료 보의 전단 중심을 계산하였으며, 전단 변형 효과가 폐쇄형 단면 보의 정적 거동에 미치는 영향에 대해서 고찰하였다. MSC/Nastran을 이용한 유한요소 해석을 통하여 본 연구의 타당성을 도였다.

• Advances in aircraft and spacecraft science
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• 제1권3호
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• pp.253-271
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• 2014

A linearised buckling analysis of thin-walled beams is addressed in this paper. Beam theories formulated according to a unified approach are presented. The displacement unknown variables on the cross-section of the beam are approximated via Mac Laurin's polynomials. The governing differential equations and the boundary conditions are derived in terms of a fundamental nucleo that does not depend upon the expansion order. Classical beam theories such as Euler-Bernoulli's and Timoshenko's can be retrieved as particular cases. Slender and deep beams are investigated. Flexural, torsional and mixed buckling modes are considered. Results are assessed toward three-dimensional finite element solutions. The numerical investigations show that classical and lower-order theories are accurate for flexural buckling modes of slender beams only. When deep beams or torsional buckling modes are considered, higher-order theories are required.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2000년도 봄 학술발표회논문집
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• pp.43-50
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• 2000

In the first-order shear deformation laminated beam theory (FSDT), the Kirchhoff hypothesis is relaxed such that the transverse normals do not remain perpendicular to the midsurface after deformation. Bending behavior of laminated composite thin-walled beams with singly- and doubly-symmetric open sections under uniformly distributed and concentrated loads is analyzed by the Timoshenko-type thin-walled beam theory. A closed-form expression for the shear correction factor of I-shaped composite laminated section is obtained. Numerical examples are presented to compare present analytical solutions by FSDT with the finite element solutions obtained by using three dimensional model. The effects of lamination of scheme and length-to-height ratio on the shear deformation of laminated composite beams with various boundary conditions are studied.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.187-190
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• 2005

A simple beam model based on a mixed method is proposed for the analysis of thin-walled composite blades with a two-cell airfoil section. A semi-complementary energy functional is used to obtain the beam force-displacement relations. The theory accounts for the effects of elastic couplings, shell wall thickness, warping, and warping restraint. All the kinematic relations as well as the cross-section stiffnesses are evaluated in a closed-form through the current beam formulation. The theory has been applied to two-cell composite blades with extension-torsion couplings and fairly good correlation has been observed in comparison with a detailed analysis and other literature.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2006년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.589-596
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• 2006

An improved numerical method to obtain the exact element stiffness matrix is newly proposed to perform the spatially coupled elastic and stability analyses of non-symmetric thin-walled beam-columns with two-types of elastic foundation. This method overcomes drawbacks of the previous method to evaluate the exact stiffness matrix for the spatially coupled stability analysis of thin-walled beam-column. This numerical technique is firstly accomplished via a generalized eigenproblem associated with 14 displacement parameters by transforming equilibrium equations to a set of first order simultaneous ordinary differential equations. Then exact displacement functions are constructed by combining eigensolutions and polynomial solutions corresponding to non-zero and zero eigenvalues, respectively. Consequently an exact stiffness matrix is evaluated by applying the member force-deformation relationships to these displacement functions.

• 한국지진공학회논문집
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• 제7권4호
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• pp.1-13
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• 2003

본 연구에서는 전단변형을 고려한 비대칭 박벽 곡선보의 자유진동해석을 수행할 수 있는 일반이론을 제시하기 위하여, 3차원 연속체에 대한 가상일의 원리로부터 전단변형 효과를 고려하고 비대칭 박벽단면과 ？(Warping)을 포함하는 변위장을 도심 축에 대해 정의한 후 곡선보의 변형도-변위관계로부터 공간 박벽 곡선보의 일반화된 탄성변형에너지와 운동에너지를 새롭게 유도한다. 또한, 전단변형이 고려된 곡선보의 총포텐셜에너지에 대해 변분을 취함으로써 평형방정식과 힘-변위관계를 제시한다. 한편, 제시된 이론에 대해 등매개 보요소를 도입하여 유한요소 정식화를 수행하였으며 곡선보의 동적 거동특성을 조사하기 위하여 전단변형, 곡률효과 그리고 진동모드에 대한 매개변수 연구를 수행한다. 마지막으로, 본 연구의 타당성을 입증하기 위하여, 다양한 해석예제에 대한 3차원 고유진동수를 산정하고 타 연구자들의 결과 및 ABAQUS의 쉘요소를 이용한 해석결과와 비교ㆍ검증한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제13권2호
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• pp.51-59
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• 2019

이번 연구에서는 앞서 Part I [1]에서 수행한 단일-셀(single-cell) 모델에 이어, 시위 방향으로 비대칭성 단면을 가지는 다중-셀(multi-cell) 복합재료 박벽보(thin-walled beam) 모델을 선정하여, 단면의 형상에 대한 이론적인 동특성을 해석하였다. 이를 위해 와핑 구속 효과와 전단 변형 효과, 보의 테이퍼비와 단면비 등을 고려하였다. Part I에서와 마찬가지로 다중-셀 단면의 질량 및 강성 계수와 고유 진동수 등의 특성을 조사하였다. 특히, 다중-셀과 단일-셀 단면을 비교하고, 다중-셀 단면의 고유 진동수에 미치는 테이퍼비와 단면비의 영향을 비교 분석하였다. 또한, 단면의 비대칭성과 와핑 함수를 보정하지 않은 경우에 대해 그 결과를 비교하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.113-125
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• 2007

탄성지반 위의 비대칭 개/폐단면의 박벽보에 대한 탄성해석 및 안정성해석을 수행하기 위해 엄밀한 강성행렬을 계산하기 위한 개선된 수치해석 기법을 새롭게 제시한다. 본 연구에서 제시한 수치해석기법은 박벽보의 안정성 해석을 위한 엄밀한 강성행렬을 산정하는 선행된 수치해석기법의 결점을 보완하고 있다. 본 연구에서 제시한 기법은 일반화된 고유치 문제에 관한 해를 얻는 것으로서 일반화된 14개의 변위에 대한 고유치 문제를 평형방정식에 관한 1차의 연립상미분 방정식으로 변환함으로써 얻어진다. '0'의 고유치에 대응되는 변위파라미터에 대해 다항식이 가정되며 항등조건으로부터 '0'의 고유치의 수와 동일한 미결정된 파라미터를 포함하는 고유 모우드가 결정되고 이로부터 'non-zero'의 고유치와 다항식의 해를 조합함으로써 엄밀한 변위함수가 결정된다. 이후 부재력-변위의 관계를 이용하여 엄밀한 강성행렬을 산정하게 된다. 본 연구에서 개발한 수치해석 기법의 타당성을 검증하기 위해서 본 연구에서 제시한 이론에 의한 해를 제시하고 보요소 및 쉘요소을 사용한 유한요소해와 비교 검토한다.