• 제목, 요약, 키워드: 좌굴

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유한요소법을 이용한 복합적층판과 보강된 복합적층 패널의 좌굴 및 좌굴후 거동에 관한 연구 (A Study on the Buckling and Postbuckling Behaviors of Laminated Composite Plates and Stiffened Laminated Composite Panels by Finite Element Method)

  • 허성필;양원호;성기득;조명래
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • v.12 no.4
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    • pp.599-606
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    • 1999
  • 복합 적층 판과 보강 재를 설치한 보강된 복합 적층 패널의 좌굴을 고려한 설계에서, 좌굴이 항상 구조물의 최종 파손을 의미하는 것은 아니므로 이들의 좌굴 및 좌굴 후 거동에 대한 정확한 이해와 연구가 필요하다. 본 연구에서는 유한요소 법을 이용하여 적층 메커니즘과 섬유 배향각, 적층 순서 등이 복합 적층 판과 보강된 복합 적층 패널의 좌굴 및 좌굴 후 거동에 미치는 영향을 체계적으로 해석하였고, 각 변수에 따른 좌굴 및 좌굴 후 거동 특성을 분석하였다.

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국부좌굴과 뒤틀림좌굴이 발생하는 종방향 보강재로 보강된 강판의 압축강도 (The Compressive Strength of Longitudinally Stiffened Plates Undergoing Local and Distortional Buckling)

  • 박호상;서상정;권영봉
    • 한국강구조학회 논문집
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    • v.22 no.3
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    • pp.219-228
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    • 2010
  • 본 논문에는 압축력을 받는 국부좌굴, 뒤틀림좌굴 및 두 좌굴의 혼합좌굴이 발생하는 종방향 보강재가 부착된 강판의 거동 및 극한 강도에 대한 실험적인 연구를 서술하였다. 압축력을 받는 보강판의 경우 서브패널의 폭-두께비와 보강재의 휨강성에 따라서 국부좌굴, 뒤틀림좌굴 또는 두 좌굴의 혼합형태의 좌굴이 발생하게 되고, 상당한 크기의 후좌굴강도가 발현되어 보강판의 극한강도를 지배하게 된다. 보강재의 휨강성과 보강재로 구분된 서브패널의 폭-두께비가 다른 두께 4.0mm, 공칭항복강도 235MP인 SM400 강판으로 제작된 보강판의 중심압축실험을 수행하고 유한요소해석결과와 비교하여 검증하였다. 실험 결과에 근거하여 보강판의 극한강도를 예측할 수 있는 직접강도법을 적용한 설계압축강도식을 제안하였다. 제안된 직접강도법은 뒤틀림좌굴 또는 국부좌굴과 뒤틀림좌굴이 혼합하여 발생하는 종방향 보강재로 보강된 강판의 극한강도를 적절하게 예측할 수 있는 것으로 판단되었다.

형상에 따른 주름강판의 탄성전단좌굴 특성 및 경향성 분석 연구 (Analysis on the Elastic Shear Buckling Characteristics of Corrugated Steel Plate in Accordance with Corrugation Shape)

  • 손수덕;유미나;이승재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • v.18 no.6
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    • pp.11-20
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    • 2014
  • 본 연구는 정현형 주름과 마름모형 주름 형상의 전단좌굴 특성을 비교, 분석하는 것이 목적이다. 이를 위해서 동일한 길이의 마름모꼴 주름과 정현파주름을 해석대상모델로 채택하였으며, 선형좌굴해석을 통한 전단좌굴특성과 이론식에 의한 특성을 분석하였다. 일반적으로 주름강판의 전단좌굴 형태는 국부좌굴, 전체좌굴 및 두 좌굴에 의한 연성좌굴로 분류된다. 그러나 마름모꼴주름과는 달리 정현파주름형상은 평평한 면이 없기 때문에 전단좌굴의 양상에 대한 경향이 달라진다. 특히 국부좌굴과 전체좌굴의 경계에서 나타나는 전단응력변화와 양상은 주름형태에 의해 차이가 난다. 분석 결과에서 볼 때, 제형 (마름모꼴)의 경우는 이론식내의 전체좌굴과 국부좌굴의 경계에서 연성좌굴모드가 발생했다. 그러나 정현파형의 경우 전체좌굴이 발생하는 구간에서 연성좌굴모드가 발생하는 양상을 보였다. 또한 국부좌굴 구간에는 제형형상이 그리고 전체좌굴 구간에서는 정현파형상이 전단좌굴에 저항하는데 유리하게 작용하였다.

좌굴제어 가새를 가진 가새골조의 성능향상에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Performance Evaluation of Steel Frame with Buckling Control Brace)

  • 이상주;한상을;노삼영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • v.11 no.5
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    • pp.181-188
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    • 2007
  • 본 연구에서는 원형강관 가새의 국부좌굴에 의한 내력감소를 배제하기 위하여, 가새의 국부좌굴 거동을 파악하고 좌굴제어 방법을 찾고자 한다. 좌굴을 제어하기 위한 방법으로, 하나는 좌굴 영역에 커버플레이트를 설치하여 좌굴을 구속함으로써 변형능력을 확보하고자 하는 것이며, 다른 하나는 가새 중앙부에 강봉과 스프링을 이용한 수축장치를 삽입하여 압축 시 좌굴의 위험을 배제하는 것이다. 본 연구의 목적은 국부좌굴을 구속하거나 배제하기 위한 좌굴제어시스템을 제안하고, 실험을 통하여 제안한 방법의 적용성을 조사, 검토하는 것이다. 또한 좌굴제어에 따른 성능향상을 정량적으로 평가하는 것이다.

전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성 평가 및 시험 (Evaluation and Test of Slenderness Ratio Effect on Buckling Characteristics of Thin Cylindrical Structures Subjecting the Shear Loads)

  • 구경회;김종범;이재한
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • v.15 no.3
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    • pp.535-543
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    • 2002
  • 본 논문의 목적은 전단하중을 받는 얇은 원통구조물의 세장비에 따른 좌굴특성을 보다 깊이 있게 검토하는 것이다. 이를 위하여 J. Okada 등이 제안한 좌굴평가식을 사용하여 세장비에 따른 좌굴강도 평가를 수행하였다. 좌굴강도 평가 결과들로부터 세장비 L/R=3.1, 1.6, 그리고 1.0을 갖는 세가지 좌굴시험체를 결정하고 이에 대한 수치해석과 좌굴특성시험을 수행하였다. 그 결과, 세장비 L/R=3 이상인 경우 평가식에서 예측된 바와 같은 굽힘좌굴이 지배적으로 나타났으며 세장비 L/R=1.0이하로 작을 경우에는 전단좌굴이 지배적으로 나타났고, 세장비 L/R=1.6 영역에서는 전단과 굽힘좌굴이 동시에 발생하는 복합자굴 특성이 나타났다 그리고 수치해석과 평가식에 의한 좌굴특성평가 결과는 시험결과들과 잘 일치하였다.

셸 구조물의 비선형좌굴 및 결함민감도 해석 (Nonlinear Buckling and Imperfection Sensitivity Analyses of Shell Structures)

  • 원종진
    • 기계저널
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    • v.33 no.7
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    • pp.614-627
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    • 1993
  • 좌굴하기 쉬운 구조물을 설계할 때는 반드시 좌굴특성에 대한 어떤 직관을 가져야 한다. 이글의 목적은 셸 구조물이 비선형붕괴(nonlinear collapse), 분기좌굴(bifurcation buckling) 또는 이들 모드의 조합에 의해서 어떻게 좌굴될 것인가에 대한 감각을 전하는데 있다. 이 불안정에 대한 직관적 이해는 보강되고 여러 요소들로 조립되며 분지셸(branched shell)을 갖거나 복잡한 벽구 조를 갖는 실제 셸 구조물 등의 많은 예에 의해서 얻어질 수 있다. 이 글에서는 수식의 개발이 아니라 불안정의 예측에 주안점을 두고 있으며, 큰 처짐과 소성의 조합에 의해 발생되는 비선 형좌굴과 결함민감도가 특히 강조된다. 또한 최적화된 구조물의 국부 및 전체 불안정, 좌굴모드의 상호작용, 그리고 결함민감도(imperfection sensitivity) 등이 예시된다.

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낮은 포물선 아치의 탄성 면내좌굴에 관한 근사식 (Approximate Solution for In-Plane Elastic Buckling of Shallow Parabolic Arches)

  • 문지호;윤기용;이종원;이학은
    • 한국강구조학회 논문집
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    • v.18 no.4
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    • pp.427-436
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    • 2006
  • 고전 좌굴 이론의 경우 좌굴 발생전 아치의 거동을 선형으로 가정하며, 전좌굴 변형을 무시한다. 이러한 가정은 비대칭 좌굴이 발생하는 깊은 아치의 경우 타당한 것으로 알려져 있다. 하지만 아치의 라이즈가 낮아지는경우 전좌굴 발선형성은 무시할 수 없으며, 비대칭 좌굴 강도보다 대칭 좌굴 강도가 낮아져 아치는 대칭좌굴에 의해 강도가 결정될 수 있다. 본 연구는 아치의 비선형 지배 미분 방정식을 이용하여 양단 힌지를 갖는 낮은 포물선 아치의 거동에 관한 연구를 수행하고 이러한 결과를 유한 요소 해석을 이용하여 검증하였다. 마지막으로 양단 힌지를 갖는 낮은 포물선 아치의 대칭 좌굴 강도에 관한 근사식을 제안하였다.

형상기억합금 선 작동기를 삽입한 복합적층 보의 좌굴 및 좌굴후 제어 (Buckling and Postbuckling Control of a Composite Beam with Embedded SMA Wire Actuators)

  • 최섭;이정주;서대철;최선우
    • Composites Research
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    • v.12 no.3
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    • pp.45-54
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    • 1999
  • 본 연구에서는 형상기억합금 선을 편심하게 삽입한 복합적층 보의 좌굴 및 좌굴후 제어에 관한 실험결과를 나타내었다. 임계좌굴하중을 향상하기 위하여 형상회복모멘트의 특성을 활용하였다. 좌굴제어의 범위를 향상시키기 위해 페루프 제어를 사용하여 좌굴후 제어의 거동을 검토하였다. 이러한 좌굴제어 실험을 통하여, 임계좌굴하중을 증가시키고 좌굴모드가 반대방향으로 변화하는 거동을 보의 세장비 및 기하학적 초기결함, 형상기억합금 선의 삽입 위치 등을 고려하여 하중-변위의 결과로부터 정량적, 정성적으로 분석하였다. 적당한 형상회복모멘토를 이용하여 원하는 변형형상을 유지함으로써 외부하중을 받는 보의 좌굴후 제어에서도 적용할 수 있다.

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일정체적 양단고정 변단면 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동 (Buckling oad and Post-buckling Behavior of Tapered Column with Constant Volume and Both Clamped Ends)

  • 이병구
    • 한국농공학회지
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    • v.41 no.5
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    • pp.112-122
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    • 1999
  • 이 논문은 일정체적을 갖는 양단고정 변단면 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동에 관한 연구이다. 기둥의 변단면으로는 직선형, 포물선형, 정현의 선형을 갖는세 가지 변단면을 채택하였다. Bernoulli-Euler 보 이론을 이용하여 압축하중이 작용하여 좌굴된 기둥이 정확탄성곡선을 지배하는 미분방정식을 유도하였다. 유도된 미분방정식을 Runge-Kutta 법과 REgula-Falsi법을 이용하여 수치해석하였다. 수치해석의 결과로 좌굴하중, 좌굴기둥의 평형경로 및 정확탄성곡선을 산출하였다. 또한 좌굴하중-단면비 곡선으로부터 최강기둥의 좌굴하중과 단면비를 산출하였다.

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국부좌굴이 발생하는 H-형강 휨부재의 강도에 관한 연구 (A Study on the Moment Capacity of H-Section Flexural Members with Local Buckling)

  • 서건호;서상정;권영봉
    • 한국강구조학회 논문집
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    • v.23 no.6
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    • pp.647-657
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    • 2011
  • 본 논문에는 국부좌굴이 발생하는 휨부재의 유한요소해석 및 실험에 근거한 단면의 휨강도에 대하여 기술하였다. 박판으로 구성된 휨부재는 단면조건 및 횡방향 경계조건에 따라서 국부좌굴, 횡-비틀림좌굴 및 두 좌굴의 혼합좌굴이 발생하게 된다. 플랜지나 복부의 폭-두 께비가 큰 경우 횡-비틀림좌굴 발생 이전에 국부좌굴이 발생하며, 국부좌굴은 휨부재의 횡-비틀림좌굴강도에 영향을 미치게 된다. 이런 현상은 박판 형강의 휨강도 산정 시 고려하여야 한다. 다양한 폭-두께비를 갖는 플랜지와 복부판으로 구성된 휨부재의 해석에 국부좌굴 및 횡좌굴 모드의 초기처짐 및 잔류응력을 포함하였다. 해석결과 및 실험에 근거하여 국부좌굴과 횡-비틀림좌굴을 고려하는 설계강도식을 제안하였다. 제안된 직접강도법은 실험에 근거한 강도식과 유효단면 대신 총단면의 단면계수를 사용한다. 제안된 강도식에 의한 휨강도를 AISC, EC3 및 도로교설계기준과 비교하여 보았다. 제안된 직접강도법은 국부좌굴과 횡-비틀림좌굴의 혼합 유무와 상관없이 휨부재의 휨강도를 적절하게 예측할 수 있는 것으로 판단되었다.