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기하 비선형성을 엄밀히 고려한 비선형 프레임-케이블요소의 정식화
정명락,민동주,김문영,Jung, Myung-Rag,Min, Dong-Ju,Kim, Moon-Young 한국전산구조공학회 2012 한국전산구조공학회논문집 Vol.25 No.3
기하학적 비선형성을 고려한 두 개의 비선형 프레임요소의 co-rotational 정식화 과정을 제시한다. 운동학적으로 엄밀한 첫 번째 프레임요소는 변형된 상태의 총 변형성분으로부터 부재력을 산정하며, 정확한 접선강성행렬을 적용한다. 아울러 total Lagrangian 및 updated Lagrangian 정식화에 따른 첫 번째 요소의 엄밀한 접선강성행렬이 동일하다는 것을 보인다. 이에 반하여 두 번째 프레임요소는 절점과 절점사이의 변형을 무시하고 직선으로 가정하여 근사적인 접선강성행렬을 산정하고, 반복계산 시 증분변위로 부터 증분부재력을 구하여 총부재력을 산정한다. 두 개의 수치예제를 통해 첫 번째 프레임 요소가 기하비선형 거동을 추적하는데 있어서 더 정확하고 성능이 우수하다는 것을 입증한다. 특히 케이블부재의 비선형해석 예제를 통하여 첫 번째 프레임 요소가 휨강성을 고려한 케이블요소로 사용할 수 있음을 보인다. Two nonlinear frame elements taking into account geometric nonlinearity is presented and compared based on the Lagrangian co-rotational formulation. The first frame element is believed to be geometrically-exact because not only tangent stiffness matrices is exactly evaluated including stiffness matrices due to initial deformation but also total member forces are directly determined from total deformations in the deformed state. Particularly two exact tangent stiffness matrices based on total Lagrangian and updated Lagrangian formulation, respectively, are verified to be identical. In the second frame element, the deformed curved shape is regarded as the polygon and current flexural deformations in iteration process are neglected in evaluating tangent stiffness matrices and total member forces. Two numerical examples are given to demonstrate the accuracy and the good performance of the first frame element compared with the second element. Furthermore it is shown that the first frame element can be used in tracing nonlinear behaviors of cable members.
자기부상열차의 모델링방법에 따른 열차-교량의 동적상호작용 해석
정명락,민동주,이준석,권순덕,김문영,Jung, Myung-Rag,Min, Dong-Ju,Lee, Jun-Seok,Kwon, Soon-Duck,Kim, Moon-Young 한국전산구조공학회 2011 한국전산구조공학회논문집 Vol.24 No.2
본 연구에서는 속도의 변화 그리고 모델링방법이 자기부상열차의 주행성에 미치는 영향을 파악하는데 목적을 두고 있다. 이를 위하여 2000:1의 처짐비를 가지는 동일한 교량 위를 속도를 변화시키면서(100km/h에서 700km/h까지 100km/h간격으로) 6가지 모델의 자기부상열차를 주행시키기 위하여 4자유도 6자유도 10자유도 차량에 대한 운동방정식을 구성하고 4계 룬지쿠타법을 적용하여 수치해석을 수행한다. 해석결과를 보면 속도가 낮을수록 보기 및 EMS의 개수가 많은 모델일 수록 자기부상열차의 주행성이 향상됨을 알 수 있다. The purpose of this study is to examine the impact that change in speed and modeling methods has on maglevs' runnability. The study constructed equations of motion on 4-DOF, 6DOF, and 10-DOF vehicles respectively and carried out numerical analysis, applying 4th Runge Kutta method, in order to run six different model maglev as changing the vehicles speed on the same bridge that had 2000 to 1 deflection. The analysis revealed that maglev's runnability improved as speed was lower and the specific model had higher number of bogey and EMS.
횡분배계수법과 평면격자 해석법을 이용한 합성거더교의 설계활하중 응답연구
정명락,양희선,김문영,Jung, Myung-Rag,Yang, Hee-Sun,Kim, Moon-Young 한국전산구조공학회 2015 한국전산구조공학회논문집 Vol.28 No.2
In this paper, the modified live-load and designed formula are studied according to the fact the highway bridge design specifications are recently revised. The two examples for composite steel plates and PSC girder bridges are studied. The envelope is analyzed with the finite element models and lateral load distribution method applying the existing highway bridge specification(2010), the newly revised highway bridge specification(2015) and AASHTO LRFD. In case of composite steel plates, length changes between spans are studied, and in case of PSC girder. changes of the number of cross-beams and spans, and span-lengths, are analyzed. 본 논문에서는 도로교 설계기준이 개편됨에 따라 변화된 활하중과 설계식의 검토를 하려한다. 이를 위해 강합성 플레이트 거더교와 PSC 거더교를 이용한 두 예제를 살펴본다. 기존 도로교설계기준 하중과 AASHTO LRFD 하중 그리고 새로 개편된 도로교설계기준 2015 한계상태설계법에 나온 하중을 적용하여 횡분배 계수법과 유한요소 격자해석을 통해 구한 포락선을 비교 검토한다. 또한 강합성 플레이트 거더교의 경우 중앙지간의 길이 변화에 대한 검토를 하고, PSC 거더교의 경우에는 가로보의 개수와 경간의 개수, 그리고 각 경간장의 변화를 주어 각각 그 차이점을 분석한다.
윤하중에 의한 강바닥판 교면포장의 종방향균열 관련 수치해석법 개발
정진석,정명락,옥창권,이원태,김문영,Jeong, Jin Seok,Jung, Myung Rag,Ock, Chang Kwon,Lee, Won Tae,Kim, Moon Young 한국강구조학회 2016 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.28 No.4
두께가 얇아짐에 따라 강바닥판은 윤하중의 작용으로 국부적으로 매우 큰 변형이 발생하고, 이것은 교면포장에 종방향으로 구조적인 균열을 야기 시킬 수 있다. 이 연구에서는 강바닥판의 윤하중 국부해석을 위하여 가로보의 휨 및 비틀림강성을 엄밀히 고려할 수 있는 평면쉘 스트립요소, 프리즘요소, 그리고 이 두요소를 연결하는 링크요소로 구성된 개선된 유한대판법을 제시하고자 한다. 이 방법의 효용성을 검증하기 위하여, 강판 플레이트 거더교의 일부를 해석예제로 선택하여 연직처짐 및 교축직각방향 변형율 결과를 쉘요소, 솔리드요소, 그리고 코히시브요소를 이용한 ABAQUS 해석결과와 비교, 검토하였다. Longitudinally structural cracks are sometimes observed in the pavement on steel plate deck bridges because traffic truck loadings can cause large local deformations of the thin deck plate stiffened by longitudinal and transverse beams. In this study, an improved finite strip method using flat-shell strip, prism, and link elements is presented to investigate local deformations of steel decks with pavements in which flexural and torsional stiffness effects of thin floor beams are rigorously taken into account. A simplified deck model extracted from steel plate-girder bridges is analyzed using the developed FSM and the commercial FE program, ABAQUS and also, their numerical results are compared and discussed.
민동주(Dong-Ju Min),정명락(Myung-Rag Jung),박성민(Sung-Min Park),김문영(Moon-Young Kim) 한국소음진동공학회 2015 한국소음진동공학회 학술대회논문집 Vol.2015 No.10
The purpose of this study is to investigate the influence of moving mass on the vibration characteristics and the dynamic response of the simply supported beam. The three types of the moving mass (moving load, unsprung mass, and sprung mass) are applied to the vehicle-bridge interaction analysis. And the numerical analyses are then conducted to evaluate the effect of the unsprung mass and the spring and damper of the sprung mass on natural frequencies and dynamic responses of the simple beam. Particularly, in the case of the sprung mass, how the natural frequency of the interaction system is varied is explored depending on the position of the moving mass and the frequency ratio of the moving mass and the beam. Finally the parametric study on the resonance phenomena is done with changing mass, spring and damper parameters through the time history simulation.
전단변형효과를 고려한 부분강절 평면뼈대구조의 안정성 해석
민병철(Min Byoung Cheol),민동주(Min Dong Ju),정명락(Jung Myung Rag),김문영(Kim Moon Young) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 A Vol.31 No.1A
구조부재의 연결은 강절(rigid), 활절(hinge) 그리고 부재 간의 상대적인 회전이 허용되는 부분강절(semi-rigid)로 구분될 수 있다. 본 연구에서는 부분강절을 탄성회전스프링으로 가정하여 부재 단부에 적용시킨 평면 뼈대구조에 대하여 전단변형을 고려한 엄밀한 접선강도행렬을 유도하고 이를 다시 탄성강도행렬과 기하학적 강도행렬로 분리?유도함으로써 부분강절을 갖는 평면 뼈대구조물의 안정성해석을 위한 일반화된 해석방법을 제시하고자 한다. 이를 위하여, 보-기둥부재의 좌굴조건을 만족시키는 처짐힘수로부터 안정함수(stability function)를 유도하고, 횡변위(sway)를 고려한 힘-변위관계와 적합조건을 고려하여 정확한 접선강도행렬을 제시하였다. 본 연구의 타당성을 입증하고 부분강절 뼈대구조의 전단거동 특성을 파악하기 위하여, 다양한 수치해석 예제에 대해 타 연구자 해석 결과와 본 연구의 안정성 해석결과를 비교하여 제시함으로서 전단변형과 부분강절이 구조물의 좌굴강도에 미치는 영향을 조사한다. Generally the connection of structural members is assumed as hinge, rigid and semi-rigid connections. The exact tangent stiffness matrix of a semi-rigid frame element is newly derived using the stability functions considering shear deformations. Also, linearized elastic- and geometric-stiffness matrices of shear deformable semi-rigid frame are newly proposed. For the exact stiffness matrix, an accurate displacement field is introduced by equilibrium equation for beam-column under the bending and the axial forces. Also, stability functions considering sway deformation and force-displacement relations with elastic rotational spring on ends are defined. In order to illustrate the accuracy of this study, various numerical examples are presented and compared with other researcher's results. Lastly, shear deformation and semi-rigid effects on buckling behaviors of structure are parametrically investigated.