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초록
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이 연구는 일정표면적 기둥의 좌굴하중에 관한 연구이다. 기둥단면의 변화깊이의 형상함수로는 선형 변단면을 채택하였다. 이러한 기둥의 좌굴형상을 지배하는 상미분방정식을 유도하기 위하여 축방향 압축력을 받는 기둥의 동적 평형방정식을 이용하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정의 지점조건을 고려하였다. 수치해석의 결과로 각종 기둥변수들이 좌굴하중에 미치는 영향을 분석하였다. 특히, 일정표면적으로부터 최대 좌굴하중을 발생시킬 수 있는 기둥의 최강단면비와 그에 대응하는 최강좌굴하중을 산정하였다. 기둥 축에 횡방향 내부지점을 설치하여 좌굴하중을 증가시킬 수 있는 무변위 위치를 찾기 위하여 기둥의 좌굴형상을 산출하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper deals with buckling loads of the column with the constant surface area. The shape function of variable column depth is chosen as the linear taper. The ordinary differential equation governing buckled shapes of the column is derived based on the dynamic equilibrium equation of such column ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이 논문은 기하적 제약조건으로 일정표면적을 갖는 기둥의 좌굴하중과 최강기둥의 단면비 및 좌굴하중 산정에 관한 연구이다. 압축하중이 작용하는 기둥의 동적 평형방정식을 이용하여 기둥의 정적 좌굴형상을 지배하는 상미분방정식을 유도하고 이를 수치해석하여 좌굴하중과 좌굴형상을 산정하였다.
  • 구조물의 일정체적으로부터 최대 내하력을 찾는 문제도 중요한 연구과제이지만 일정표면적을 갖는 구조물의 제약조건으로부터 최대 내하력을 찾는 문제도 중요한 연구과제 중에 하나이다. 이러한 관점에서 이 연구는 일정표면적을 갖는 기둥의 좌굴하중을 산정하는 수치적 기법을 개발하고 그 결과로부터 기둥의 최대 좌굴하중을 갖는 최강기둥의 형상을 찾는 연구이다. 이 논문에서 최강기둥은‘일정표면적을 갖는 기둥에서 가장 큰 좌굴하중을 갖는 기둥'으로 정의한다.

가설 설정

  • 1) 기둥은 이상기둥이다.
  • 4) 미분방정식의 유도에서 전단변형효과는 고려하지 않는다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
최강기둥은 무엇인가? 이러한 관점에서 이 연구는 일정표면적을 갖는 기둥의 좌굴하중을 산정하는 수치적 기법을 개발하고 그 결과로부터 기둥의 최대 좌굴하중을 갖는 최강기둥의 형상을 찾는 연구이다. 이 논문에서 최강기둥은‘일정표면적을 갖는 기둥에서 가장 큰 좌굴하중을 갖는 기둥'으로 정의한다.
기둥문제에서 가장 기본적인 과제는? 기둥은 보, 곡선부재, 평판 등과 더불어 가장 기본적인 구조단위 중에 하나이므로 토목, 건축, 기계 등 각종 구조공학 분야에서 뼈대구조로 이용되고 있다. 기둥문제에서 가장 기본적인 과제는 무엇보다도 좌굴하중을 산정하는 문제이다. 구조물의 설계에서 변단면은 구조물의 자중을 줄이고 작용하중에 대한 내하력을 증진시킬 수 있을 뿐만 아니라 미적 감각, 경제적 측면 등 다양한 목적 때문에 변단면의 이용은 날로 증가하는 추세이다.
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참고문헌 (14)

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  3. 이병구, 이태은, 김영일(2009) 일정체적 단순지지 최강보. 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제29권 제2A호, pp. 155-162. 

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  5. Dahlquist, G., Bjorck, A., and Anderson, N. (1974) Numerical methods. Prentice-Hall, Inc., USA, pp. 346-347, pp. 230-232. 

  6. Keller, J.B. and Niordson, F.I. (1966) The tallest column. Journal of Mathematics and Mechanics, Vol. 16, pp. 433-446. 

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  10. Rao, S.S. (1996) Engineering Optimization. Wiley & Sons, Inc., USA, pp. 1-3. 

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  12. Tedesco, J.W., Mcdougal, W.G., and Ross, C.A (1999) Structural Dynamics. Addison-Wesley, USA, pp. 45-50, pp. 454-455. 

  13. Timoshenko, S.P. and Gere, J.M. (1963) Theory of elastic stability. McGraw-Hill Book Company, USA, pp. 125-131. 

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