조합하중을 받는 변단면 변화곡선 보의 기하 비선형 수치해석
Geometrical Non-linear Analyses of Tapered Variable-Arc-Length Beam subjected to Combined Load
0
조회
0
다운로드
1
인용
0
참고문헌
키워드
초록
이 연구는 조합하중을 받는 변단면 변화곡선 보의 기하 비선형 수치해석 방법에 관한 연구이다. 보의 좌단은 회전지점이고 우단은 마찰이 없는 활동(滑動)지점으로 지지되어 있어 하중이 작용하면 보의 축방향 길이가 증가하여 평형상태를 이룬다. 조합하중은 회전지점에 작용하는 모멘트 하중과 집중하중을 고려하였다. 보의 단면은 휨 강성이 부재축을 따라 함수적으로 변화하는 변단면으로 선택하였다. 이러한 보의 비선형 거동을 지배하는 연립 미분방정식을 Bernoulli-Euler 보 이론으로 유도하였다. 이 미분방정식을 반복법으로 수치해석하여 보의 정확탄성곡선을 산정하였다. 이 연구의 이론을 검증하기 위하여 실험실 규모의 실험을 실행하였다.
Abstract
This paper deals with geometrical non-linear analyses of the tapered variable-arc-length beam, subjected to the combined load with an end moment and a point load. The beam is supported by a hinged end and a frictionless sliding support so that the axial length of the deformed beam can be increased by its load. Cross sections of the beam whose flexural rigidities are functionally varied with the axial coordinate. The simultaneous differential equations governing the elastica of such beam are derived on the basis of the Bernoulli-Euler beam theory. These differential equations are numerically solved by the iteration technique for obtaining the elastica of the deformed beam. For validating theories developed herein, laboratory scaled experiments are conducted.
참고문헌 (19)
- 안대순, "변단면 기둥의 좌굴하중 및 후좌굴 거동", 박사, pp.2006
- 이병구, "후좌굴 변단면 기둥의 기하 비선형 해석", 대한토목학회 논문집A, 29(1), pp.53~60 (2009), 대한토목학회
- 이병구, "개의 미지변수를 갖는 변단면 기하 비선형 보의 수치해석 방법", 대한토목학회 논문집 (2011)
- Carnahan, B., "Applied Numerical Methods" (1969), John Wiley and Sons
- Dado, M., "A New Technique for Large Deflection Analysis of Non-Prismatic Cantilever Beam", Mechanics Research Communication, 32(6), pp.692~703 (2005)
- Gupta, A.K, "Free Vibrations of Tapered Beam", Journal of the Structural Division, ASCE, 11(1), pp.19~36 (1985)
- Huang, Y., "A Simple Method to Determine the Critical Buckling Loads for Axially in Homogeneous Beam with Elastic Restraints", 61(9), pp.2510~2517 (2011)
- Jan, J.D., "Closed-Form Solution of Large Deflection for a Guyed Cantilever Column Pulled by an Inclined Cable", Journal of Material Science and Technology, 19(1), pp.130~136 (2010)
- Jung, J.H, "Large Deflection Analysis of Fibers with Non-Linear Elastic Propertie", Textile Research Journal, 75(10), pp.715~723 (2005)
- Lau, J.H., "Large Deflections of Beams with Combined Loads", Journal of Engineering Mechanics Division, ASCE, 108(1), pp.180~185 (1982)
- 오상진, "ELASTICA OF CANTILEVERED BEAMS WITH VARIABLE CROSS-SECTIONS", INTERNATIONAL JOURNAL OF NON-LINEAR MECHANICS, 28(5), pp.579~589 (1993), PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD
- Lee, B.K., "Buckling Loads of Columns with Constant Volume", International Journal of Structural Stability and Dynamics, 296, pp.381~387 (2005)
- Liao, S., "Series Solution of Large Deformation of a Beam with Arbitrary Variable Cross Section with an Axial Load", ANZIAM Journal, 51(1), pp.10~33 (2009)
- Rojahan, C., "Large Deformations of Elastic Beams", pp.1968
- Shatarat, N., "Behavior of a Rhombus Frame of Non-Linear Elastic Material under Large Deflection", International Journal of Non-linear Mechanics, 51(2), pp.166~177 (2009)
- Solano, C.E., "Semi-Exact Solutions for Large Deflections of Cantilever Beam of Non-Linear Elastic Behavior", International Journal of Non-linear Mechanics, 28(11), pp.1359~1363 (2009)
- Wilson, J.F., "Stability Experiments on the Strongest Column and Circular Arch", Experimental Mechanics, 11, pp.303~308 (1971)
- Wilson, J.F., "Experiments of the Strength of Solids" (1993), McGraw Hill, Inc
- Yi, X., "Large Deflection of Tip Loaded Beam with Differential Transformation Method", Advanced Material Research, 250(253), pp.1232~1235 (2011)