구조물에 있어서 위상학적 최적화 문제는 최적화를 구하는 과정에서 구조체가 변화함으로 인한 어려웅 때 문에 최적화 분야에서 가장 어려운 문제로 간주되어 왔다. 종래의 방법으로는 일반적으로 구조 요소 사이즈가 영으로 접근할 때 강성 매트릭스의 singularity를 발생시킴으로써 최적의 혜를 얻지 못하고 도중에 계산이 종 료되어 버린다. 본 연구에 있어서는 이러한 문제점들을 해결하기 위한 비선형 프로그래밍 formulation을 제 안하는 것올 목적으로한다. 이 formulation 의 주된 특성은 요소 사이즈가 영이 되는 것을 허용한다. 평형 방정 식 을 둥제 약조건으로 간주함으로써 강성 매 트릭 스의 singularity를 피 할 수 있다. 이 formulation을 하중올 받는 구조물에 있어서 웅력과 변위의 제약조 건 하에서 중량을 최소화할때의 유한 요소의 두께를 구하는 디자 인 문제에 적용하여， 이 formulation 이 위상화적 최적화에 있어서의 효과를 입증하였다.

The main intention of this paper is to develop and compare the algorithm based on finite element procedures for nonlinear transient dynamic analysis which has combined effects of material and geometric nonlinearities. Incremental equilibrium equations based on the principle of virtual work are derived by the finite element approach. For the elasto - plastic large deformation analysis of shells and the determination of the displacement-time configuration under time-varying loads, the explicit, implicit and combined explicit-implicit time integration algorithm is adopted. In the time structure is selected and the results are compared with each others. Isoparametric 8-noded quadrilateral curved elements are used for shell structure in the analysis and for geometrically nonlinear elastic behaviour, a total Lagrangian coordinate system was adopted. On the other hands, material nonlinearity is based on elasto-plastic models with Von-Mises yield criteria. Thus, the combined explicit-implicit time integration algorithm is benefit in general case of shell structure, which is the result of this paper.

이 연구의 목적은 단조하중과 반복하중올 받는 철근콘크리트 면부재 해석에 대한 이방향성 회전 직교촉 모 텔의 성능올 검토하기 위함이다. 여기서 다루는 구조부재는 철근에 의하여 적절히 보강된 보， 기퉁， 보-기둥 접합부， 그리고 전단벽둥으로 부재의 파괴가 인장균열후 압축파괴에 의하여 일어나는 부재이다. 보통 단조하 중에 대하여 사용도는 이방향성 회전 직교축 모텔을 반복하중에 대하여 확장하며， 철근파 부착의 기존 재료모 델과 함께 유한요소해석에 사용한다. 단조하중에 대하여 이방향성 회전 직교축 모델올 사용한 해석 결과는 취 성파괴를 나타내는 철근콘크리트보의 실험결과와 비교된다. 또한 반복하중올 받는 전단벽의 극한하중， 비선 형 변형， 핀칭 현상동에 대하여 실험결과와비교된다.

지진하중과 같은 동적인 하중에 대한 다자유도 구조물의 비선형 해석은 많은양의 계산을 요구한다. 이런 계 산상의 어려움을 감소시키기 위하여 다자유도를 가진 복잡한 구조물의 비선형해석올 간략화된 동위 구조촬 (Equivalent Nonlinear System(ENS)) 올 이용해 구할 수 있는 약산법올 제시한다. 간단한 통위 구조물은 왼 구조물의 가장 중요한 구조물의 성칠올 가지고 있는데 구조물의 처음 두 개의 주기 (natural periods) 의 동적 특성 및 전체 항복변위 (global yield displacement) 를 가진다. 구조체 반웅 (response) 으로 이 논문에서는 구 조체의 전체변위 및 충간변위가 고려된다. 구조체의 전체 변위 및 충간변위를 얻기 위하여 전체 반웅수정계수 (global response scaling factor) RG 와 국부 반응수정 계수(l ocal response scaling factor) R L을 동위 구조 물 로부터 열어진 변위에 적용한다. 이 반용수정계수는 다자유도 구조물의 비선형 해석올 통하여 얻어진 변위 월 과 동위 구조물을 이용해 얻어진 변위 들 올 이용해 광범위한 회기분석 (regression analysis) 올 통 하여 구조 윌 의 연성과 첫번째 두 모드의 질량참여계수의 함수형태로 얻는다 반응수정계수를 가진 동위구조뭔음 반 뜯 기 위하여 철꼴 모멘트 연성 곧조 방식의 구조물 (Special Moment Resisting Steel Frames(SMRSF)) 음 이 논 문에서 는 고려한다. 함수형패로 표현된 반웅수정계수는 동위구조물익 반응에 적용되어 복잡한 구조물의 비선 형 반응플 얻을수있다.

This study is concerned with developing a heuristic algorithm for solving a class of ninlinear integer programs(NLIP). Exact algrithm for solving a NLIP either may not exist, or may take an unrealistically large amount of computing time. This study develops a new heuristic, the Excursion Algorithm(EA), for solving a class of NLIP's. It turns out that excursions over a bounded feasible and/or infeasible region is effective in alleviation the risks of being trapped at a lical optimum. The developed EA is applied to the redundancy optimization problems for improving the system safety, and is compared with other existing heuristic methods. We also include simulated annealing(SA) method in the comparision experiment due to ist populatrity for solving complex combinatorial problems. Computational results indicate that the proposed EA performs consistently better than the other in terms of solution quality, with moderate increase in computing time. Therefore, the proposed EA is believed to be an attractive alternative to other heuristic methods.

세계적으로 대공간 구조물의 건설은 점점 늘어나고 있으며, 이러한 증가 추세와 함께 붕괴 사고 또한 점차 늘어나고 있다. 보다 안전하고 경제적인 구조물의 구축을 위해서는 사고 및 붕괴의 원인이 정확히 규명되어야 한다. 따라서 이러한 규명을 위하여 대공간 구조물의 붕괴 메커니즘의 정확한 규명이 필요하며, 많은 연구자들에 의한 연구가 보고되고 있다. Step 하중 하에서의 동적 파괴 메커니즘은 비교적 많은 연구가 진행되어 왔으나, 주기성을 가진 동적 외력에 의한 파괴 메커니즘에 관한 연구는 거의 없는 실정이며, Step 하중하에서의 메커니즘과는 매우 다르리라 예상된다. 본 연구는 주기성을 가진 동적 외력에 의한 얕은 EP 쉘(Elliptic Paraboloidal Shell)의 동적 불안정 현상을 Fourier 스펙트럼을 이용하여 분석한다. 즉 1 자유도의 얕은 EP 쉘의 동적 좌굴 현상과 파라메트릭 공진 현상과의 상호 작용을 파악하기 위하여 비선형 응답의 연속 스펙트럼(runing spectrum)을 이용한다. 연구 결과, 동적 불안정 현상은 외력의 성질에 따라 크게 다른 메커니즘을 나타내는 것을 알 수 있다.

지하구조물의 주위지반은 일반적으로 퇴적층의 형성 또는 지각의 변동에 의해 다층구조를 가지게 되므로, 구조물 및 주위지반의 거동을 정확히 예측하기 위해서는 해석에 다층구조의 영향을 반영해야 한다. 본 연구에서는 다층으로 구성된 지하구조계를 대상으로 하여 구조물과 그 주변에는 비선형 유한요소를 사용하고, 비선형성이 상대적으로 미약한 주변 다층지반에는 선형 경계요소를 사용하여 재료의 비선형성과 비균질성을 고려한 효율적인 조합해석방법을 개발하고자 한다. 반무한영역에 설정되는 다층구조계를 경계요소로 해석할 경우 그 기본해가 제한되어 있으므로, 본 연구에서는 기존의 무한기본해를 이용하는 방법을 사용하였다. 무한기본해를 이용하는 내부영역문제의 경우 각각의 균질한 층을 부영역(subdomain)으로 분할하고 계방정식을 구성한 뒤에 접합면에 대하여 평형조건과 적합조건을 만족시켜 주는 방법을 사용하여 비균질성을 고려한다. 부영역으로 층을 분할한 내부영역문제의 경계요소해석 결과는 선형 유한요소해석 결과와 비교하여 검증하였고, 검증된 경계요소 프로그램을 비선형 유한요소 프로그램과 조합하였다. 조합해석 결과, 굴착부 주변의 응력집 중부에는 비선형 유한요소를 사용하고, 비선형의 영향이 미소한 주변의 다층지반에 대해서는 부영역에 의한 선형 경계요소를 사용하는 조합해석방법이 합리적이고 효율적임을 알 수 있었다.

평면 뼈대구조물의 매우 큰 변형에 대하여 정확한 비선형 유한요소의 정식화 과정을 나타내었다. 유한요소 의 구성은 변화되는 재료의 기준 불성치에 근가 릎- 두고 형성하였으며 매 우 큰 변형을 받 는 재 료 의 성질을 명 확하게 특성지어 진응력-변형율 관계식을 직접 적용핫 수 있도록 하였다. 큰회전파 작은 변형융을 받는 분제 들올 형성하기 위하여 Co.rotation 접 끈 방볍을 사용하였다. 큰 변형을 일으키는 요소의 문 제플 해 결 하기 위 하여 직선보 형태의 유한요소플 사용하였으며 개개의 유한요소의 정삭화는 축방향력의 영향을 고려하여 111 소 처짐보이론올 바탕으로 형성하였다. 본 연구에서 형성된 큰 변형에 대한 비선형 유한요소의 타당성을 확인하 기 위해 몇몇 수치해들을 해석하고 검토하였다.

현수교의 기하학적 비선형거동을 해석할 수 있는 해석방법을 개발하고 해석을 실시하였다. 해석은 사하중하에서의 초기형상해석과 활하중하에서의 비선형해석의 2단계로 해석하는 알고리즘을 개발하였다. 선형해석 결과와 비선형해석결과를 비교할 때 기하학적인 비선형 효고가 매우 크므로 해석 및 설계시에 반드시 고려해야 함을 알 수 있다. 해석치와 측정치를 비교분석한 결과 새로운 알고리즘이 매우 유용함을 보여주고 있다.

타이타니움이소프로폭사이드의 가수분해로 타이타니아 졸용액을 제조하고 그 특성을 조사하였다. 용매, 촉매 그리고 물의 양이 졸의 안정도에 미치는 영향을 조?고, 서로 다른 온도에서 졸용액의 전단점도를 측정하여 그 각각의 gel time을 알아보았다. 안정한 조성의 졸용액을 이용하여 광학적으로 투명하고 균일한 타이타니아 박막을 제조할 수 있었다. 또한, 이차비선형 활성단을 도입한 후에도 좋은 박막을 제조할 수 있었다. 제조된 박막은 3~5kV, 50~100˚C 온도범위에서 코로나 분극처리 하였다. 632.8nm He-Ne레이저를 이용하여 측정한 일차 전기 광학 상수, r33는 1.5~5pm/V로서 경시 안정성을 나타내었다.

본 수치해석의 목적은 앵글 강부재의 극저사이클 파괴실험으로부터 얻어진 거동의 재현 빛 특히， 부재중에 서 가장 심한 웅력을 받는 부분에 대한 국소 웅력-변형률의 이력과 누적상황을 추적하는 것이다. 이를위해， 범용 구조해석 프로그램인 MSC/NASTRAN을 이용하여， 재료 및 기하학적 비선형을 고려한 대변형 3 차원 유한요소해석을 행하였다. 해석은 2 단계 즉， 해석 I 파 n 로 나누어 실시하였으며， 본 해석의 첸반적인 가동 은 실험결과와 매우 잘 일치하였다.

본 논문은 형상의 비선형성을 고려한 큰 동하중을 받는 낮은 원호아치의 동적해석에 관한 연구이다. 따라서 낮은 원호아치를 대상으로 동적 비선형 해석을 수행하고 임계좌굴하중을 구할 수 있는 컴퓨터 프로그램을 개발하는데 주안점을 둔다. 형상의 비선형성은 Lagrangian 운동좌표를 고려하여 해석하였으며 비선형 동적 운동방정식을 풀기 위하여 유한요소법을 사용하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 만재 방사형 등분포하중을 받는 원호아치를 해석하고, 그 결과를 다른 연구결과와 비교하여 검증하였다. 또한 여러가지의 형상의 아치에 대한 좌굴 해석을 실시하여 임계좌굴하중을 구하였으며 기존의 연구와 비교하여 정확성을 확인하였다. 모형해석을 통해서 큰 동하중을 받는 원호아치는 기하학적 비선형 거동을 고려하여 해석되어야 하며 아치가 낮아질수록 좌굴발생 가능성이 높아짐을 알 수 있다.

최근 원자력의 사용이 증가함에 따라 핵폐기물을 효과적으로 처리하는 문제에 관심이 집중되고 있다. 이러한 핵폐기물을 지층내에 저장할 경우 고온의 열에 의해 핵폐기물 구조체에 지대한 영향을 미치므로 지반의 열력학적 거동을 분석할 필요성이 요구된다. 본 연구는 지반내에 처분된 고온의 사용후 핵연료에 의한 열역학적인 응력이 집중되어 비선형 거동이 예상되는 저장구조체 주변에는 비선형 유한요소를 적용하고 선형거동이 예상되는 무한영역에는 선형경계요소를 사용하여, 일반적인 역학적 계와 동일한 방법으로 비선형 유한요소와 경계요소를 조합한 프로그램을 개발하였다. 사용후 핵연료 폐기구조체와 같이 국부적인 비선형거동이 예상되는 구조물에서는 조합방법이 전 영역을 비선형 유한요소로 모형화하여 해석하는 것보다 효율적임을 알 수 있었다. 또한, 지층내 지반에 영향 미치는 주요 지반계수를 변화시킨 경우, 터널경계의 변위에 이러한 계수들이 어떠한 영향을 미치는가를 개발된 방법을 사용하여 검토하였다. 검토결과, 다른 계수들의 변화보다 열팽창계수의 변화가 터널주위의 변위에 상당한 영향을 미침을 알 수 있었다.

A Stepped beam with immovable ends under forced vibrations with large amplitude is investigated by using the finite element method and the Ritz vectors. Unlike the Eigen vectors, the Ritz vectors are generated by a simple recurrence relation. Moreover the Ritz vectors yield much faster convergence with respect to the number of vectors used than the use of Eigen vectors. The computer program is developed for nonlinear analysis using Ritz vectors instead of Eigen vectors and numerical examples are analysed for deflections and natural frequencies of stepped beam under various support conditions. Results show that the proposed method is valid and efficient.

변형영화(strain-softening)현상을 보이는 철근 콘크리트 구조물의 실제 파괴 발생시까지의 거동을 해석하기 위하여 변위제어법을 사용하고, 해석결과의 신뢰도가 떨어지지 않으면서도 해석 수행시간을 줄이기 위하여 기존의 층상화 방법과 비층상화 방법의 장점을 조합한 새로운 기법에 의하여 구조물의 해석을 실시하였다. 또한 선택된 요소의 크기에 따라 해석결과가 다르게 나타나는 현상을 보정해 주기 위한 방법으로 파괴 에너지의 개념을 도입하여 단면의 변형도 분포를 바꾸어 주는 방식을 제안하였으며, 이에 의한 해석을 실시하여 실험치와 비교하였다.

This is analyzed using the finite element method which is appling excellent isoparametric curve element in the aspect of large usages of dynamic responses in which is regarding geometric and material nonlinear of a large scale shell structure of an airplane, a submarine, a ship, and an ocean structure. The solution of dynamic equations is got by direct integration method using time-stepping procedure and regarding Central Difference Method of the both solutions. But because formal matrix factorization is not necessary in each time step and it does not take less time to compute relatively, this method must be regarded very few time steps on the condition. Axisymmatric shell problems are inspected using 8 node Isoparametric element in this paper. Partial axisymmatric spherical shell is used as a model to analyze axisymmatric nonlinear dynamic behavior regarding. Total Lagrangian formulation in geometric nonlinear behavior and elastio-viscoplastic in material nonlinear behavior.

케이블 구조물은 응력-변형도관계에서 비선형성이 강하고 대변위에 의해 기하학적 비선형이 도입되므로 해석이 복잡하다. 그러므로 케이블 구조물의 평형형태 탐색과 해석에 앞서 기하학적 비선형을 고려해야만 한다. 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 케이블, 네트, 전선, 현수케이블 지붕등에 적용될 수 있는 수치해석과정이 소개된다. 이 과정은 두 부분으로 나눌 수 있는데, 하나는 유연성반복과정에의해 등분포하중을 받는 케이블 구조물의 응력과 평형형태를 구하는 것이고, 다른 한 부분은 비선형 유한요소법에 의해 절점외력을 받는 평형형태를 해석하는 것이다.

본 연구에서는 개선된 degenerated 쉘 유한요소의 탄소성 및 기하학적 비선형 해석에의 적용성을 고찰하였다. 본 연구의 개선된 degenerated 쉘요소는 shear locking 해결에 우수한 결과를 보인 가정된 전단변형도를 대치사용하고, membrance locking 현상을 제거하기위해 평면내 변형도의 구성시 감차적분을 행하며, 쉘요소 자체의 거동을 보완하기위해 비적합변위형을 선택적으로 추가하였다. 본 요소는 shear/membrance locking이 발생하지 않으며, 전달가능한 거짓 영에너지모드도 나타나지않는다. 소성변형 정형화에서는 적층모델을 사용하며, 재료는 von Mises항복조건을 따른다고 가정한다. 유한변형을 고려한 기하학적 비선형 방정식을 total lagrangian수식화를 사용하여 정형화 하였고, 비선형 방정식은 하중제어 및 변위제어법을 사용한 Newton-Raphson 반복법으로 반복 계산한다. 여러 예제해석을 통하여 본 개선된 degenerated 쉘 유한요소의 정확도를 고찰하였다.