• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.245-253
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• 2020

본 논문은 모노파일 풍력 지지구조물에 대한 공진 안전성 평가에서 여러 말뚝-구조물 상호작용(PSI) 모델을 사용하여 고유진동수를 비교하였다. PSI 재현을 위한 유한요소모델은 기저 스프링 모델, 분산 스프링 모델, 3차원 고체-쉘 모델을 사용하였다. PSI 모델이 고유주파수에 미치는 영향을 분석하기 위해 기저 스프링과 분산 스프링 모델 적용을 위한 강성행렬 산정법과 Winkler 보 모델을 각각 논문에 나타내고 이들 모델로부터 도출된 서로 다른 기하 및 지반조건을 갖는 모노파일의 고유진동수를 조사하였다. 해석결과는 또한 3차원 고체-쉘 모델의 고유진동수와도 비교되었다. 해석결과는 소구경 모노파일이 견고한 지반 및 암반에 관입된 경우 각 해석모델로부터 얻어진 고유진동수의 차이가 거의 없음을 보여준다. 반면 연약 지반에 설치된 대구경 모노파일에 대해 분산스프링 모델은 고유진동수를 과대평가할 수 있다. 따라서 고유진동수 평가 시 구조물 규모와 지반 조건을 고려해 적합한 PSI모델이 적용되어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.101-113
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• 2013

반복적인 하중을 받는 볼트 연결부의 비선형적인 거동을 예측할 수 있는 역학적 고등해석 모델을 개발하는 데 주된 초점을 두어 본 연구를 수행하였다. 또한 대표적인 접합부 형태인 T-stub 접합부의 연결 컴포넌트에 대한 실제의 하중 재하 실험값을 활용한 해석으로 얻어진 거동에 대한 예측의 정확성 및 모형화의 타당성을 입증하였다. 연결부를 이루고 있는 구성요소들의 거동은 볼트의 인장변형, T-stub 플랜지의 휨변형, T-stub 몸체의 신장, 전단볼트의 지압 및 미끄러짐을 포함하며 접합부내에서 개별적인 힘-변위 메커니즘으로부터 정의된 다중 선형의 강성모델에 의하여 재현된다. 이러한 구성요소들은 그들의 거동특성을 지닌 비선형 스프링으로 모형화되어 역학적 해석 모델에 설치되어 연결부 전체의 거동을 수치해석적인 방법으로 예측하도록 한다. 해석 모델에 의한 예측값은 강성, 강도 및 변형 측면에서 실험값과 비교하여 정확성을 평가하였으며 이를 근거로 본 연구에서 제안된 역학적 해석 모델이 볼트 연결부의 거동과 성능을 만족하며 예측 가능하다는 결론을 내렸다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.303-312
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• 2008

본 논문에서는 초고층 전단벽-골조 아웃리거 구조시스템의 지진하중에 대한 시간이력해석을 수행하였다. 전단벽과 골조를 전단변형과 휨변형이 모두 고려된 (티모센코) 보 이론을 기본으로 하여 개발되었으며, 개발된 해석모델은 일차원 유한요소로 정식화되어 다양한 수치해석 예제들의 거동 분석을 하였다. 해석모델은 아웃리거 트러스의 강성을 회전 스프링 강성으로 치환하여 적용한 것으로 아웃리거 트러스의 형태나 위치에 의한 구조물의 거동 효과를 쉽게 알 수 있다. 앞선 연구를 바탕으로 전단벽-골조 시스템과 전단벽-골조에 아웃리거 시스템을 결합한 건물의 지진해석모델을 개발하고자 하였다. 전단벽-골조 구조는 전단벽과 골조의 전단변형과 휨병형을 동시에 고려한 해석모델을 기반으로 하였으며, 아웃리거 트러스의 강성 해석 역시 전단변형과 휨변형을 모두 고려한 해석 모델을 기반으로 지진해석모델을 개발하였다. 개발되어진 해석 모델의 정확성을 입증하기 위해서 3차원 해석 프로그램인 MIDAS GEN을 이용하여 그 해석결과를 비교하였다. 그 결과 초고층건물의 초기설계단계에서 많은 시간이 소요되는 지진하중에 대한 시간이력해석을 효율적이며 또한 비교적 정확히 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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• pp.185-190
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• 2007

최근 반도체 및 디스플레이 산업 등에서 초정밀 가공, 측정 등이 필요함에 따라, 외란과 내부 진동을 차단하는 방진 시스템에 대한 연구가 활성화 되고 있다. 기존에 소개된 여러 방진 시스템 중에서 가장 많이 연구되는 공기스프링은 압축 공기를 이용하여 큰 하중을 지지할 수 있으면서 상대적으로 낮은 강성으로 낮은 고유진동수를 유지할 수 있다. 본 연구는 기존의 레벨링 밸브를 이용한 수동 방진 시스템을 분석하여 이를 개선하고 능동 방진 시스템을 설계한다. 공기의 비선형 특성에 기인하는 복잡한 비선형 시스템 제어에 PID 제어기 보다 유리한 퍼지 제어기를 설계하였고, 실험과 해석을 비교하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.39-44
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• 2008

본 연구에서는 실측 주행시험 결과데이터를 바탕으로 윤축 진동과 설계변수간의 관계를 규명하고자 2 자유도계 모델을 구성하였다. 특히 2차 현가장치인 공기스프링의 점탄성 특성을 반영하기 위해 니시무라 공기스프링 모델을 적용하였다. 수치해석 결과 내부 압력 감소 및 보조 공기탱크 체적 증가 시 객차 가속도응답이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 안정성을 헤치지 않는 범위 내에서 현가장치의 강성을 조정해 볼 필요가 있음을 알았다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2001년도 추계학술대회 논문집(Proceeding of the KOSME 2001 Autumn Annual Meeting)
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• pp.21-27
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• 2001

Springs are widely utilized in machine element. To find out stiffness of frustum-shaped coil spring, the space beam theory using the finite element method is adopted in this paper In three dimensional space, a space frame element is a straight bar of uniform cross section which is capable of resisting axial forces, bending moments about two principal axes in the plane of its cross section and twisting moment about its centroidal axis. The corresponding displacement degrees of freedom are twelve. To find out load vector of coil spring subjected to distributed compression, principle of virtual work is adapted The displacements of nodal points due to small increment of force are calculated by the finite element method and the calculated nodal displacements are added to coordinates of nodal points. The new stiffness matrix of the system using the new coordinates of nodal points is adopted to calculate the another increments of nodal displacements, that is, the step by step method is used in this paper. The results of the finite element method are fairly well agreed with those of various experiments. Using MATLAB program developed in this paper, spring constants and stresses can be predicted by input of few factors.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.263-270
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• 2004

석탑형 구조물의 동적거동은 접합부의 영향을 주로 받는 불연속 다자유도계 모델로 가정할 수 있다. 이 경우 석조 부재의 질량은 비교적 쉽게 파악할 수 있으나 석재 접촉면에서의 스프링상수는 결정하기가 곤란하다. 본 연구에서는 석탑형 구조물을 불연속 다자유도계 모델로 해석을 하는 방법과 고유진동수를 측정한 결과를 이용하여 역으로 스프링상수를 계산하는 방법을 제시하였다. 또한 사례 연구를 통해 측정된 고유진동수를 이용하여 석재와 석재면 사이의 스프링상수를 계산하는 과정을 구체적으로 제시하였다. 본 연구결과는 석탑형 문화재의 동적특정을 파악함으로써 주요 석탑형 문화재의 내진안전성 여 부 판단 및 보호대책 수립에 활용할 수 있을 것이며 진동이나 횡력에 대한 구조안전성 평가를 하는 과정에서도 유용할 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제19권1호
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• pp.85-92
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• 2006

이 논문은 일단고정 타단스프링으로 지지된 변단면 Beck 기둥의 임계하중에 관한 연구이다. 기둥의 변단면을 중실 직사각형 단면을 갖는 선형 변단면으로 채택하고, Bernoulli-Euler보 이론을 이용하여 경사종동력이 작용하는 소위 Beck 기둥의 자유진동을 지배하는 상미분방정식과 경계조건을 유도하였다. 이 미분방정식을 수치해석하여 하중-고유진동수 곡선을 얻고 이로부터 발산임계하중 및 동요임계하중을 산출하였다. 수치해석의 결과로부터 변단면 형태, 경사변수 및 스프링 강성이 임계하중에 미치는 영향을 고찰하였다

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권3호
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• pp.1047-1052
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• 2010

이 연구에서는 진동타입기에 의해 시공되는 강널말뚝의 횡방향진동모델에 대해 횡방향스프링상수를 달리하여 횡방향진동에 따른 에너지손실 및 하중감소계수에 미치는 영향을 살펴보았다. 강널말뚝의 자유길이에 따른 에너지손실과 하중감소계수는 계산에서 고려한 횡방향스프링상수의 크기에 관계없이 강널말뚝의 휨강성보다는 편심거리의 크기에 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 그리고 계산에서 고려한 횡방향 스프링상수값, 10000N/m 이상일 경우 말뚝의 자유길이에 따른 하중감소계수가 수렴함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권7호
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• pp.725-731
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• 2007

An air spring which is a part of the suspension system of automobiles is used to reduce and absorb the vibration and the noise. Main components of the air spring are a cord reinforced rubber bellows, a canister and a piston. The performance of the air spring are depended on configurations of rubber bellows, the angle and elastic modulus of cord. The finite element analysis are executed to predict and evaluate the load capacity and the stiffness. The design variables of air spring are determined to adjust the required specifications of the air spring. Several samples of the air spring are manufactured and experimented. It is shown that the results by finite element analysis are in close agreement with the test results.