• Title/Summary/Keyword: 강성행렬

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Derivation of Added Mass Matrix and Sloshing stiffness matrix of the Ideal Fluid using BEM and Application to the Seismic Analysis of Cylindrical Liquid storage tanks. (경계요소법에 의한 이상유체의 부가질량 및 슬러싱 강성행렬 도출과 원통형 액체 저장 탱크 지진응답 해석)

  • 김재관;이진호;진병무
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.3
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    • pp.83-98
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    • 2000
  • 유연한 액체 저장탱크 내 유체의 부가질량 및 슬러싱 강성행렬을 도출하는 새로운 방법을 제시하였다. 비점성, 비압축성 이상유체를 표면 출렁임을 고려하여 경계요소법에 의하여 모델링하였다. 유체의 표면과 저장탱크 벽체의 접촉면과 같은 불연속 경계를 다루기 위해 특별한 과정을 도입하였다. 원통형 액체저장탱크의 지진응답해석에 적용하여 우수한 결과를 얻을 수 있음을 확인하였다.

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Derivation of Exact Dynamic Stiffness Matrix of a Beam-Column Element on Elastic Foundation (균일하게 탄성지지된 보-기둥요소의 엄밀한 동적강성행렬 유도)

  • 김문영;윤희택;곽태영
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.3
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    • pp.463-469
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    • 2002
  • The governing equation and force-displacement rotations of a beam-column element on elastic foundation we derived based on variational approach of total potential energy. An exact static and dynamic 4×4 element stiffness matrix of the beam-column element is established via a generalized lineal-eigenvalue problem by introducing 4 displacement parameters and a system of linear algebraic equations with complex matrices. The structure stiffness matrix is established by the conventional direct stiffness method. In addition the F. E. procedure is presented by using Hermitian polynomials as shape function and evaluating the corresponding elastic and geometric stiffness and the mass matrix. In order to verify the efficiency and accuracy of the beam-column element using exact dynamic stiffness matrix, buckling loads and natural frequencies are calculated for the continuous beam structures and the results are compared with F E. solutions.

Identification of Damping Matrix for a Steel Bar by the Genetic Algorithm (유전알고리즘에 의한 강봉의 감쇠행렬 산출법)

  • Park, Sok-Chu;Park, Young-Bum;Park, Kyoung-Il;Je, Hye-Kwang;Yi, Geum-Joo
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.35 no.2
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    • pp.271-277
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    • 2011
  • An identification method of the structural damping matrix for a steel bar by the genetic algorithm is proposed. Supposing the damping matrix were in proportion to the stiffness matrix, the proportional factors can be identified from the curve fitting of the experimental frequency response function(FRF) by the genetic algorithm. Applying the identified damping matrix to FEM of a beam model, the values of the objective function could be reduced to about 1/60 in comparison with conventional FEM model without damping. The damping matrices of some sub-structures which have large damping partly could be identified by the algorithm, and they could be used as some parts of the FEM model for a whole structure.

마운트지지 구조물의 강체특성의 실험적 규명법의 개발

  • 정의봉;류석주;정충길;고동민
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.591-595
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    • 1995
  • 진동구조물의 해석 또는 설계변경 등을 위해서는 구조물의 강체특성(질량, 질량중심위치, 관성모멘트, 관성적, 주축방향)을 정확히 추정할 필요가 있다. 본 연구에서는 Direct System Identification Method를 애용하여 진동 시험으로부터 얻어진 잡음이 혼입된 데이터로 부터 특성행렬(질량행렬, 감쇄행렬, 강성행렬의총칭)을 직접 규명하는 반복계산에 의한 노이즈에 강인한 방법의 개발과 가상중심점을 이용하지 않고 실험으로 부터 얻어지는 병진성분 데이터를 직접 이용하여 강체특성을 추정하는 방법을 개발한다. 마운트 지지된 평판모델에 대한 실험적 응용과 시뮬레이션에 의한 soild 모델 응용으로 본 연구의방법의 타당성을 검증한다.

Damage Assessment and Aseismic Capacity Evaluation of Existing Structures (기설구조물의 손상도 및 내진능력 평가방법)

  • 윤정방;송종걸;김유진
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.3
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    • pp.199-212
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    • 1998
  • 본 연구에서는 기설구조물에 대한 손상도 추정기법과 내진능력평가 방법에 대하여 연구하였다. 구조물의 손상도를 추정하는 방법으로는 소수의 계측 데이터를 이용한 모드섭동법(inverse modal perturbation)을 이용하였다. 구조물의 손상은 강성행렬의 감소로 표현하여, 각 요소행렬에 대한 손상을 손상지수를 사용하여 나타내었다. 구조적 손상과 이에 기인한 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 섭동방정식으로부터 구한 후, 이로부터 손상지수와 고유진동 특성의 변화량과의 관계를 유동하였다. 따라서 손상 전과 후에서 구조물의 고유진동수와 모드형상을 측정하여 섭동식의 해를 구함으로써 구조물의 강성행렬의 감소로 나타나는 구조물의 손상도를 추정하게 된다. 손상도 추정에 의해 평가된 강성의 변화량에 기인한 손상 후의 기설구조물의 지진응답, 내진능력과 지진손상도의 평가를 손상전과 비교하였다. 내진능력은 구조부재에서 회전연성도 능력의 경험식을 이용하여 평가하였고, 지진손상도의 평가는 가장 많이 사용되는 방법인 Park & Ang 방법을 사용하였다. 예제해석은 다른 지진하중을 받는 2층과 8층의 예제구조물에 대해서 수행하였다.

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New Nonlinear Analysis Algorithm Using Equivalent Load for Stiffness (강성등가하중을 이용한 새로운 비선형해석 알고리즘)

  • Kim, Yeong-Min;Kim, Chee-Kyeong;Kim, Tae-Jin
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.20 no.6
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    • pp.731-742
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    • 2007
  • This paper presents a new nonlinear analysis algorithm, that is, adaptive Newton-Raphson iteration method, The presented algorithm is based on the existing Newton-Raphson method, and the concept of it can be summarized as calculating the equivalent load for stiffness(ELS) and adapting this to the initial global stiffness matrix which has already been calculated and saved in initial analysis and finally calculating the correction displacements for the nonlinear analysis, The key characteristics of the proposed algorithm is that it calculates the inverse matrix of the global stiffness matrix only once irresponsive of the number of load steps. The efficiency of the proposed algorithm depends on the ratio of the active Dofs - the Dofs which are directly connected to the members of which the element stiffness are changed - to the total Dofs, and based on this ratio by using the proposed algorithm as a complementary method to the existing algorithm the efficiency of the nonlinear analysis can be improved dramatically.

An Analysis of Continuous Beam by Material Non-linear Transfer Matrix Method (재료비선형 전달행렬법에 의한 연속보의 해석)

  • Seo, Hyun Su;Kim, Jin Sup;Kwon, Min Ho
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.15 no.1
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    • pp.77-84
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    • 2011
  • This study is to develop nonlinear analysis algorithm for transfer matrix method, which can be applied to continuous beam analysis. Gauss-Lobatto integral rule is adopted and the transfer matrix is derived from stiffness matrix. In the transfer matrix method, the system equation has a constant number of unknowns regardless of number of D.O.F. Therefore, the transfer matrix method has computational efficiencies not only in linear elastic analysis but also in nonlinear analysis. To verify the developed method, the analysis results of several examples are compared with commercial code in moment-curvature, moment-displacement and load-displacement relation.

Efficient Seismic Analysis of High-Rise Shear Wall Building Structures considering the Flexural Stiffness of Floor Slabs (바닥판의 휨강성을 고려한 전단벽식 건물의 효율적인 지진해석)

  • 김현수;이동근
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.14 no.2
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    • pp.193-202
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    • 2001
  • 현재 국내에서는 아파트 건물을 짓는데 벽과 바닥판으로만 이루어진 벽식 구조형식을 많이 사용하고 있다. 이러한 고층 아파트건물을 해석하기 위해서 ETABS나 MIDAS/BDS 같은 상용프로그램이 주로 사용되고 있다. ETABS는 해석상의 편의를 위하여 바다판을 강막으로 가정하여 모형화 하고 바닥판의 휨강성은 고려하지 않고 있다. 이러한 가정은 프레임 구조물을 해석할 때에는 합리적이라고 할 수 있다. 그러나 벽식 구조물은 바닥판의 휨강성이 전체 구조물의 횡방향 강성에 큰 영향을 미치므로 바닥판의 휨강성을 고려하지 않으면 전체 구조물의 강성을 과소평가하게 된다. 따라서 바닥판을 판요소로 세분하여 모형화 하는 것이 필요하다. 그러나 이때 많은 양의 해석 시간과 컴퓨터 메모리가 필요하게 된다. 따라서 본 연구에서는 부분구조법과 행렬응축기법을 사용하여 해석 시간과 컴퓨터 메모리의 사용을 줄이면서도 바닥판의 휨강성을 효율적으로 해석할 수 있는 해석 기법을 제안하였고 예제를 통하여 검증하였다.

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Analysis of a Structural Damage Detection Using Sensitivity Analysis (감도해석을 이용한 구조물의 손상위치 및 크기해석)

  • 이정윤
    • Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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    • v.12 no.6
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    • pp.50-55
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    • 2003
  • This study proposed the analysis of damage detection due to the change of the stiffness of structure by using the original and modified dynamic characteristics. The present approach allows the use of composite data which consist of eigenvalues and eigenvectors. The suggested method is applied to examples of a cantilever and 3 degree of freedom system by modifying the stiffness. The predicted damage detections are in good agreement with these from the structural reanalysis using the modified stiffness.

Analysis of a Structural Damage Detection using the Change of Dynamic Characteristics (동특성 변화를 이용한 구조물의 손상 탐지 해석)

  • 이정윤;이정우;이준호
    • Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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    • 2003.06a
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    • pp.760-763
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    • 2003
  • This study proposed the analysis of damage defection due to the change of the stiffness of structure by using the original and modified dynamic characteristics. The method is applied to examples of a cantilever and 3 degree of freedom by modifying the stiffness. The predicted damage detections are in good agreement with these from the structural reanalysis using the modified stiffness.

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