• Title/Summary/Keyword: 구조응답해석

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The Study of Fluid Induced Vibration Integrity Evaluation for the Pipe System (배관계 유체 유발진동 건전성 평가에 대한 연구)

  • Jang, Hoon;Chai, Jang Bom;Ryu, Ho Geun;Kim, Dong Soo
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 2014.04a
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    • pp.216-216
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    • 2014
  • 과거 유체 유발 진동(FIV : Fluid Induced Vibration)은 배관계 설계 하중에 고려되지 않은 설계 하중이었다. 하지만, 원자력 발전소 또는 화력 발전소의 배관형상이 복잡하고 고온수가 배관 내부에서 유동하는 배관계에서 육안으로 관측이 가능한 배관진동이 발생하였다. 이에 배관 진동에 대하여 원인 분석과 배관 구조 건전성 평가에 관심을 가지게 되었다. 배관 진동은 배관 형상에 따라 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동이 하나의 원인이며, 고온수가 유동하는 배관일수록 압력 변동에 대한 배관 진동이 크게 나타나는 것으로 분석되었다. 배관 내부 난류 유동에 대한 압력 변동을 불규칙 수력하중이라고 한다. 본 연구에서는 배관 내부에서 난류 유동으로 발생하는 불규칙 수력하중을 유동해석을 이용하여 PSD(Power Spectral Density)로 산출하고, PSD 하중을 이용하여 불규칙 구조 응답 해석을 수행하여 배관계 응력 분포에 대하여 연구하였다. 배관 내부 난류 유동에 대한 불규칙 수력하중은 DES 난류 모델을 사용하여 시간에 대한 배관 내부 표면의 유체 속도를 유동 해석으로 산출하였으며, 유체 속도를 동압으로 계산한 후 FFT(Fast Fourier Transform)를 수행하여 PSD 하중으로 산출하였다. 그리고 불규칙 구조 응답 해석에서 배관 내부 유체 영향에 대한 진동 감쇠를 표현하기 위하여 유체 질량을 산출하고, 배관 구조 해석 모델 표면에 질량을 입력하는 방법으로 배관 고유진동수 및 불규칙 구조 응답 해석을 수행하였다.

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A Study on the Substructural Synthesis Method using the Spatial Properties (특성행렬을 이용한 부분 구조 합성법에 관한 연구)

  • 정우진;이헌곤
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1992.10a
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    • pp.130-135
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    • 1992
  • 복잡한 구조물의 동특성 해석은 수치 해석적인 방법과 실험적 방법 모두 단 순 구조물의 동특성 해석에 비해 정확도가 떨어지는 반면 계산시간과 노력 은 크게 증가하게 된다. 이 경우 구조물 전체를 여러개의 간단한 부분 구조 계로 부할하고, 각 부분 구조계에 대해서 해석후 그 결과들을 적절한 결합 조건하에서 다시 조합하여 전체 구조계에 대해 동특성 해석을 수행하거나, 고감쇠 처리된 구조물과 같이 고전적 이론 해석기법의 적용이 어려운 경우 실험적인 해석방법과 이론적인 해서방법을 혼합 사용할 수 있는 부분 구조 합성법(Substructural Synthesis Method)을 사용하는 것이 효과적이다. 부분 구조합성법은 1) 응답특성을 이용한 방법 2) 모우드 특성을 이용한 방법 3) 특성행렬을 이용한 방법 등이 있으며 본 연구에서는 부분 구조계 응답함수 로부터 직접 특성행렬을 산출하는 방법을 이용하여 전체 구조계의 동특성을 해석할 수 있는 부분 구조 합성법을 제시하였다.

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Structural Health Monitoring using Acceleration Response Features of PSC Girder Strengthened with Internal and External Tendons (내부 및 외부 긴장재로 보강된 PSC 거더의 가속도 응답 특성을 이용한 구조건전성 모니터링)

  • Hong, Dong-Soo;Park, Jae-Hyung;Kim, Jeong-Tae;Ryu, Yeon-Sun
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.352-355
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    • 2010
  • 본 논문에서는 내부 및 외부 긴장재로 보강된 PSC 거더의 가속도 응답 특성을 이용한 구조건전성 모니터링을 위해 실험 및 수치해석 결과를 비교 분석하는 연구를 수행하였다. 첫 번째로, 내부 및 외부 긴장재로 보강된 모형 PSC 거더를 제작하였다. 두 번째로, 모형 PSC 거더의 형상, 재료 및 경계조건과 긴장재의 배치를 고려하여 초기 유한요소모델을 설계하였다. 세 번째로, 다수의 내부 및 외부 긴장력 조건하의 모형 PSC 거더에 대한 동특성 추출 실험 및 수치해석을 수행하였다. 마지막으로, 실험결과와 수치해석 결과를 비교 분석하여 가속도 응답 특성을 이용한 내부 및 외부 긴장재로 보강된 PSC 거더의 구조건전성 모니터링에 대한 적용성을 검토하였다.

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Seismic Response Analysis for Three Dimensional Soil-structure Interaction System using Dynamic Infinite Elements (동적 무한요소를 이용한3차원 지반-구조물 상호작용계의 지진응답해석)

  • Seo, Choon-Gyo;Ryu, Jeong-Soo;Kim, Jae-Min
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.12 no.6
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    • pp.55-63
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    • 2008
  • This paper presents a seismic analysis technique for a 3D soil-structure interaction system in a frequency domain, based on the finite element formulation incorporating frequency-dependent infinite elements for the far field soil region. Earthquake input motions are regarded as traveling P, SV and SH waves which are incident vertically from the far-field soil region, and then equivalent earthquake forces are calculated using impedances of infinite soil by dynamic infinite elements and traction and displacement from free field response analysis. For verification and application, seismic response analyses are carried out for a multi-layered soil medium without structure and a typical nuclear power plant in consideration of soil-structure interaction. The results are compared with the free field response using a one-dimensional analytic solution, and a dynamic response of an example structure from another SSI package.

R. C. 건축물의 지진해석에서의 원칙과 특성

  • 이한선
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.1
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    • pp.27-37
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    • 1998
  • 본 고에서는 지진해석과 관련하여 가장 중요한 원칙과 해석법에 대한 개략을 제시하여 철근콘크리트 구조물의 지진해석과 관련된 용어 및 특수과제를 언급하고자 한다. 이 해석의 위력이나 매력적인 점에도 불구하고 지진응답에 대한 해석은 항상 많은 불확실성에 부닥칠 수 있다는 것을 강조하고자 한다. 해석은 설계과정의 한 단계에 불과하여 수많은 컴퓨터 출력 페이지가 빈틈없는(sound) 기술적 판단을 대신하여서는 안된다. 구조물에 있어서의 지진력은 외부에서 가해진 하중으로부터 발생하는 것이 아니다. 구조물에 압력 및 흡입력으로 작용하는 풍하중과는 달리, 구조물의 기저(base)에서의 주기적 운동에 의한 응답으로서 상부구조물은 가속도를 받게 되고 따라서 관성력으로서 지진력이 얻어지게 된다. 지진응답은 기본적으로 동적인 성질을 가지며 고유주기와 감쇠와 같은 동적 특성은 이 응답을 결정하는데 결정적인 역할을 한다. 만약 지진해석이 실제적인 것이 되자면, 단순화된 방식으로라도 이러한 동적 특성을 고려할 수 있는 것이어야 한다. 이러한 동적 성질이 복잡성의 한 요인이며, 다른 요인으로서 해석적 장애가 존재한다. 대부분의 구조물은 최대지진에 대하여 상당한 항복현상을 나타냄으로써 저항하도록 설계하고 있다. 따라서 설계자는 최대지진에 대한 구조물의 비선형 동적 거동에 대하여 어느 정도 이해를 하고 있어야 한다. 원칙적으로 이것은 매우 복잡하고 어려운 해석적 문제를 제기하게 된다. 실제로는 매우 단순화된 해석법, 적절한 설계 및 상세의 조합만으로도 만족스러운 거동을 얻는 것에 부족함이 없다. 어쨌든 이러한 해석기법의 바탕과 한계를 이해하는 것은 필수적이다.tidyl ethanolamine$(20.9{\sim}29.7%)$, phosphatidyl inositol$(18.4{\sim}26.1%)$ 순으로 많았다. 각 구성지질의 지방산조성은 4종의 버섯 공히 linoleic acid와 palmitic acid가 주요 지방산이었으나 싸리버섯은 중성지질에서 oleic acid의 함량이 높았다.n the part of special landscape management area, it is necessary to introduce landscape impact assessment system to more effective landscape management.ch served as supporting organizations. The control of the construction and management of the royal garden and landscape was held by decision makers, executors of works and management. 2) The general process of the construction and management of the royal garden and landscape included Sangji and Kyuho다 as the first step; In case of buildings and facilities, according to former examples and drawings, the most of the planning and design was already fixed.

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Study on Torque and Engaging time Analysis of Micro-Electromagnetic Clutch by Using FEM (FEM을 이용한 Micro-Electromagnetic Clutch 토크와 응답시간해석)

  • Park, Chang-Hao;Kim, Myoung-Gu;Lee, Heung-Shik;Cho, Chong-Du
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.18 no.1
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    • pp.21-28
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    • 2005
  • This study tries to analyzes the torque and engaging time generated in a micro-electromagnetic clutch by using FEM. For the purpose of design change and optimization of the micro-electromagnetic clutch, the torque prediction is very important. We employ a mathematical approach based on the electromagnetic principle. For torque prediction, real material properties are substituted to the constructed axi-symmetric FEM model to obtain the analytical torque and engaging time. The predicted torque and engaging time are compared with those obtained by experiments to discuss the validity of torque and engaging time analysis. The analytical results agrees well with experimental data, therefore explaining the validity of the torque and engaging time prediction method.

Seismic Fragility Analysis of Lightning Arrester using Capacity Spectrum Method (역량스펙트럼 방법을 이용한 피뢰기의 지진취약도 해석)

  • Kim, Gwang-Jeon;Song, Jong-Keol
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.27 no.4
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    • pp.255-263
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    • 2014
  • In this paper, seismic fragility analysis of lightning arrester is performed using capacity spectrum method(CSM). Since seismic fragility analysis of structure with many structural members is required to calculate many inelastic responses for several tens or hundreds of ground motions, simple method such as CSM is more appropriate than response history analysis(RHA). In general, accuracy of seismic response evaluated by CSM is less than that by RHA. In order to increase accuracy of CSM, equivalent SDOF method and performance point calculation technique are applied to CSM. Seismic fragility method proposed by Shinozuka et al. is used. In order to evaluate site effect of ground motions on seismic fragility, 60 different site classification earthquakes are selected as input ground motions. From the seismic fragility curves of lightning arrester evaluated by CSM and RHA, it can be observed that the seismic fragility curves evaluated by CSM are very similar to those by RHA. Also, it can be observed that main seismic failure mode of lightning arrest is bushing breakage.

Calculating Method of FRF with Sub-structure Mode Synthesis Method (부분구조 모드합성법에 의한 주파수응답함수 산출법)

  • Oh, Chang-Guen;Park, Kyung-Il;Park, Sok-Chu
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • v.39 no.4
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    • pp.393-398
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    • 2015
  • A very important part in vibration analysis is to calculate the frequency response function (FRF). In general, a large sized or/and complicated structure has many thousands to millions of degrees. Therefore, the FRF cannot be calculated by the traditional analysis method using an inverse matrix. This paper presents a new FRF calculation method of a superstructure by synthesizing sub-structure modes, of which the DOF can be deduced by partitioning into some sub-structures. To confirm its analysis results, the method was applied to an assembled plate ($B300{\times}L900{\times}t5mm$) with three diagonal sub-plates($B300{\times}L300{\times}t5mm$) in series and compared with the measured data. The test results have were comparable those of the calculated ones with an error less than 5%.

Seismic Damage Analysis for Element-Level and System-Level of Steel Structures (강구조물의 구조요소 및 구조계에 대한 지진손상도 해석)

  • 송종걸;윤정방;이동근
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.2 no.1
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    • pp.95-111
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    • 1998
  • In this study, the concepts and procedures of the seismic damage analysis methods are examined for both the element-level and the system-level. The seismic damage analysis at the element-level is performed for several example structures using existing method for structural elements or single-degree-of-freedom (SDOF) systems such as the Park and Ang method. In order to analyze seismic damage at the system-level, two types of procedures are used. In the first type of procedure, the system-level seismic responses can be estimated by using the system representative response method(SRRM), or the equivalent SDOF system response method (ESDOF-SRM). Then, the system-level seismic damage is analyzed from the system-level seismic responses using existing method for structural elements or SDOF systems. IN the second type of procedure, the system-level seismic damages are analyzed using the element damage combination method (EDCM) combing the element-level damage indices determined by existing method. To compare tendency of the seismic damage analysis using each methods, example analysis is accomplished for several cases of different structures and different earthquake excitation.

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Generation of Floor Response Spectra including Equipment-Structure Interaction in Frequency Domain (진동수 영역에서 기기-구조물 상호작용을 고려한 층응답스펙트럼의 작성)

  • Choi, Dong-Ho;Lee, Sang-Hoon
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.9 no.6 s.46
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    • pp.13-19
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    • 2005
  • Floor response spectra for dynamic response of subsystem such as equipment, or piping in nuclear power plants are usually generated without considering dynamic interaction between main structure and subsystem. This study describes the analytic method in which equipment response spectra can be obtained through dynamic analysis considering equipment-structure Interaction(ESI). In this method, dynamic response of the equipment by this method is based on a dynamic substructure method in which the equipment-structure system is partitioned into the single-degree-ol-freedom system(SDOF) representing the equipment and the equipment support impedance representing the dynamic charactenstics of the structure ai the equipment support. A family of equipment response spectra is developed by applying this method to calculate the maximum responses of a family of SDOF equipment systems with wide banded equipment frequency, damping ratio, and mass. The method is validated by comparing the floor response spectrum from this method with the floor response spectrum generated from the rigorous analysis including equipments on the containment building of a prototypical nuclear power plant. in order to Investigate ESI effect in the response of equipment, response values from the method and the conventional approach without considering ESI are compared for the equipment having the mass less than 1% of the total structural mass. Response spectra from the method showed lower spectral amplitudes than those of the conventional floor response spectra around controlling frequencies.