• Title/Summary/Keyword: 구조 손상 해석

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항공기 구조 설계에서의 손상허용 해석

  • 권정호
    • Journal of the KSME
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    • v.30 no.2
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    • pp.131-140
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    • 1990
  • 손상 허용 설계 개념의 목적은 항공기 성능의 최대 관건이 구조물 무게가 과도하게 증가하는 것 을 방지하고 동시에 충분한 신뢰도를 만족시키는데 있다. 이러한 테크놀로지의 설계 적용에 대하 여 몇 가지 중요한 점을 지적하면 결함 검사를 위하여 외부에서 접근이 용이하게 설계되어야 하 고 단일 하중 전달 구조에 비하여 다중 하중 전달 구조가 바람직한 것이다. 또한 해석적 방법에 대하여 충분한 시험으로 해석과정의 유효성이 인정되어야 하며 일반적으로 전체 구조의 수명을 위하여 재료의 인성치를 증가시키는 것보다 균열 검출 기술을 향상시켜 검출 가능 결함 크기를 낮추는 것이 효과적이라 할 수 있다.

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Identification of damage states and damge indices of single box tunnel from inelastic seismic analysis (비탄성 지진 해석을 통한 박스 터널의 손상 상태 및 손상 지수 규명)

  • Park, Duhee;Lee, Tae-Hyung;Kim, Hansup;Park, Jeong-Seon
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.18 no.2
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    • pp.119-128
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    • 2016
  • In a performance-based design, the structural safety is estimated from pre-defined damage states and corresponding damage indices. Both damage states and damage indices are well defined for above-ground structures, but very limited studies have been performed on underground structures. In this study, we define the damage states and damage indices of a cut-and-cover box tunnel which is one of typical structures used in metro systems, under a seismic excitation from a series of inelastic frame analyses. Three damage states are defined in terms of the number of plastic hinges that develop within the structure. The damage index is defined as the ratio of the elastic moment to the yield moment. Through use of the proposed index, the inelastic behavior and failure mechanism of box tunnels can be simulated and predicted through elastic analysis. In addition, the damage indices are linked to free-field shear strains. Because the free-field shear strain can be easily calculated from a 1D site response analysis, the proposed method can be readily used in practice. Further studies are needed to determine the range of shear strains and associated uncertainties for various types of tunnels and site profiles. However, the inter-linked platform of damage state - damage index - shear wave velocity - shear strain provides a novel approach for estimating the inelastic response of tunnels, and can be widely used in practice for seismic designs.

Abnormal Response Analysis of a Cable-Stayed Bridge using Gradual Bilinear Method (Gradual Bilinear Method를 이용한 사장교의 케이블 손상응답 해석)

  • Kim, Byeong-Cheol;Park, Ki-Tae;Kim, Tae-Heon;Hwang, Ji-Hyun
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.18 no.6
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    • pp.60-71
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    • 2014
  • Cable-stayed bridge, which is one of the representative long-spanned bridge, needs prompt maintenances when a stay cable is damaged because it may cause structural failure of the entire bridge. Many researches are being conducted to develop abnormal behavior detection algorithms for the purpose of shortening the reaction time after the occurrence of structural damage. To improve the accuracy of the damage detection algorithm, ample observation data from various kinds of damage responses is needed. However, it is difficult to measure an abnormal response by damaging an existing bridge, numerical simulation can be an effective alternative. In most previous studies, which simulate the damage responses of a cable-stayed bridge, the damages has been considered as a load variation without regard to its stiffness variation. The analyses of using these simplification could not calculate exact responses of damaged structure, though it may reserve a sufficient accuracy for the purpose of bridge design. This study suggests Gradual Bilinear Method (GBM) which simulate the damage responses of cable-stayed bridge considering the stiffness and mass variation, and develops an analysis program. The developed program is verified from the responses of a simple model. The responses of a existing cable-stayed bridge model are analyzed with respect to the fracture delay time and damage ratio. The results of this study can be used to develop and verify the highly accurate abnormal behavior detection algorithm for safety management of architecture/large structures.

Computational Efficiency of Thermo-Elasto-Viscoplastic Damage and Contact Analyses by Domain/Boundary Decomposition Method (영역/경계 분할법에 의한 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율화)

  • Shin, Eui-Sup;Kim, Sung-Jun;Kim, Jong-Il;Seo, Young-Su
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.43-46
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    • 2009
  • 열탄성 부영역, 열탄점소성/손상 부영역, 공유면, 접촉 공유면에 기반을 둔 영역/경계 분할법을 적용하여 재료 비선형성을 갖는 열탄점소성 손상 문제와 경계 비선형성을 갖는 접촉 문제의 효율적인 해석을 제안하였다. 영역 및 경계 분할에 관련된 공유면 및 접촉 공유면에서의 연속 구속 조건을 처리하기 위하여 간단한 벌칙 함수 기법을 적용하였다. 결과적으로 재료 및 경계 비선형성은 소수의 부영역과 접촉 경계면에서 계산되는 유한요소 행렬들에 국한된다. 따라서 적절한 해석 알고리듬을 구성하면 대폭적인 효율성 향상이 가능하게 된다. 대변형과 같은 기하학적 비선형성은 고려하지 않았으며, 간단한 수치 실험을 통해서 열탄점소성 손상 및 접촉 해석의 효율성에 관련된 기본적인 특성을 분석하였다.

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A Study on Cumulative Structural Damage (누적된 손상을 입은 구조물의 거동)

  • Kim, Nam-Hee
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • 2005.03a
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    • pp.252-257
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    • 2005
  • 비보강 조적조는 비균일재료로 이루어진 합성재료에 가까우므로 그거동이 하중종류와 구조물의 손상정도에 따라서 매우 달라지게 된다. 본 연구에서는 작은 지진부터 큰 지진까지 수차례의 모의 지진을 받는 구조물의 손상거동을 살펴보기 위한 방법으로, 시간영역 자료를 여러구간으로 나누어서 주파수가 어떻게 변화해 가는지 살펴보았다. 또한 주파수와 강도와의 관계식을 이용하여 단자유도계의 이선형모델도 유도하였다. 하중이 커짐에 따라서 이선형 모델의 강성은 계속적으로 저하됨을 알 수 있다. 실제로 실험결과는 누적된 손상을 받는 구조물의 거동이므로, 조적조의 수치해석적 모델의 개발시 이러한 누적된 손상효과를 합리적으로 처래해야 되는 문제점이 있다.

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Strength Analysis of Double Bottom Structures in Stranding by Idealized Structural Unit Method (이상화(理想化) 구조요소법(構造要素法)에 의한 좌초시(坐礁時) 이중저(二重底) 구조(構造)의 손상 및 강도(强度) 해석(解析))

  • Jeom-K. Paik;Chang-Y. Kim
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.28 no.1
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    • pp.125-138
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    • 1991
  • In this paper, an efficient method for the analysis of damage and strength of double bottom structure in stranding is described by using idealized structural unit method. Also a procedure for the determination of the effective double bottom height which is required in order to protect the inner-bottom plate is proposed. In the comparison between the present solution and he existing experimental and numerical results in stranding, its observed that the present method gives reasonable results requiring very shorts computiong times. The present method is then applied to the double bottom structure of 40K product oil carrier which is designed by the double skin design concept as an example. By performing the series of analysis, the influence of vertical member space, plate thickness and double bottom height on the energy absorption capacity of the double bottom structure in stranding is investigated. Also the minimum double bottom height with varying each design variable Is calculated based on the above result.

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액체금속로 고온 구조물의 크립-피로 손상평가 방법 비교 분석

  • Kim, Jong-Beom;Lee, Hyeong-Yeon;Yoo, Bong;Yoon, Sam-Son
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1998.05b
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    • pp.823-830
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    • 1998
  • 본 연구에서는 미국, 프랑스, 일본의 고온구조 설계지침서의 크립-피로 손상평가 방법을 살펴보고 고온하중을 받는 불연속 구조물에 대하여 범용 유한요소 해석코드인 ANSYS와 ABAQUS를 이용한 열전달 및 응력해석을 수행하여 각국의 코드 절차에 따른 크립-피로 손상 평가를 하였다. 이들 결과를 점소성 비탄성 구성식을 적용한 비탄성해석 결과와 비교평가하였다. 본 연구에서 분석한 불연속 구조물의 경우에 대한 평가 결과 미국의 ASME Subsection NH에 의한 방법이 비탄성 해석결과에 가장 가까운 결과를 주며, 일본의 BDS에 따른 평가방법은 적용성이 가장 편리함을 알 수 있었다.

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Damage Detection of Truss Structures Using Extended Projection Filter (확장사영필터를 이용한 트러스 구조물의 손상 검출)

  • Suh, Ill-Gyo;Lim, Eun-Ji
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.9 no.4
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    • pp.195-201
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    • 2005
  • In this paper, a study of damage measures for truss structures using the Extended Projection filter theory is presented. Many researchers are interested in inverse problems and one of solution procedures for inverse problems that are very effective is the approach using the filtering algorithm in conjunction with numerical solution methods. In this paper, the projection filtering in conjunction with structural analysis is applied to the identification of damages in truss structures. And, the effectiveness of proposed method is verified through the numerical examples of a free vibrating structure.

Structural Damage and Residual Strength of Ships in Grounding with a Forward Speed (전진형 좌초시 선박의 구조손상 및 잔류강도)

  • J.K. Paik;T.K. Lee
    • Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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    • v.32 no.4
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    • pp.73-86
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    • 1995
  • In this paper, the mechanics of ships in grounding with a forward speed is analyzed. A raking damage estimate model in grounding of ships is proposed. The accuracy and applicability of the model are verified by a comparison of experimental results. The progressive collapse analysis of damaged gull sections under vertical bending moments is described by using the ALPS/ISUM computer code. The procedure is applied to grounding simulation of a double hull tanker with a transverseless system.

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Improvedd Vibration-Based Damage Identification Method (개선된 진동기초 손상검색방법의 유도와 검증)

  • 김정태;노리스스텁스
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.3
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    • pp.331-343
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    • 1999
  • 본 논문에서는 새로이 유도된 진동기초 손상검색방법을 제시하고, 제한적인 모드특성치가 측정된 구조물을 대상으로 이 알고리즘의 적합성과 손상예측의 정확도를 검증하고자 하였다. 먼저, 기존의 Kim과 Stubbs에 의해 발표된 손상발견 알고리즘들을 검토하였으며, 이 알고리즘들의 적용한계와 오류적 가정을 극복할 수 있는 손상검색 알고리즘을 새로이 유도하였다. 다음으로, 손상발생 전후에 소수의 진동모드 특성치가 측정된 2경간 연속보를 대상으로 손상예측실험을 수행하여, 이들 손상검색 알고리즘의 손상예측 정확도를 분석하였다. 기존의 손상검색 알고리즘에 비하여 새로이 유도된 손상검색 알고리즘의 손상예측 정확도가 향상된 것으로 분석되었다.

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