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강봉으로 보강된 RC 사각기둥의 내진 성능 평가 (Seismic Capacity Evaluation of Rectangular RC Columns Strengthened with Steel Bars)

  • 이동민;이성철;신동호;오창국
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권5호
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    • pp.283-293
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    • 2023
  • 최근 국내에서 연간 지진 발생 횟수가 꾸준히 증가함에 따라 공공시설물에 대한 내진 보강의 필요성이 더욱 대두되고 있다. 이 연구에서는 사각 단면을 가진 철근콘크리트 기둥에서 강봉보강의 유무에 따른 내진 성능 개선 효과를 분석하기 위해 비선형 유한요소해석을 수행하였으며, 검증을 위해 구조실험결과와 비교하였다. 분석 결과, 이 연구에서 수행한 유한요소해석이 실제 강봉보강공법을 적용한 철근콘크리트 기둥의 구조 거동을 합리적으로 잘 묘사하는 것으로 나타났다. 또한, 해석 및 실험 모두 강봉보강공법 적용으로 인해 파괴모드가 취성파괴에서 연성파괴로 전환되었으며, 강도와 연성도 모두 증가하는 것으로 나타났다. 따라서, 강봉보강공법 적용을 통해 기존 철근콘크리트 기둥의 내진 성능을 효과적으로 증진시킬 수 있는 것으로 판단된다. 이 연구의 주요 결과는 향후 설계 방안 마련 등 관련 연구에 유용할 것으로 기대된다.

건물 바닥 구조 해석 모드의 튜닝 (Estimation of the Dynamic Load of the Utility in Building by TPA Method)

  • 정민기;권형오;김효범;이정하;이상엽
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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    • pp.441-446
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    • 2008
  • The source transfer receiver model ('Source $\times$ Transfer = Response' model) which is widely used by NVH development process of vehicle/transport/machinery to analyze effectively and manage efficiently the structural dynamic behavior is also applicable to construction structure. If the evaluation assessment of the vibration level does not meet the target level, there are two methods, one is source treatment or replacement and the other is the reduction treatment on the transfer structure. In case of source treatment, it is done by source supplier and so, the latter is more practical method to reduce the vibration level. In this study, in order to get the accurate Transfer FE model(floor structure FE model), Experimental modal analysis of part of floor structure and FEM modal analysis of full floor structure are performed, then updating of FE model is performed after correlation analysis between these two results and finally, the modal model and FRF are compared between FE and Experimental results.

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스퀼융합모델을 이용한 디스크 브레이크 스퀼 소음 연구 (Squeal Analysis of Disc Brake Using Analytical-FE Squeal Model)

  • 강재영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권11호
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    • pp.6406-6411
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    • 2014
  • 본 논문은 자동차 디스크 브레이크에서 발생하는 스퀼 현상을 보다 효과적으로 해석할 수 있는 스퀼 융합모델을 소개한다. 시스템의 형상 및 진동모드 추출은 유한요소법을 따르고 각 부품별 접촉부의 기술은 수학적 모델을 이용한다. 특히 회전하는 디스크와 정지상태의 패드 간 마찰력을 수학적으로 정교하게 기술하여 이를 유한요소 운동방정식에 접목한다. 이를 통해 선형안정성의 해의 정확도를 개선한다. 또한 다양한 시스템 파라메터 연구를 통하여 접촉강성에 대한 스퀼 민감도 및 모드연성 메카니즘을 구현한다.

공기포일 자기 하이브리드 베어링으로 지지되는 연성 축의 휨 모드 진동 제어 (Bending Mode Vibration Control of a Flexible Shaft Supported by a Hybrid Air-foil Magnetic Bearing)

  • 정세나;안형준;김승종;이용복
    • Tribology and Lubricants
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    • 제27권2호
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    • pp.57-64
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    • 2011
  • Hybrid air-foil magnetic bearing integrates two oil free bearing technologies synergetically to adopt the strengths of two bearings with minimizing their weaknesses. This paper presents bending mode vibration control of a flexible shaft supported by the hybrid air-foil magnetic bearing. An experiment set-up of a flexible shaft supported by the hybrid air-foil magnetic bearing is built. In order to verify the effectiveness of the hybrid bearing, unbalance responses of the flexible shaft supported by three different bearings: air-foil, magnetic and hybrid bearings are compared. Effect of load sharing between air-foil and magnetic bearings are investigated through changing the control gain and the rotor center position of magnetic bearing. The experimental results shows that the hybrid bearing can control the bending mode vibration of the flexible shaft effectively and an optimal performance can be achieved with an appropriate load sharing between the air-foil and the magnetic bearings.

B, Hf, Zr첨가에 따른 $\textrm{L1}_{2}\textrm{Ni}$-20Al-10Fe 금속간화합물의 소성거동 (Plastic Behavior of $\textrm{L1}_{2}\textrm{Ni}$-20Al-10Fe Intermetallic Compounds with Microalloying Additions of B, Hf and Zr)

  • 김민철;황승준;오명훈;위당문
    • 한국재료학회지
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    • 제7권7호
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    • pp.592-596
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    • 1997
  • LI$_{2}$형 결정구조를 갖는 Ni-20at.%AI-10at%Fe 금속간화합물에 boron, zirconium 과 hafnium을 최고 0.5at.% 까지 첨가하여 항복강도, 연성, 파괴 등 기계적 성질의 변화를 인장시험과 X선분석 및 XPS분석 등을 통하여 관찰하였다. Ni-20at.% AI-10at.% Fe금속간화합물에 boron을 첨가하였을 때는 연신율의 현저한 증가가 나타났으나 zirconium이나 hafnium첨가의 경우에는 별다른 효과가 나타나지 않았다. Ni-20at.%AI-10at%Fe 금속간화합물의 경우, boron의 양이 증가할수록 인장연신율이 증가하였으며 0.1at.%의 boron을 첨가한 경우 최고 48.5%의 상온인장연신율을 나타내었다. 첨가물을 넣지 않은 경우와 zirconium과 hafnium을 첨가한 경우, 파괴모드는 입계파괴의 형태를 나타내었으나 boron을 첨가한 경우에는 파괴모드가 입계파괴에서 입내파괴로 변화되었다. XPS분석을 통하여 boron이 입계에 편석된 것을 관찰할 수 있었으며 이는 이미 제시된 여러가지 해석들과 일치하는 결과이다. 이로부터 boron의 첨가에 따른 인장연신율의 증가는 boron의 입계편석거동과 관련이 있음을 알 수 있다.

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브레이크의 스퀼 저감을 위한 로터 형상변경 파라메터 해석 (Parameter Analysis of Rotor Shape Modification for Reduction of Squeal Noise)

  • 이현영;오재응;차병규;조용구;이정윤
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2004년도 추계학술대회논문집
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    • pp.820-825
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    • 2004
  • This paper deals with friction-induced vibration of disc brake system under constant friction coefficient. A linear, finite element parameter model to represent the floating caliper disc brake system is proposed. The complex eigenvalues are used to investigate the dynamic stability and in order to verify simulations which are based on the FEM model, the experimental modal test and the dynamometer test are performed. The comparison of experimental and simulation results shows a good agreement and the analysis indicates that mode coupling due to friction force is responsible for disc brake squeal. And squeal type instability is investigated by using the parametric rotor simulation. This indicates parameters which have influence on the propensity of brake squeal. This helped to validate the FEM model and establish confidence in the simulation results. Also they may be useful during real disk brake model.

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임피던스 튜브 내에 설치된 평판의 음파투과해석 (An Analysis of the Sound Transmission through a Plate Installed inside an Impedance Tube)

  • 김현실;김봉기;김상렬;이성현
    • 한국음향학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.219-226
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    • 2015
  • 본 논문은 단면이 정사각형인 임피던스 튜브 내에 고정된 평판의 STL(Sound Transmission Loss)을 해석적으로 구하는 방법을 다루었다. 평판의 진동과 튜브 내의 음장의 연성거동(coupled motion)을 고려하였는데 평판의 진동과 튜브 음장을 무한 급수의 합으로 전개하였으며 평면파 가정을 이용하여 처음 몇 개의 모드만 고려하여도 충분히 정확한 결과를 얻음을 보였다. 평판은 클램프(clamp) 지지로 가정하였는데 진동 모드는 단면의 가로 및 세로방향 보(beam) 진동 모드의 곱으로 전개하였고 고유진동수는 Rayleigh-Ritz 방법을 이용하여 구하였다. 평판의 STL은 가장 낮은 고유진동수에서 골(dip)을 가지며 주파수가 이보다 작아지면 STL은 커짐을 보였다. 기존 논문의 측정 및 FEM(Finite Element Method) 해석결과와 비교한 결과 잘 일치함을 확인하였다.

패드 접촉강성 변화에 따른 FE스퀼해석법 및 실험 검증 (Investigation of Brake Squeal with Contact Stiffness Variation Using Experiment and FE Simulation)

  • 박기완;남재현;강재영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권5호
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    • pp.345-352
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    • 2017
  • 본 논문은 스퀼 시험을 통해 압력 변화에 의해 발생하는 스퀼 소음을 계측하고, 발생된 스퀼 소음을 FEM 복소수 고유치 해석으로 모드연성 불안정성을 구현하였다. FEM 해석에서 압력 변화에 따른 스퀼주파수 변화를 근사하기 위해서 접촉강성 변화에 의한 스퀼 민감도를 예측하고, 잠재적인 스퀼 모드를 유추하였다. 스퀼 실험 결과 1 kHz, 2.5 kHz, 3.5 kHz, 4 kHz 근방에서 스퀼 소음이 발생하였으며, 압력이 증가함에 따라 스퀼 주파수가 다소 증가되었다. FEM 해석 결과 접촉강성 변화에 따른 유사한 스퀼모드 및 민감도를 예측하였고, 해석시 접촉강성 변화가 스퀼실험에서의 압력증가 효과를 근사할 수 있음을 보였다.

프리캐스트 중공 사각형 철근콘크리트 교각의 내진성능 (Seismic Performance of Hollow Rectangular Precast Segmental Piers)

  • 이재훈;박동규;최진호;신성진
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제24권6호
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    • pp.705-714
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    • 2012
  • 프리캐스트 중공 사각형 철근콘크리트 교각에 대하여 준정적 실험을 수행하여 내진성능을 검증하였다. 기둥 실험체는 프리캐스트 세그먼트를 접합하고 나서, 미리 배치된 쉬스관에 축방향 철근을 연결 없이 연속으로 배치한 후 모르타르로 그라우팅하는 방법으로 제작하였다. 실험의 주요변수는 형상비, 축방향 철근비, 횡방향 철근량, 프리캐스트 세그먼트의 접합위치이다. 기둥 실험체의 형상비는 4.5와 2.5, 축방향 철근비는 1.15%와 3.07%로 각각 두 가지의 값을 가진다. 횡방향 철근량은 도로교설계기준에서 규정하고 있는 완전연성 설계에 요구되는 양의 99%, 55%, 50%, 27%로 배근되었다. 소성힌지 구역에서의 프리캐스트 세그먼트 접합위치는 기둥 하단에서 기둥단면 두께의 0.5배와 1.0배인 위치로 하였다. 실험 결과로서 균열 및 파괴모드, 축력-휨 강도, 하중-변위 포락선, 변위연성도를 분석하였으며, 도로교설계기준의 연성도 내진설계법을 적용하였을 때의 안전율을 분석하였다. 기둥 실험체는 축방향 철근이 모르타르와 쉬스관에 의하여 구속되고, 쉬스관이 횡방향 철근으로 구속되는 구조로 인하여 큰 변위까지 축방향 철근의 좌굴이 지연되어 연성도가 크게 나타났다.

철근콘크리트 기둥의 휨 연성에 대한 V-타이 보조띠철근의 효율성 평가 (Evaluation on the Effectiveness of Supplementary V-ties on Flexural Ductility of Reinforced Concrete Columns)

  • 이혜진;양근혁;곽민경
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제29권4호
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    • pp.345-351
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    • 2017
  • 이 연구에서는 철근콘크리트 기둥의 휨 연성에 대한 보조 띠철근으로서 ACI 318-14에서 제시하는 크로스타이의 대체로서 V-타이 보조 띠철근의 효율성을 평가하였다. 작용 축하중비를 주요 변수로 일정 축하중과 반복 횡하중을 받는 기둥에서 파괴모드 및 횡하중-횡변위 관계를 측정하였다. 기둥의 최대 휨 내력 이후, 크로스타이의 $90^{\circ}$ 갈고리가 서서히 열리면서 주철근의 조기 좌굴 및 코어 콘크리트의 심각한 손상을 동반한 반면, V-타이의 뽑힘 현상은 기둥의 파괴 시까지 나타나지 않았다. 최대 내력의 80% 시점에서 V-타이 기둥의 일손상 지수 값은 크로스타이 기둥에 비해 축력비가 0.25, 0.4 및 0.55일 때 각각 2.4배, 2.3배 및 5.2배 높았다. 즉, 기둥의 휨 연성에 대한 기존 크로스타이 대비 V-타이의 효율성은 축력비가 높을수록 현저하였다.