• Title/Summary/Keyword: 변위형상도

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Deflection Limit on Vibration Serviceability of High-speed Railway Bridges Considering the Effect of Train Speed (열차주행속도를 고려한 고속철도교량의 수직변위에 대한 진동사용성 한계(기준) 연구)

  • Jeon, Bub-Gyu;Kim, Nam-Sik;Kim, Sung-Il
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2011.04a
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    • pp.473-476
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    • 2011
  • 본 논문에서는 열차와 교량의 상호작용과 주행속도에 의해 결정되어지는 진동지속시간과 차체연직가속도 증폭효과를 고려하여 철도교량의 진동사용성 허용처짐을 제시하고자 하였다. 열차가 교량을 통과할 때의 처짐 형상을 사인파로 가정하고 열차와 교량의 상호작용을 진동전달함수로 표현하여 철도교량의 진동 사용성 허용처짐을 유도하였다. 그리고 진동지속시간을 고려하기 위해 연직가속도 허용기준으로서 진동지속시간을 고려한 교량구조물의 진동사용성기준을 사용하였다. 매개변수연구를 통하여 열차 주행속도의 증가에 비례하여 차체연직가속도는 증가하지만 교량최대변위의 변화는 미미함이 확인됨으로 인하여 차체연직가속도 증가와 동반하여 연직가속도 허용기준역시 증가하는 것을 보정할 필요가 있을 것으로 판단하였다. 따라서 전개된 철도교량의 진동사용성 허용처짐식에 매개변수연구를 통하여 가정한 가속도 증폭계수를 적용하여 열차의 증속에 의한 가속도증폭효과를 고려하였다.

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Stability Analysis of Unsymmetric Tapered Thin-walled Beams (비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성 해석)

  • 김성보;구봉근;한상훈;정경섭
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.197-207
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    • 1998
  • 전단변형 효과를 무시하는 경우에 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성 해석을 위한 일반이론을 유도한다. 비대칭 선형 변단면의 임의점을 통과하는 부재축과 단면의 주축의 방향과 무관하고 부재축과 직각을 이루는 두 개의 좌표축을 도입하여 직각좌표계를 정의한다. 정의된 좌표축을 기준으로 유한한 회전각의 2차항을 고려하는 변위장을 도입하여 연속체에 대한 가상일의 원리로부터 탄성변형에너지, 그리고 초기응력에 의한 포텐셜에너지를 유도한다. 이를 이용하여 비대칭 선형 변단면을 갖는 박벽 공간 보의 안정성해석을 위한 평형방정식을 제시한다. 3차 Hermitian 다항식을 변위파라미터의 형상함수로 사용하여 박벽 공간 보의 탄성강도 및 기하강도행렬을 상정할 뿐만 아니라, 단면의 좌표축에 상관없이 임의의 위치에 작용하는 하중에 대한 하중보정강도행렬(load-correction stiffness matrix)을 제시한다. 본 이론 및 방법의 타당성을 검증하기 위하여 수치해석을 수행하고 문헌의 결과 및 쉘요소를 사용한 해석결과와 비교하여 본 이론의 정당성을 입증한다.

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Spatial Stability of Non-Symmetric Thin-Walled Curved Beams II : Numerical Approach (비대칭 단면을 갖는 박벽 곡선보의 안정성해석 II : 수치적 방법)

  • 민병철;김문영
    • Computational Structural Engineering
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    • v.11 no.4
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    • pp.253-265
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    • 1998
  • 본 논문에서는 연계논문에서 제시한 비대칭 박벽단면을 갖는 곡선보 및 직선보 이론을 토대로, 곡선보 요소 및 직선보 요소를 개발하고 이를 이용한 유한요소 정식화 과정을 제시한다. 유한요소 정식화 과정에서는 요소의 변위장을 도심에 대하여 정의한 후, 요소 변위벡터에 관한 3차의 Hermitian 다항식을 형상함수로 사용하고 가우스 적분을 행함으로써 탄성 강도행렬 및 기하학적 강도행렬을 산정하였다. 얻어진 강도행렬을 이용하여 고유치 문제를 계산함으로써 좌굴하중을 계산하였으며 다양한 해석 예제를 통하여 다른 연구자들의 해석 결과와 비교 검토함으로써 본 연구의 타당성과 우수성을 입증하고자 한다.

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Topology Optimization Using the Chessboard Prevention Strategy (체스판무늬 형성 방지책을 이용한 위상 최적설계)

  • 임오강;이진식
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.2
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    • pp.141-148
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    • 1999
  • 변위 근거 유한요소해석을 사용하는 대부분의 위상 최적화 기법은 요소의 안정성 부족으로 인하여 체스판 무늬가 주기적 형태로 반복하여 설계영역 내부에 나타난다. 본 연구에서는 선형요소를 이용하면서 최적화 알고리즘의 안정성에 영향을 주지 않고 간단하게 모든 최적화 알고리즘에 이용 가능한 체스판무늬 형성 방지책을 개발하였다. 본 연구의 체스판무늬 형성 방치책에서는 먼저 각 선형요소를 구성하는 절점들의 부치분율을 설계변수로 선정하고, 요소내부의 부피분율을 설계변수로 표현하기 위한 선형 보간함수로 선형요소들의 형상함수를 선정하였다. 그리고, 설계변수와 등가 재료상수와의 상관 관계식은 평균장 근사이론을 이용하여 균질화된 재료에 벌칙인자가 도입된 관계식을 이용하였다. 또한, 본 연구에서는 순차이차계획법인 PLBA 알고리즘을 이용하여 위상 최적화문제를 해석하였다.

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Analysis of Grid Spring Characteristic of Fuel Assembly in High Temperature and High Pressure Environment (고온고압조건하에서의 핵연료 피복관 지지스프링의 하중-변위 특성 분석)

  • Lee, Young-Ho;Kim, Hyung-Kyu;Jung, Youn-Ho
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.2146-2150
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    • 2004
  • To evaluate the variation of spring stiffness in nuclear plant operating condition, load-displacement tests ($P-{\delta}$ test) were performed using two kinds of space grid springs in high temperature and high pressure water. With increasing temperature, stiffness of each spring gradually decreased except $100{\sim}150^{\circ}C$. It is apparently showed that spring with convex shape had a relatively high stability of spring stiffness at high temperature compared with I-shaped spring. It is suggested that the variation of spring stiffness with temperature and spring shape should be considered as an important variable in the design and analysis of the fuel assembly.

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MEMS용 MLCA와 Si기판의 양극접합 특성

  • 정귀상;김재민
    • Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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    • 2003.12a
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    • pp.105-108
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    • 2003
  • 본 논문은 파이렉스 #7740 유리박막을 이용한 MEMS용 MLCA와 Si기판의 양극접합 특성에 관한 것이다. 최적의 RF 마그네트론 스퍼터링 조건(Ar 100 %, input power $1W/\textrm{cm}^2$)하에서 MLCA 기판위에 파이렉스 #7740 유리의 특성을 갖는 박막을 증착한 후 600 V, $400^{\circ}C$에서 1시간동안 양극접합했다. 그 다음에 Si 다이어프램을 제조한 후, MLCA/Si 접합계면과 MLCA 구동을 통한 Si 다이어프램 변위특성을 분석 및 평가하였다. 다이어프램 형상에 따라 정밀한 변위 제어가 가능했으며 0.05-0.08 %FS의 우수한 선형성을 나타내었다. 또한, 측정동안 접합계면 균열이나 계면분리가 일어나지 않았다. 따라서, MLCA/Si기판 양극접합기술은 고성능 압전 MEMS 소자 제작공정에 유용하게 사용가능할 것이다.

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p-Version Static Infinite Element for Representing Various Displacement Decay Characteristics (다양한 변위감쇠특성을 고려할 수 있는 p-버전 정적 무한요소)

  • 고광훈;이승래
    • Geotechnical Engineering
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    • v.13 no.1
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    • pp.101-110
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    • 1997
  • This paper presents a two dimensional p-version static infinite element for analyzing $1/r^n$ displacement decay type problems in unbounded media. The proposed element is developed by using shape functions based on approximate expressions of an analytical solution. Numerical results are presented for an opening in a homogeneous elastic infinite medium and a rigid footing rested on a homogeneous elastic half-space. The numerical results show the effectiveness of the proposed infinite element.

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A Study on Stability for Traverse Cam of Twising Machine using Shape Design Method of Relative Velocity and Modified Displacement Curves (상대속도에 의한 형상설계법과 개선된 변위선도에 의한 연사기용 Traverse Cam의 안정성에 관한 연구)

  • Kim, Jong-Su;Yun, Ho-Eop
    • 연구논문집
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    • s.31
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    • pp.101-112
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    • 2001
  • A Twisting machine is to twist yarns for improving yarn stiffness. After twisting yarns, the twisting machine is winding yarn at a bobbin. Traverse cam is main part of winding yarn part. In other to improve twisting machine performance and stability, improve traverse cam part. Original displacement curves of traverse cam has two problems. One is that displacement curve has a vertex point the other is that velocity curve is discontinue point. So that, in this paper proposes a modified displacement curves of traverse cam and new shape design method of the traverse cam using the relative velocity method[1]. The relative velocity method calculates the relative velocity of the follower versus the cam at a center of roller, and then determines a contact point by using the geometric relationship and the kinematical constraints. Finally, we present to compare two designed cam. One is designed using original displacement curves the other is using modified displacement curve.

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Pyroshock and Vibration Isolation using SMA Mesh Washer Isolator (형상기억합금 메쉬 와셔 절연계의 파이로 충격 및 진동 절연 시험)

  • Youn, Se-Hyun;Jang, Young-Soon;Han, Jae-Hung
    • Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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    • v.37 no.3
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    • pp.307-313
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    • 2009
  • In general, pyroshock is generated from the actuation of separation devices for several stage, fairing, and satellite separation in the flight of a launch vehicle. During these events, transient vibration phenomenon called pyroshock, which shows large acceleration in the high frequency range, occurs and it can result in the malfunction of electronic components which is equipped inside the launch vehicle or satellite. In this paper, mesh washer isolators made out of SMA were introduced for the isolation of pyroshock. One type of isolator primarily used pseudoelastic characteristics of SMA and the other type of isolator used shape memory effect of SMA. For the study of basic load-displacement relationship of each SMA isolator, compressive loading tests were performed and the results showed the capability of the isolator itself. Pyroshock isolation tests were followed and verified the outstanding isolation performance of isolator. In addition, random vibration tests were also performed and checked the dynamic characteristics of each SMA isolator.

Mixed Mode Analysis using Two-step Extension Based VCCT in an Inclined Center Crack Repaired by Composite Patching (복합재료 팻칭에 의한 중앙경사균열에서 2단계 확장 가상균열닫힘법을 사용한 혼합모우드해석)

  • Ahn, Jae-Seok;Woo, Kwang-Sung
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.32 no.1A
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    • pp.11-18
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    • 2012
  • This paper deals with the numerical determination of the stress intensity factors of cracked aluminum plates under the mixed mode of $K_I$ and $K_{II}$ in glass-epoxy fiber reinforced composites. For the stress intensity factors, two different models are reviewed such as VCCT and two-step extension method. The p-convergent partial layerwise model is adopted to determine the fracture parameters in terms of energy release rates and stress intensity factors. The p-convergent approach is based on the concept of subparametric element. In assumed displacement field, strain-displacement relations and 3-D constitutive equations of a layer are obtained by combination of 2-D and 1-D higher-order shape functions. In the elements, Lobatto shape functions and Gauss-Lobatto technique are employed to interpolate displacement fields and to implement numerical quadrature. Using the models and techniques considered, effects of composite laminate configuration according to inclined angles and adhesive properties on the performance of bonded composite patch are investigated. In addition to these, the out-of-plane bending effect has been investigated across the thickness of patch repaired laminate plates due to the change of neutral axis. The present model provides accuracy and simplicity in terms of stress intensity factors, stress distribution, number of degrees of freedom, and energy release rates as compared with previous works in literatures.