• Title/Summary/Keyword: 비선형 수치해석

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Development of Simplified Hystersis Model of Boundary Column of Shear Wall for the Nonlinear Analysis (비선형 해석을 위한 전단벽 보강기둥의 단순 반복이력 모델 개발)

  • 이영욱
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.9 no.4
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    • pp.145-153
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    • 1997
  • 전단벽제 양단의 보강기둥은 비선형 휨거동에 주요 영향을 미치는 구조 요소이다. 본 연구에서는 전단 벽체에 일반적으로 사용되는 모델인 TVLEM에서, 수직 스프링 요소로 표현되는 보강기둥의 반복이력 모델을 제안하고 기존의 모델과 비교 검토하였다. 제안된 단순모델은 Vulcano의 모델 중 철근의 거동을 이중직선으로 가정하여 유도되었으며, 제안된 모델을 검증하기 위하여 Vulcano와 Kabeyasawa의 모델 사용시의 수치해석 값과 비교하였다. 비선형 해석은 자체 개발된 프로그램을 사용하였으며, Vallenas와 Bertero가 실험(1979)한 SP6의 모델에 대하여 수치해석을 수행하여 반복이력특성과 변위이력 및 발산에너지량을 비교하였다.

Nonlinear Moment-Curvature Relations and Numerical Structural Analysis of High-Strength PSC Flexural Members (고강도 PSC 휨부재의 비선형 모멘트-곡률 관계와 전산구조해석)

  • 연정흠;이제일
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.15 no.1
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    • pp.95-104
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    • 2002
  • A methods to calculate non-linear moment-curvature relations of high-strength PSC flexural members for numerical analysis has been proposed. The moment-curvature relations were calculated with assumptions of design codes and by the layer method. The results of the proposed procedures for moment-curvature relations and numerical analysis were compared with those of pre-existing tests. The absorption energy rate of the design codes was about 30% larger than that of the layer method. The ultimate load and the external work of the layer method were 90% and 85% of those of tests, respectively The ultimate load of the strength design method was 97% of that of tests, but the external work was over-estimated with 122%. The ultimate load and external work by the proposed equation of the CEB-FIP Model Code were 113% and 173% of those of tests, respectively. It show that the use of ultimate strain of 0.0035 should be over-estimated for high-strength concrete. The procedure of non-linear numerical analysis of this research could be stably simulated the behavior of concrete flexural members until the ultimate state, and calculate results of the load-deflection relation and cracking pattern were very similar with those of tests.

Moving urban Maglev-vehicle analysis considering nonlinear magnetic levitational force effect (전자기력의 비선형 효과를 고려한 도시형 자기부상열차의 주행해석)

  • Lee, Jun-Seok;Yoo, Sung-Hyun;Lim, Dong-Jun;Kim, Moon-Young
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.544-547
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    • 2009
  • 본 연구는 자기부상력의 선형 및 비선형효과가 이동중인 자기부상열차의 부상공극에 미치는 영향을 파악하는데 목적이 있다. 이를 위하여 자기공극의 피드백을 포함한 1자유도 차량에 대한 운동방정식을 구성하고, 최적능동제어기법을 적용하여 수치해석을 수행하였다. 해석결과 차량의 속도가 증가함에 따라 자기부상력의 선형 및 비선형효과가 자기부상차량의 부상공극에 미치는 영향에 뚜렷한 차이가 발생함을 알 수 있다. 결국 자기부상열차의 정확한 해석을 위해서는 자기부상력의 비선형효과를 고려한 해석이 필요할 것으로 판단된다.

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Inelastic Nonlinear Analysis of Arch Truss and Space Truss Structures (아치 트러스 및 공간 트러스 구조의 비탄성 비선형 거동해석)

  • Kim, Kwang-Joong;Jung, Mi-Roo;Kim, Yeon-Tae;Baek, Ki-Youl;Lee, Jae-Hong
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.8 no.5
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    • pp.47-58
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    • 2008
  • Spatial structure is an appropriate shape that resists external force only with in-plane force by reducing the influence of bending moment, and it maximizes the effectiveness of structural system. With this character of the spatial structure, generally long span is used. As a result, large deflection is accompanied from the general frame. the structure is apt to result in a large deflection even though this structure experiences a small displacement in absence. Usually, nonlinear analysis in numerical analysis means geometric nonlinearity and material nonlinearity and complex nonlinearity analysis considers both of them. In this study, nonlinear equation of equilibrium considering geometric nonlinearity as per finite element method was applied and also considered the material nonlinearity using the relation of stress-strain in element. It is applied to find unstable result for tracing load-deflection curve in the numerical analysis tech. especially Arc-length method, and result of the analysis was studied by ABAQUS a general purpose of the finite element program. It is found that the present analysis predicts accurate nonlinear behavior of plane and space truss.

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Nonlinear Potential Flow Analysis for the Hull with a Transom Stern (트랜섬 선미를 가지는 선형의 비선형 포텐셜 유동해석)

  • Choi, Hee-Jong;Lee, Gyoung-Woo;Shin, Sung-Chul;Youn, Sun-Dong;Yang, Jun-Mo
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • v.29 no.1
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    • pp.41-46
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    • 2005
  • In this paper, the flow phenomena and free surface wave pattern around the hull with a transom stern advancing on the free surface in steady state had been studied and the numerical analysis program had been developed using Rankine source panel method based on potential flow analysis in which the non-linearities of the free surface boundary conditions had been fully satisfied. To verify the validity of the developed program the numerical calculations for Athena hull and KCS(KRISO container ship) hull had been performed and the results of the numerical computation had been compared with the ones of the model test experiment.

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A Development of Numerical Method for Bifurcational Bucklingof the Spatial Structures (공간구조물의 분기좌굴해석이론의 개발)

  • Lee, Kyung-Soo;Han, Sang-Eul;Lee, Jae-Young;Kim, Man-Jung
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.496-499
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    • 2009
  • 본 논문은 기하학적 비선형성을 가진 보존적 단일 하중 매개변수의 탄성 상태 공간구조의 분기이론에 관한 수치 해석적 기본 방법 및 경로 추적, pin-pointing, 경로 전환을 기술하고 있다. 비선형 탄성 불안정 상태는 극한점과 분기점으로 분류될 수 있으며, 평형경로상의 평형점의 계산 및 평형경로상의 특이점을 찾기 위한 pin-pointing 반복계산을 수행하는 일반적인 비선형 수치해석법으로 극한점을 계산할 수 있다. 그러나 분기좌굴 해석을 위해서는 좌굴 후 분기경로의 추적을 위한 분기경로 전환 알고리즘이 추가적으로 필요하다. 본문에서는 에너지이론에 기초한 일반 탄성안정이론을 소개하고, 평형경로 추적, 분기 좌굴점을 찾기 위한 직접법과 분기경로 전환에 관한 이론을 전개한다. 분기좌굴 해석예제로 트러스로 이루어진 스타돔, 핀지지의 평면아치, 평면프레임, 3차원 공간프레임의 분기좌굴 해석을 수행하여 본문에서 제시한 수치해석법의 정확성 및 실용성을 검증한다.

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Novel Method for Numerical Analyses of Tapered Geometrical Non-linear Beam with Three Unknown Parameters (3개의 미지변수를 갖는 변단면 기하 비선형 보의 수치해석 방법)

  • Lee, Byoung Koo;Oh, Sang Jin;Lee, Tae Eun
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.33 no.1
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    • pp.13-22
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    • 2013
  • This paper deals with a novel method for numerical analyses of the tapered geometrical non-linear beam with three unknown parameters, subjected a floating point load. The beams with hinged-movable end constraint are chosen as the objective beam. Cross sections of the beam whose flexural rigidities are functionally varied with the axial coordinate. The first order simultaneous differential equations governing the elastica of such beam are derived on the basis of the Bernoulli-Euler beam theory. A novel numerical method for solving these equations is developed by using the iteration technique. The processes of the solution method are extensively discussed through a typical numerical example. For validating theories developed herein, laboratory scaled experiments are conducted.

A Study on the Numerical Technique for the Nonlinear Deformation Analysis of Solid Structures(1) -General Theory Development- (고체구조물의 비선형변형 수치해석에 대한 이론적 고찰(1) -일반이론-)

  • Youngjoo Kwon
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.15 no.10
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    • pp.193-202
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    • 1998
  • 본 논문에서는 비선형 고체역학 이론에 대하여 특히 시간에 무관한 변형을 하는 초탄성 및 탄소성고체물질의 비선형 변형이론에 대하여 철저한 분석을 수행하였다 특히 비선형 변형의 해석방범론에 대하여 특별한 관심을 가지고 분석하였다. 비선형 변형해석 방법론으로 널리 논의되고 있는 증분뉴튼랩슨 방법에 대하여 수정된 개념을 제시하여 비선형 변형 해석의 정 확성을 향상시켰다.

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The Nonlinear Finite Element Analysis of Reinforced Lightweight Concrete Beam (경량콘크리트 보의 비선형 유한요소해석)

  • 이호경;곽윤근
    • Magazine of the Korea Concrete Institute
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    • v.10 no.3
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    • pp.219-226
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    • 1998
  • 본 연구에서는 경량콘크리트보의 거동을 연구하는데 적용될 수 있는 비선형해석이 나타나있다. 콘크리트에 대한 2축 실험 자료를 사용하여 경량콘크리트의 구성모델을 만들었다. 구성모델에서 콘크리트의 비선형성은 주응력비에 따른 강도증감계수와 탄성계수의 변화에 따른 비선형저감계수를 사용하여 나타내었다. 유한요소 모델해석에서 콘크리트는 8절점을 가진 사각형요소로 하고 철근은 1차원 선형요소로 가정하여 해석하였다. 유한요소해석으로부터 얻어진 수치해석결과와 실험실에서 행한 실험결과를 비교하였다.

Integrated Analysis and Design Technologies for a Structure with Control Devices (구조물-제진장치 통합 해석 및 설계 기술)

  • Lee, Sang-Hyun;Chung, Lan;Kang, Kyung-Soo;Hwang, Jae-Seung;Park, Ji-Hun
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.388-391
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    • 2010
  • 본 논문에서는 풍하중을 받는 구조물의 응답을 보다 적극적으로 저감시킴으로써 구조물의 안정성과 사용성을 개선하기위한 능동제어 알고리즘을 송도 자유무역 지구에 건설중인 포스코건설 사옥에 수치해석을 통해 적용하여 그 효과를 검증하였다. 수치해석에 의한 시뮬레이션 결과를 보면 최대 제어력이 제한이 된 비선형 제어기가 LQR 제어기와 등등한 제어효과를 가지고 있는 것으로 나타났으며, 제어력의 측면에서 본다면 비선형 제어기법이 더욱 유리한 것을 알 수 있다. 또한, 본 연구에서는 구조물과 질량형 제진장치의 상호작용을 고려하여 통합적으로 제진효과를 해석하고, 이를 바탕으로 제진장치를 설계할 수 있는 소프트웨어를 개발하였다. 구조물의 모드정보에 기초한 축소모델을 구축하고 제진장치의 설계 및 제진성능 평가를 수행하고 사용성을 평가하게 된다. 전체 소프트웨어는 질량형 제진장치의 설계프로그램과 질량형 제진장치의 종류별 대안설계결과를 등가감쇠비로 표현하여 비교평가하는 두 개의 모듈로 이루어져 있으며 전자는 비제어구조물 해석 모듈 및 TMD, TLD, TLCD, AMD를 대상으로 해석 및 설계를 수행하는 총 5개의 하부 모듈로 구성된다. 본 소프트웨어를 현재 TLCD가 설치되어 있는 인천 송도 국제업무지구의 주상복합건물에 적용하여 TMD, TLD, TLCD, AMD의 대안설계를 실시하였다.

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