• 제목/요약/키워드: 선형정적분석

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확장유한요소법을 이용한 아스팔트의 정적균열 성장 분석 (Analysis of Static Crack Growth in Asphalt Concrete using the Extended Finite Element Method)

  • 지광습;유성문;챠우딘딴;문성호
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권4D호
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    • pp.387-393
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    • 2010
  • 본 논문에서는 아스팔트 포장의 균열 성장을 분석하기 위해서 확장유한요소법을 사용하였다. 또한 아스팔트의 점탄성 효과를 고려하기 위하여 맥스웰 체인을 이용한 점탄성 구성방정식을 사용하였으며, 균열 모델로는 선형점성균열 모델을 사용하였다. 특히 점탄성 구성방정식을 구성할 때 측정을 통해 얻어지는 온도별 변형계수와 지연시간을 Prony 급수를 이용해 재구성한 크리프 곡선을 직접 사용하지 않고 연속적인 미분이 가능한 멱승 로그 식으로 대체하여 사용하였다. 멱승 로그 식으로 완화시간 스펙트럼(relaxation spectrum)을 계산하여 맥스웰 체인의 부분탄성계수(partial moduli)를 도출하였다. 멱승 로그 적정 식을 통해 구한 맥스웰 체인의 부분 탄성계수는 크리프 곡선을 직접 이용하는 방법으로 구한 부분 탄성계수 보다 안정적인 형태의 곡선을 나타내어 해석을 용이하게 해준다. 개발된 정적균열 해석 모듈을 이용하여 아스팔트 시편의 온도별 정적균열 성장 실험 결과를 성공적으로 모사할 수 있었다.

혼돈 이론을 이용한 뇌파 분석에 대한 기초 연구 (Application of Chaotic Analysis to Electroencephalography : Preliminary Study)

  • 박해정;박광석;권준수
    • 생물정신의학
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    • 제2권2호
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    • pp.257-265
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    • 1995
  • 선형적이고 정적인 뇌파 분석의 한계를 극복하고자 비선형적이고 동적인 접근방식인 혼돈이론을 이용하여 정신분열병환자 16명, 양극성 정동장애 10명, 주요 우울증 6명 및 정상 대조군 12명을 대상으로 뇌파 분석을 시도하고, 객관적인 혼돈 연구의 도입에 있어서 고려되어야 할 문제점을 살펴보고자 하였다. 각 질환에서의 상관차원의 분포가 정상대조군보다 개인에 따른 차이가 크다는 것을 알 수 있었고, 대체적으로 측두엽 부위에서 상관차원이 크게 나타나는 경향이 있었다. 이러한 결과와 관련하여 대상환자군의 특성, 혼돈이론을 뇌파분석에 이용할 때의 주의점등에 대하여 토론하였다.

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지반-구조물 상호작용해석시 동적지반특성의 평가 및 적용 (Evaluation and Application of Dynamic Soil Properties for SSI Analysis)

  • 이명재;신종호;전준수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.103-112
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    • 1990
  • 본 연구는 내진설계시 많은 불확실성을 내포하는 지반의 거동특성을 규명하고, 적용대상지반의 확충 및 경제성 제고를 위하여 토사지반의 동적지반특성 평가 및 지반-구조물 거동 특성을 고찰하였다. 예제해석은 토사지반에 원전 containment 구조물이 설치된 경우를 가상하여 지진하중에 대한 지반-구조물 시스템의 거동을 반무한체해석과 유한요소해석으로 분석하였다. 이는 토사지반에 원전이 건설될 경우에 고려해야 할 안정성 및 경제성 분석의 일환으로 수행되었으며, 토사지반의 큰 비선형거동을 정확하게 해석에 반영하기 위한 해석 software와 지반입력 data의 합리적인 평가방안 등을 예제해석을 통하여 분석하였다. 예제해석결과를 종합해 볼 때 토사지반의 동적거동의 정확한 분석을 위하여 비선형 유한요소해석은 Seed & Idriss 모델이, 선형 유한요소해석은 지진하중에 대한 1차원 지반거동시 변형율에서의 동적지반특성을 이용한 방법이, 반무한체해석은 정적하중시 변형율에서의 동적지반특성을 이용한 방법이 가장 합리적으로 동적지반특성을 평가하는 것으로 추천할 수 있다.

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정적 및 동적 해석을 통한 철근콘크리트 무량판 구조의 연쇄 붕괴 저항 성능 평가 (Evaluation for Progressive Collapse Resistance of a RC Flat Plate System Using the Static and Dynamic Analysis)

  • 이선웅;신성우
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제23권2호
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    • pp.245-252
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    • 2011
  • 현재 한국에서는 연쇄 붕괴에 대한 설계지침이 적용되고 있지 않으며, 특히 무량판 구조의 연쇄 붕괴 저항 성능에 대한 연구는 초기단계라고 할 수 있다. 따라서 이 연구에서는 철근콘크리트 무량판 구조의 연쇄 붕괴 저항 성능을 평가하기위하여 3가지 해석법을 수행하였다. 선형 정적 해석을 통하여 GSA의 대체경로법에 의한 DCR 값의 차이를 비교하였고, 선형 동적 해석을 통하여 기둥 제거 이후의 수직 변위를 비교하였으며, 비선형 정적 해석을 통하여 최대 하중 계수를 판단하였다. 유효 보폭 모델과 판 유한 요소 해석 모델의 차이점을 분석하기 위하여 여러 변수들에 따라 유한 요소 해석이 수행되었다. 무량판 구조에서 실무에서 많이 사용되고 있는 유효 보폭으로 모델링하는 방법은 슬래브의 강성 기여도를 반영하고 있지 못해 연쇄 붕괴 성능 평가는 상세 유한 요소 해석이 적절할 것으로 판단된다. 여러 변수들을 종합 모서리 기둥(CC)을 제거할 경우가 가장 불리한 조건이고, 내부 기둥(IC)이 제거될 경우가 가장 유리한 조건으로 나타났다. 이 연구에서 제시된 무량판 구조의 연쇄 붕괴 저항 성능 결과로부터 향후 무량판 구조의 성능을 합리적으로 평가하는데 유용하게 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

에너지 기반 근사해석을 이용한 철골모멘트골조의 연쇄붕괴 민감도 평가방법 (Evaluation Concept of Progressive Collapse Sensitivity of Steel Moment Frame using Energy-based Approximate Analysis)

  • 노삼영;박기환;이상윤
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.108-116
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    • 2017
  • 본 연구는 연쇄붕괴 저항성능 평가 시 기둥의 순간적인 제거에 따른 동적효과가 반영된 에너지 기반 근사해석의 적용성을 확인하기 위해 내진 설계된 철골모멘트골조의 예제구조물을 대상으로 분석하였으며, 이를 통해 구조 강건성을 산정하여 연쇄붕괴에 대한 민감도를 평가할 수 있는 방법을 제시하였다. 예제구조물에 대한 적용을 통해 비선형 정적해석 결과를 이용한 에너지 기반 근사해석과 직접동적해석에 대한 결과가 잘 일치하는 것을 검증하였으며, 다른 구조시스템을 가지는 건물의 연쇄붕괴에 대한 구조적 내력성능을 비교하기 위한 수단으로 구조물의 민감도를 평가하였다. 이는 비정상하중에 대하여 구조물이 연쇄붕괴에 저항할 수 있는 최대보유 잔류내력 성능인 구조 강건성을 이용하였고, 본 연구에서 제시한 방법을 통해 연쇄붕괴 해석 및 설계에 편리하게 활용될 수 있음을 확인하였다.

철근콘크리트 모멘트골조의 보-힌지 붕괴모드를 유도하는 유전자알고리즘 기반 최적내진설계기법 (Optimal Seismic Design Method Based on Genetic Algorithms to Induce a Beam-Hinge Mechanism in Reinforced Concrete Moment Frames)

  • 최세운
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.399-405
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    • 2023
  • 본 연구에서는 철근콘크리트 모멘트골조의 보-힌지 붕괴 기구를 유도하기 위한 유전자알고리즘 기반의 최적내진설계기법을 제시한다. 제안하는 기법은 두 가지의 목적함수을 사용한다. 첫 번째는 구조물의 비용을 최소화하는 것이고, 두 번째는 구조물의 에너지소산능력을 최대화하는 것이다. 제약조건은 기둥과 보의 강도조건, 기둥-보 휨강도비 최소 조건, 기둥의 소성힌지 발생 방지조건 등이 사용된다. 부재의 강도 평가를 위해 선형정적해석이 수행되고, 에너지소산능력과 소성힌지 발생여부를 평가하기 위해 비선형정적해석이 수행된다. 제안하는 기법은 4층 예제 구조물에 적용되었으며, 보-힌지 붕괴 기구를 유도하는 설계안이 얻어지는 것을 확인하였다. 획득된 설계안의 기둥-보 휨강도비를 분석한 결과, 그 값은 기존 내진 기준에서 제시하는 값보다 큰 것으로 나타났다. 보-힌지 붕괴 모드를 유도하기 위해서는 보다 더 강화된 전략이 필요하다.

비대칭 자기 진동에 대한 PID 자동동조 알고리듬 (PID Autotuning Algorithm with an Asymmetric Self-oscillation)

  • 오승록
    • 전기전자학회논문지
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    • 제6권2호
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    • pp.128-135
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    • 2002
  • 선형 플랜트의 극한 이득과 주기를 찾기 위해 포화함수를 이용하여 자기 진동을 발생 시켰다. 포화함수 사용으로 극한이득과 주기의 정확성을 높였다. 발견한 극한 이득과 극한 주기는 PID 제어기 값을 구하는데 사용하였다. 정적인 부하 왜란 등이 있는 경우 비대칭 진동이 발생할 수 있다. 발생하는 비대칭 자기 진동을 분석하였고 분석결과로부터 극한 이득과 주기를 찾는 방법을 제안하였다.

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Support Vector Regression 기반 공력-비선형 구조해석 연계시스템을 이용한 유연날개 다목적 최적화 (Multi-Objective Optimization of Flexible Wing using Multidisciplinary Design Optimization System of Aero-Non Linear Structure Interaction based on Support Vector Regression)

  • 최원;박찬우;정성기;박현범
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권7호
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    • pp.601-608
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    • 2015
  • 유연날개의 공력 및 구조 설계값을 설계 변수로 하여 정적 상태에서의 정적 공탄성해석 및 최적화를 수행하였다. 정적 공탄성해석과 최적화를 위해 상용 해석소프트웨어들이 연계된 강건한 다분야 최적설계 시스템을 개발하였다. 최적화 설계변수로는 가로세로비, 테이퍼비, 후퇴각과 날개 위아래 스킨 두께를 설정하였다. 전역적 다목적 최적화를 위해 실수기반 적응영역 다목적 유전자 알고리즘을 적용하였으며 계산시간을 줄이기 위해 메타모델로 서포트벡터회귀 기법을 적용하였다. 유연날개에 대한 파레토 결과 분석을 통해 최대 항속시간과 최소 중량에 대한 최적 결과를 확인하였다.

CFTA거더의 정적 거동연구 (Static Behavior of Concrete-Filled and Tied Steel Tubular Arch(CFTA) Girder)

  • 김종인;김두기;이장형;김정호
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제13권3호통권55호
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    • pp.225-231
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    • 2009
  • 본 연구는 기존의 CFT구조, 아치구조, 프리스트레스구조를 조합을 통해 복합구조를 이루는 CFTA거더를 소개하고, 25m의 CFTA거더의 실험결과와 유한요소해석 프로그램인 Strand7을 이용하여 해석결과를 비교 분석하였다. 실험체의 정적재하실험으로 거더 중심부에서 양쪽으로 1m 이격한 거리에 58kN, 88kN, 148kN, 207kN, 298kN의 하중을 재하 하고, 발생하는 변위와 변형률을 측정하였다. 또한, 실험결과를 바탕으로 구조해석 프로그램인 Strand7로 구조안정성을 검토하고, 긴장재의 긴장력과 콘크리트의 탄성계수를 각각 20%증감하여 해석을 수행 하여 변형률과 변위값을 계산하였다. 초기 변위와 변형률은 긴장재의 긴장력의 증감에 따라 영향이 나타났으며, 추가적인 정적 하중이 재하 되었을 경우에는 콘크리트의 탄성계수만이 변위와 변형률에 영향을 미치는 것으로 확인 되었다.

궤도시스템이 철도교량의 정.동적거동에 미치는 영향에 관한 실험적 연구 (The Experimental Study on the Effect of Track System on the Integral Behavior of Railway Bridge)

  • 성덕룡;박용걸;최정열;김성일
    • 한국철도학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.186-193
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    • 2010
  • 철도교에서는 일정한 간격의 축중을 가지는 차량하중이 반복적으로 재하되므로 정적성능과 더불어 동적성능이 매우 중요하다. 또한 철도교의 상부에 부설되는 궤도시스템은 교량의 정 동적 성능에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 실제 궤도시스템을 적용한 거더시험체를 제작하여 궤도시스템에 따른 교량의 정 동적거동을 분석하였다. 정적거동 분석에서는 교량 처짐 및 응력을 검토하고 중립축위치를 분석하였으며, 동적거동 분석에서는 고유진동수, 감쇠비, 하중크기, 하중진폭에 대한 영향을 궤도시스템별로 검토하였다. 궤도부설에 따른 정적처짐 변화검토를 통해 궤도 부설전에 비해 자갈궤도는 약 7%, 콘크리트궤도는 약 50%의 강성 증가 효과가 있음을 확인하였고, 궤도 부설 시 교량의 고유진동수가 낮아졌으나 감쇠비 변화는 없는 것으로 분석되었다. 또한, 최대하중 크기가 증가할수록 철도교량의 동적응답(처짐 및 가속도)이 선형적으로 증가하였으며, 하중진 폭은 공진 시 교량의 동적응답을 크게 증가시키는 것으로 분석되었다. 따라서, 자갈궤도는 교량의 강성을 일정 부분 증가시키고, 콘크리트궤도의 경우 자갈궤도 부설 교량에 비해 상당한 강성기여도를 가지고 있음을 실험적으로 입증하였으나, 정량적인 강성기여도의 크기는 자갈궤도 및 콘크리트궤도의 설계값에 따라 상이할 수 있기 때문에 이를 적용할 수 있는 궤도의 질량 및 강성기여도 분석방법 개발이 필요할 것으로 판단된다.