• 제목/요약/키워드: 요소곡선

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유한회전을 고려한 공간뼈대의 기하학적 비선형해석 (Geometrically Non-Linear Analysis of Space Frames Considering Finite Rotations)

  • 주석범
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제9권1호통권30호
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    • pp.81-94
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    • 1997
  • 본 연구에서는 유한 회전에 의한 효과를 고려한 곡선 보요소를 개발하고, 이 요소를 이용하여 공간뼈대 구조물의 기하학적 비선형 해석을 수행하였다. 이 곡선 보요소는 증분 변위장에 Rodriguez의 2차 유한 회전항을 포함시킴으로써, 유한 회전에 의한 기하학적 평형을 유지하도록 하였다. 대변형 해석을 위하여 Total Lagrangian 방법이 적용되었으며, 비선형 해석을 수행하기 위한 알고리즘으로는, 여러개의 임계점을 갖는 비선형 거동가지도 추적할 수 있도록 하중 및 변위 증분의 조합법이 사용되었다. 공간 뼈대 구조물의 해석 예제를 통하여, 기하학적 비선형 해석에서 발생하는 유한 회전에 의한 효과를 확인하고, 본 연구에서 제안한 유한요소의 효율성 및 비선형 알고리즘으로 선택한 하중 및 변위 증분의 조합법의 적용성을 입증하였다.

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경주지진에 의한 곡선교량의 내진 안전성 평가 (Seismic Performance Evaluation of Curved Bridges by Gyeong-Ju Earthquakes)

  • Jeon, Jun-Tai
    • 한국재난정보학회 논문집
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    • 제14권1호
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    • pp.43-50
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    • 2018
  • 본 연구에서는 곡선형 보의 선형탄성 3D Solid 유한요소 모델을 구축하고 외력이 작용하였을 때 유한요소 해석을 수행하였다. 유한요소 해석결과와 이론해 결과의 오차는 대부분의 위치에서 1% 내외로 발생하는 것으로 보아 이론해와 잘 부합한다고 판단된다. 검증된 유한요소 모델을 이용하여 시간이력해석을 수행하였으며 시간이력해석결과 경주 지진파 적용 시 가장 작은 결과가 나타났으며 이는 경주 지진파의 특성이 고주파 성분의 영역의 특성을 보이기 때문이다. 또한 곡선형 보의 곡률중심을 $45^{\circ}$로 감소시켜 동적 해석을 수행하였을 때 Lomaprieta 지진파의 Von-Mises 결과가 647.824MPa로 가장 큰 것으로 나타났다.

곡률 곡선보요소에 의한 곡선보의 고유치문제 해석 (The Analysis of Eigenvalue Problems of Curved Beam Using Curvature-Based Curved Beam Elements)

  • 양승용;신효철
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권12호
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    • pp.3020-3027
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    • 1993
  • Curved beam element has received attention because of its own usefulness and its bearing on general curved elements like shells. In conventional curved beam elements stiffness matrix is overestimated and eigensolutions are poor. To avoid this phenomenon it is necessary to use a large number of elements and, as a result, the total number of degrees of freedom is increased. In this paper the two-noded, with three degrees of freedom at each node, in-plane curvature-based curbed beam element is employed in eigen-analysis of curved beam. It is shown that the curvature-based beam element is very efficient in vibration analysis and also that it is applicable to both thin and thick curved beams.

전단변형을 고려한 비대칭 박벽 곡선보의 자유진동해석 (Free Vibration Analysis of Non-symmetric Thin-Walled Curved Beams with Shear Deformation)

  • Kim, Nam-Il;Kim, Moon-Young;Cheol, Min-Byoung
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.1-13
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    • 2003
  • 본 연구에서는 전단변형을 고려한 비대칭 박벽 곡선보의 자유진동해석을 수행할 수 있는 일반이론을 제시하기 위하여, 3차원 연속체에 대한 가상일의 원리로부터 전단변형 효과를 고려하고 비대칭 박벽단면과 ?(Warping)을 포함하는 변위장을 도심 축에 대해 정의한 후 곡선보의 변형도-변위관계로부터 공간 박벽 곡선보의 일반화된 탄성변형에너지와 운동에너지를 새롭게 유도한다. 또한, 전단변형이 고려된 곡선보의 총포텐셜에너지에 대해 변분을 취함으로써 평형방정식과 힘-변위관계를 제시한다. 한편, 제시된 이론에 대해 등매개 보요소를 도입하여 유한요소 정식화를 수행하였으며 곡선보의 동적 거동특성을 조사하기 위하여 전단변형, 곡률효과 그리고 진동모드에 대한 매개변수 연구를 수행한다. 마지막으로, 본 연구의 타당성을 입증하기 위하여, 다양한 해석예제에 대한 3차원 고유진동수를 산정하고 타 연구자들의 결과 및 ABAQUS의 쉘요소를 이용한 해석결과와 비교ㆍ검증한다.

곡선부 시각왜곡현상을 고려한 인지곡선반경 산정에 관한 연구 (Estimation of Perceived Curve Radius Considering Visual Distortion at Curve Sections)

  • 신재만;박제진;손상호;하태준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제30권4D호
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    • pp.395-402
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    • 2010
  • 도로 곡선부에서는 운전자의 시각변화로 인해 속도변화가 크게 발생하여 직선부에 비해 상대적으로 사고심각도가 크게 나타난다. 특히, 곡선부에서 발생하는 위험요소 중 하나인 시각왜곡현상은 도로 기하구조에 따라 다르게 나타난다. 실제 곡선부 시각왜곡현상은 도로설계 시 반드시 고려되어야 하는 주요 설계요소임에도 불구하고, 이에 대한 정량적 설계기준 수립연구가 미흡한 실정이다. 이에 시각왜곡현상을 고려한 곡선부 도로 설계기준 수립이 절실히 요구되어진다. 본 연구에서는 곡선부 운전자 행태와 운전자 시각특성 및 인지곡선반경에 관한 선행 연구를 고찰하고, 지방부 2차로 곡선부 시각왜곡현상을 고려하여 수학적 기법을 적용한 이론적 인지곡선반경 모형식을 개발하였다. 또한, 이론적 인지곡선반경 모형식을 토대로 이론적 시각왜곡도를 산출한 후, 기존 연구의 경험적 시각왜곡도와 비교 분석을 통하여 이론적 인지곡선반경 모형식의 오차범위를 검증하였다. 그 결과, 이론적 인지곡선반경 모형식에서 실제 곡선반경이 증가할수록 오차범위가 감소하는 추세로 나타나 실제 도로 곡선부의 특성을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 토대로, 향후 도로 곡선부 설계시 안전상의 결함을 사전에 제거함으로써 도로 곡선부 위험요소를 최소화하고, 인간공학적 도로설계기준 개발 향상에 이바지할 수 있을 것으로 판단된다.

원자력 배관용 스테인레스강의 파괴저항곡선 예측

  • 장윤석;석창성;김영진
    • 한국원자력학회:학술대회논문집
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    • 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
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    • pp.796-802
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    • 1995
  • 본 연구의 목적은 원자력 배관용 스테인레스강의 J-R곡선을 예측하기 위한 2가지 방법 올 제시하는 것이다. 첫 번째 방법에서는 균열길이/시편폭 비를 변수로 한 탄소성 유한요소해석을 수행하여 파괴변형률에 근거한 P-$\delta$곡선을 얻고, 이 결과로부터 일반궤적법을 응용하여 J-R곡선을 구하였다. 두 번째 방법에서는 $\sigma$-$\varepsilon$곡선과 J-R곡선의 상관관계를 통계처리하여 응력-변형률시험결과로부터 J-R곡선을 예측할 수 있는 실험식을 제시하였다. 본 연구에서 제시한 방법들을 이용하여 구한 예측결과는 실험결과와 대체로 잘 일치하였다.

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B-스플라인 텐션 곡선을 이용한 음악 편곡 (Harmony Arrangements using B-Spline Tension Curves)

  • 유민준;이인권;권대현
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2006년도 학술대회 1부
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    • pp.393-399
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    • 2006
  • 음악을 들을 때 사람이 인지할 수 있는 긴장감을 뜻하는 텐션(tension)은 조성음악의 기본을 이루는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 임의의 곡의 텐션의 움직임을 B-스플라인 곡선을 이용하여 표현하고 이 곡선을 수정하여 음악의 긴장도를 조정할 수 있는 방법을 제안한다. 먼저, 우리는 음악에서 사용되는 다양한 코드들의 긴장도를 측정하는 방법세 가지를 제안한다. 첫 번째는 러달이 제시한 5도권 기반의 코드 거리 측정방식을 개량한 것이며, 두 번째는 츄가 제시한 나선형 모델의 거리 측정 방식을 응용한 것이며, 세 번째는 크럼한슬이 제시한 특정한 조성에서 각 구성 음들의 안정도와 구성 음들 사이의 음정의 조화성을 이용한 방법이다. 이 방법들을 이용하여 우리는 음악이 지니고 있는 긴장도를 수치적으로 나타낼 수 있다. 다음으로 B-스플라인 곡선을 이용하여 전체 곡의 텐션의 움직임을 표현한다. B-스플라인 곡선으로 표현된 텐션 곡선은 수정이 가해져 원곡의 긴장도를 변화시키는데 사용될 수 있다. 본 논문에서는 텐션 곡선의 높이를 이용하여 곡 전체의 긴장도를 변화시키는 방법과 스페이스-타임 최적화를 사용하여 특정 부분의 긴장도를 변화시키는 방법을 제안한다. 또한 B-스플라인 곡선을 통하여 새로운 코드 진행을 얻을 수 있는 방법을 소개한다. 게임이나 영화, 애니메이션에서 긴장되는 장면을 연출할 때 긴장감 있는 음악의 사용은 필수적인 요소이다. 본 논문에서 제안하는 방법을 통하여 음악의 긴장도라는 인지적인 요소를 B-스플라인 곡선이라는 수치적인 형태로 표현함으로써, 우리는 실시간으로 음악의 긴장도를 자동적으로 변화시킬 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안하는 방법은 게임 같은 인터렉티브한 환경에서 사용자의 몰입성을 증가시키는 방법으로 특히 효과적으로 사용될 수 있다.

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3차원(次元) 구조물(構造物)의 복합곡면(複合曲面)모델링-이론(理論) 및 알고리즘 (Composite Surface Modeling of Three-Dimensional Structures -Theory and Algorithms-)

  • 고현무;박영하
    • 대한토목학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.43-52
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    • 1990
  • 3차원 구조물이 형상모델링과 유한요소망 자료의 생성을 위한 복합곡면모델링시스템의 기본적인 논리체계를 제안한다. 본 모델러는 경계표현방식을 바탕으로 곡선망모델과 곡면모델의 이중적인 계층적 구조로 이루어져 형상의 생성과 수정시 그 작업과 자료처리를 간편하고 신속하게 수행한다. 곡선망모델의 모델링요소로서 새로운 개념의 모델링곡선을 정의하며, 모든 곡선분절의 표현은 호길이매개변수를 사용한다. 이는 초유한사상 또는 쿤즈 패취에 의한 곡면모델링시 다중연결 곡면의 정의를 가능하게 하고, 내부 격자망의 적합성을 유지할 수 있는 근거가 된다. 생성된 곡면은 곡면모델의 논리체계에 의해 자동적으로 꼭지점, 모서리와 패취의 위상학적 요소로 표현되어 내부자료로 저장된다. 모든 작업은 컴퓨터 그래픽스를 이용한 대화식 방식으로 수행된다. 유한요소망의 자동생성과 시스템의 운용에 관한 사항은 계속될 논문에서 다룬다.

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고속도로 평면선형상 사고빈도분포 추정을 통한 음이항회귀모형 개발 (기하구조요인을 중심으로) (Fitting Distribution of Accident Frequency of Freeway Horizontal Curve Sections & Development of Negative Binomial Regression Models)

  • 강민욱;도철웅;손봉수
    • 대한교통학회지
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    • 제20권7호
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    • pp.197-204
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    • 2002
  • 교통사고예측 및 예방을 위해서는 실제적으로 도로설계과정에서 제어가 가능한 도로 기하구조요소에 대한 사고관계를 파악함이 타당하다. 즉, 도로의 설계자는 도로건설에 앞서 기하구조요소와 사고와의 관계를 현장자료를 통해 정확히 밝혀 도로설계에 반영해야 한다. 이를 위해, 교통사고의 빈도분포를 박히는 것은 가장 기본이 되는 일이며, 교통사고 예측모형개발에 선행되어야 한다. 일반적으로 교통사고건수의 경우 분산이 평균보다 큰 과분산(overdispersion)의 특징을 가지고 있어 음이항 분포를 따른다고 알려져 있다. 따라서 본 논문은 사고모형의 개발에 앞서, 사고발생지점에 대한 도로설계요소와 기타 잠재적인 사고발생 관련요인이 비교적 잘 파악되어있는 호남고속도로를 중심으로 평면 선형상 곡선부에 대하여 교통사고의 분포를 적합도 검정을 통해 알아보고자 하였다. 사고자료는 한국도로송사의 호남고속도로 5년(1996∼2000)간 자료를 분석에 맞게 정리하였으며, 강민욱과 송봉수(2002)에서 제시한 평면선형에 있어서의 구간분할법을 이용하여 배향곡선구간과 단일곡선구간에 대한 사고분석을 하였다. 적합도 분석결과, 예상대로 음이항분포가 사고건수를 설명하기에 가장 적합한 확률분포로 제시되었으며, 이를 통해 최우추정법을 이용한 음이항회귀모형을 개발하였다. 구간분할법을 적용한 음이항회귀모형의 경우, 기존의 확률회귀토형에 비하여 높은 결정계수를 갖았으며, 모형에서 적용된 기하구조요소로는 차량 노출계수, 곡선반경, 단위거리 당 편경사변화값 등이다.

철도곡선부 개량에 따른 열차운행시간 단축효과에 관한 연구 (A Study on the Shortening Effect of Train Running Time as Railway curve sections improvement)

  • 조규전;이남수;정의환
    • 한국측량학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.229-239
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    • 1996
  • 교통기관으로서의 역할을 충분히 수행하기 위해서 철도속도향상을 통한 운행시간 단축은 인간의 생활양식 고급화 및 시간가치의 증대로 인해 절실히 요구되는 사항으로 부각되고 있다. 특히 열차운행속도에 매우 큰 영향을 주는 선형 요소는 곡선구간으로서, 우리나라의 경우 곡선구간이 많은 비율을 차지하고 있어 이 구간에서의 속도향상은 전체구간의 운행시간을 단축시킬 수 있기 때문에 우리나라의 선형에 대한 특성을 고려하여 곡선부 전체구간에 걸쳐서는 선형을 지배하고 있는 요소의 개량 및 부분적 개량방법으로 사용되는 완화곡선 연장기법을 각 단계에 걸쳐 주행안정성 및 승차감의 지표로서 이용하고 있는 횡가속도 값을 적용하여 속도향상를 통한 운행시간 단축효과를 얻었다. 이 결과 우리나라 선형조건상 곡선부 전구간을 개량하는 것이 운행시간을 단축하기 위해서는 완화곡선의 연장 방법 보다 효과적임을 나타내고 있다.

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