• 제목/요약/키워드: 유연도 행렬

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유연도 행렬을 이용한 전단빌딩의 유전자 알고리즘 기반 손상추정 (Damage Detection in Shear Building Based on Genetic Algorithm Using Flexibility Matrix)

  • 나채국;김선필;곽효경
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.1-11
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    • 2008
  • 전단빌딩에 발생한 손상 추정에 있어서 대상 구조물의 물성치를 가정하고 이상화한 모델을 이용한 역해석이 필요하다. 강성행렬을 이용하는 고전적인 손상추정 방법에 비해 유연도 행렬을 이용한 손상추정은 구조물의 저차모드를 이용하기 때문에 비교적 정확한 값을 계산할 수 있기 때문에 더 효과적으로 알려져 있다. 이 논문에서는 손상추정을 위한 알고리즘으로 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 도입하였고, 구조 응답에서 취득할 수 있는 유연도 행렬을 이용하여 역해석을 통한 손상추정 기법을 소개하고 있다. 제안된 손상추정 기법은 전단빌딩의 강성에 대한 정확한 정보가 없는 상황에서 전단빌딩의 손상으로 인한 실제 강성변화량을 추정하도록 하였다. 더불어 open source code인 OPENSEES를 이용하여 전단빌딩 수치해석을 통해 제안된 손상추정 기법의 효율성을 검증하였다.

속이 찬 실린더와 평판의 접합부에 관한 연구

  • 김윤영
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권12호
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    • pp.2241-2251
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    • 1992
  • 본 연구에서는 Fig.1에서와 같은 축대칭 평판과 속이 찬 실린더(이하 단순히 실린더라고만 칭함)가 붙은 구조물에서 실린더의 끝단효과가 응력분포에 미치는 영향 을 해석해를 사용하여 고려해 보고자 한다. 이를 위해 얇은 평판에서는 2차원 고전 평판 이론을, 등방성 실린더에서는 끝단효과를 고려하기 위해서 3차원 선형 탄성이론 을 사용하고자 한다. 실린더와 평판의 접합부에서, 평판의 이차원 해와 실린더의 3 차원 해를 연결시키기 위해 접합부에서의 실린더의 유연성을 나타내는 유연성 행렬을 유도한다. 이러한 실린더의 유연성 행렬은 원형평판의 내부 경계조건으로 사용되는 데, 이와 유사한 해석절차는 셀구조물에 활용되어 왔다.

FMS에 있어서 공정할당 및 대체 가공경로를 고려한 셀 형성모델 (Cell Formation Models Considering Loading, Alternative Routes, and Operations in a FMS)

  • Chung, Byung Hee;Yoon, Chang Won
    • 산업경영시스템학회지
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    • 제22권51호
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    • pp.73-87
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    • 1999
  • 본 연구에서는 다양한 종류의 공정을 수행할 수 있는 가공장비와 자동화된 물류 운반시스템으로 구성된 FMS의 효율적 운영을 위해 셀 제조방식의 개념을 도입한 다수의 유연셀 형성 방법을 제시하고 있다. 서로 독립적인 유연셀의 형성을 위해 FMS의 장점인 공정유연성을 최대한 활용할 수 있도록 기계-공정 행렬과 부품-공정 행렬에 기초한 2 종류의 새로운 유사도 계수와 예외적 요소의 수를 최소화하기 위한 셀 형성 알고리즘을 개발하였다. 두 행렬들은 다공정 수행가능기계간 유사도와 기계셀과 부품간 비처리 능력지수 산출의 기초자료로 사용된다. 알고리즘은 예외적 요소의 수를 최소로 하면서 셀의 수를 최대로 하는 정리에 기초하여 공정을 기계에 할당하며, 다수의 대체경로가 유연셀내에서 형성될 수 있도록 크게 2 단계로 구성되어 있다. 마지막으로 수치예제와 함께 예외적 요소의 발생수를 척도로 하여 기존의 방법들과 비교, 평가하고 있다.

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유연도행렬 및 질량관성행렬의 축약을 이용한 결합체결 구조부의 등가 계수행렬 요소 모델링 (Equivalent Coefficient Element Modelling for a Jointed Structure Using the Reduction of Flexibility and Mass Matrices)

  • 최영휴;신중호;정원지;박종권;조재혁
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.655-660
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    • 2000
  • This paper presents the construction of consistent coefficient matrix elements for jointed structures using the reduction of flexibility and mass matrices. The reduced flexibility coefficient matrix hat little structural complexity than Guyan's stiffness matrix reduction since the only element of the original matrix, corresponding to the selected nodal degrees of freedom, contributes. The proposed method was applied to building equivalent coefficient matrices for a clamp jointed structure in finite element modal analysis of a cantilevered beam. The theoretical analysis results were compared with those experimental modal analysis, Comparison of both shows good agreement each other.

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유연도법에서의 기하학적 비선형 모델 (Geometrically Non-linear Model in Flexibility Method)

  • 권민호;김진섭
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.63-66
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    • 2011
  • 유연도법 기반의 공식화에서는 변위영역의 형상함수를 라그랑지언(Lagrangian)보간법에 의한 곡률로부터 횡방향 변위를 유도한다. 곡률변위보간법으로 유도한 매트릭스를 사용한 기하학적 비선형 해석방법과 강성도법을 기반으로 한 비선형 기존의 유한요소 해석 프로그램의 결과를 비교하여 적용이 가능함을 확인하였고, Spacone의 이론을 확장시켜 기하학적 비선형 거동을 예측할 수 있는 유연도법의 알고리즘을 제안하였다. 예제를 통하여 실제 문제에 대한 기하학적 비선형 해석을 수행하였다.

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모드유연도 행렬 변위를 이용한 전단빌딩의 정량적 손상평가 방법 (Damage quantification of shear buildings using deflections obtained by modal flexibility)

  • 성승훈;구기영;정형조
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2011년도 정기 학술대회
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    • pp.44-47
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    • 2011
  • 본 논문에서는 상사진동에서의 응답을 통해 구성된 모드유연도 행렬에 의해 추정되는 변위/변형을 이용해 전당빌딩의 손상을 정량적으로 평가하는 방법을 제시하였다. 제안된 방법은 전단빌딩의 손살발생 후의 층간변위와 손상발생 전 후의 층간변위 차이인 Damage-induced inter-story deflection(DI-ID)의 관계를 이용해 손상을 정량적으로 평가하는 방법이다. 구조물이 양전단력만을 발생시킴으로써 층간변위를 분명히 파악할 수 있도록 하는 양전단력 탐색하중(Positive Shear Inspection Load)을 통해 DI-ID를 산정한다. 제안된 방법의 검증을 위해 5층의 전단빌딩 축소모형을 대상구조물로 선정했으며, 단일손상과 다중손상의 모사를 위해 1층과 3층의 휨강성을 각각 10% 씩 저감시켰다. Static test와 modal test를 통해 각각의 결과를 비교하는 방법으로 제안된 방법의 성능검증을 수행했으며, 축소모형실험 결과, 두 실험간 평균오차 1% 이내로 정확도를 검증했다.

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탄성지반과 판의 접촉압력해석에 관한 연구 (A Method of Contact Pressure Analysis between Half-space and Plate)

  • 조현영;정진환;김성도;한층목
    • 대한토목학회논문집
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    • 제12권1호
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    • pp.1-8
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    • 1992
  • 지반을 반무한 탄성체로 가정할 때 판과 지반간의 접촉압력을 유한요소법으로 해석하는 방법은 크게 두 가지로 생각할 수 있다. 그중 가장 직접적인 방법은 판과 지반을 모두 요소로 분할하는 방법이다. 즉 판은 평판요소로 지반은 유한한 범위에서 입체요소로 분할하는 방법을 말한다. 이 방법은 지반의 강성도행렬이 과대해지고 만약 상부구조가 판이 아닌 큰 규모의 구조물일 경우에는 전체강성도행렬이 너무 커지고 강성도행렬의 대폭도 대단히 커지게 되어 실용적 방법이라 할 수 없다. 또 한 가지 방법은 반무한 탄성체의 표면에 집중하중이 작용하는 경우에 대한 Boussinesq의 해를 이용하여 지반전체를 한개의 요소로 취급하는 방법이다. 이 방법을 택할 경우에는 판과 지반의 총접촉절점수와 같은 차수인 유연도행렬의 역을 구해야 한다. 더구나 유연도행렬은 대폭이 행렬의 차수와 동일하고 비대칭이므로 그 역을 구하는 것이 결코 실용적이라 할수 없다. 본 연구에서는 역행렬을 구하는 과정을 회피하는 한가지 방법으로 접촉절점에서의 접촉압력을 먼저 구하여 반력분포를 결정한 다음 상부구조와 지반의 변위 및 응력을 개별적으로 구하는 방법을 사용한다. 이 방법은 Cheung 등이 최초로 사절점 직사각형요소에 대하여 이론상으로만 제안한 것이나, 판의 절점위치에서의 등가접지압이 일정한 지배영역에 등분포한다고 가정하고 있다. 본 연구에서는 8절점 등매개변수요소를 이용하여 곡선경계의 요소분할이 가능하도록 하였고 판의 한 요소와 접하는 지반영역을 Gauss 적분의 가중값과 통일한 넓이의 소영역들로 분할하여 각 소영역에 Gauss 적분점에서의 접지압이 등분포한다고 보고 계산한 점이 다르다.

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Neon 을 사용한 $4{\times}4$ 행렬의 역행렬 연산 (Calculating an inverse of a $4{\times}4$ matrix using Neon)

  • 오유연;이창건
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2012년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.39 No.1(C)
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    • pp.344-346
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    • 2012
  • 스마트폰에서의 3D 게임/애플리케이션에 대한 사용자의 요구는 나날이 증가하고 있다. 3D 게임/애플리케이션은 내부적으로 $4{\times}4$ 행렬을 가지고 여러 가지 좌표 변환을 수행하기 때문에, 보다 빠른 3D 그래픽스 처리를 위해서는 $4{\times}4$ 행렬 연산의 최적화가 필수적이다. $4{\times}4$ 행렬 연산중에 역행렬 연산에 대해 살펴보고, ARM 프로세서에서 지원하는 Neon 연산자를 이용해서 $4{\times}4$ 행렬의 역행렬 연산을 개선할 수 있다.

일반적인 유연조인트 로봇에 부합되는 견실제어설계 (Robust control design applicable to general flexible joint manipulators)

  • 김동환;챈 예화
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.10-18
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    • 1998
  • 불확실한 변수와 비선형성을 가지는 유연조인트 로봇의 견실제어 방안을 제시한다. 그리고 본 시스템에서 불확실구조는 일치성을 유지하지 않는 불일치성 불확실 시스템이다. 제어기는 리아노프의 방안에 근거를 두고있다. 견실제어는 연산토크법을 사용하고 삽입제어기법을 통하여 좌표변환을 통해 구성된다. 제어기 설계과정은 우선 연산토크방법에 의해 시스템 동역학에서 정격부분을 선형으로 2개의 부분시스템으로 구성한다. 이후 좌표변환을 이용하여 각 부분시스템에 제어기를 구축한다. 이 방안을 통하여 관성 행렬이 알려진 값인 경우 이 행렬의 상위한계 조건없이 제어기를 설계할 수 있다. 따라서 임의의 형태의 로봇에도 적용 가능한 제어알고리즘이 된다. 설계된 견실제어는 변환된 시스템이나 원시스템 모두 실용적 안정성을 보장한다. 이 변환은 단지 불확실변수의 최대 한계값의 정보만을 요구한다.

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유한 요소 정식화를 이용한 해상 크레인 붐(boom)의 탄성체 모델링 (Elastic Boom Modeling of a Floating Crane based on Finite Element Formulation)

  • 박광필;차주환;이규열
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.192-195
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    • 2010
  • 본 논문에서는 해상 크레인과 중량물의 동적 거동을 시뮬레이션하기 위해, 유한 요소 정식화(finite element formulation)를 이용하여 해상 크레인의 붐(boom)을 탄성체로 모델링 하였다. 붐은 3차원 탄성 빔(beam) 요소로 가정하고, 각 요소의 변형에 의한 변위는 형상 함수(shape function)과 절점 좌표(nodal coordinate)를 이용하여 정의하였다. 변형 변위를 이용하여 탄성 붐의 강성 행렬(stiffnes matrix)을 유도하고, 탄성 변위를 포함하는 위치 벡터를 이용하여 질량 행렬을 유도한다. 해상 크레인과 중량물로 이루어진 운동 방정식에 탄성 붐을 포함하여 유연 다물체계(flexible multibody system) 운동 방정식을 구성한다. 외력으로는 선박 유체정역학적 힘, 유체동역학적 힘, wire rope의 장력, 중력 그리고 계류력(mooring force)이 고려되었다. 먼저 요소의 개수를 변경하며 탄성 붐의 동적 거동을 시뮬레이션 하여, 유한 요소 정식화를 이용한 모델링의 타당성을 검증하였다. 그리고 해상 크레인과 중량물의 동적 거동 시뮬레이션에 탄성 붐 모델을 적용하였다.

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