• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.8 no.5 s.39
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• pp.35-43
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• 2004

Small-scale models have been frequently used for seismic performance tests because of limited testing facilities and economic reasons. However, there are not enough studies on similitude law for analogizing prototype structures accurately with small-scale models, although conventional similitude law based on geometry is not well consistent in the inelastic seismic behavior. When fabricating prototype and small-scale model of reinforced concrete structures by using the same material, added mass is demanded from a volumetric change and scale factor could be limited due to aggregate size. Therefore, it is desirable that different material is used for small-scale models. Thus, a modified similitude law could be derived depending on geometric scale factor, equivalent modulus ratio and ultimate strain ratio. In this study, compressive strength tests are conducted to analyze the equivalent modulus ratio of micro-concrete to normal-concrete. Then, equivalent modulus ratios are divided into multi-phase damage levels, which are basically dependent on ultimate strain level. Therefore, an algorithm adaptable to the pseudodynamic test, considering equivalent multi-phase similitude law based on seismic damage levels, is developed. Test specimens, consisted of prototype structures and 1/5 scaled models as a reinforced concrete column, were designed and fabricated based on the equivalent modulus ratios already defined. Finally quasistatic and pseudodynamic tests on the specimens are carried out using constant and variable modulus ratios, and correlation between prototype and small-scale model is investigated based on their test results. It is confirmed that the equivalent multi-phase similitude law proposed in this study could be suitable for seismic performance tests on small-scale models.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2008.11a
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• pp.44.1-44.1
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• 2008

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.27 no.3
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• pp.199-206
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• 2014

In this paper, a scheme to evaluate the response variability for functionally graded material (FGM) beam with varying sectional area is presented. The randomness is assumed to appear in a spatial domain along the beam axis in the elastic modulus. The functionally graded material categorized as composite materials, however without the drawbacks of delamination and occurrence of cracks due to abrupt change in material properties between layers in the conventional composite materials. The functionally graded material is produced by the gradual solidification through thickness direction, which endows continuous variation of material properties, which makes this material performs in a smooth way. However, due to difficulties in tailoring the gradients, to have uncertainty in material properties is unavoidable. The elastic modulus at the center section is assumed to be random in the spatial domain along the beam axis. Introducing random variables, defined in terms of stochastic integration, the first and second moments of responses are evaluated. The proposed scheme is verified by using the Monte Carlo simulation based on the random samples generated employing the spectral representation scheme. The response variability as a function of correlation distance, the effects of material and geometrical parameters on the response variability are investigated in detail. The efficiency of the proposed scheme is also addressed by comparing the analysis time of the proposed scheme and MCS.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.18 no.1
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• pp.21-28
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• 2005

This study tries to analyzes the torque and engaging time generated in a micro-electromagnetic clutch by using FEM. For the purpose of design change and optimization of the micro-electromagnetic clutch, the torque prediction is very important. We employ a mathematical approach based on the electromagnetic principle. For torque prediction, real material properties are substituted to the constructed axi-symmetric FEM model to obtain the analytical torque and engaging time. The predicted torque and engaging time are compared with those obtained by experiments to discuss the validity of torque and engaging time analysis. The analytical results agrees well with experimental data, therefore explaining the validity of the torque and engaging time prediction method.

• Composites Research
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• v.12 no.5
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• pp.65-79
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• 1999

This paper descrives the method to analyzed the free vibratioin of supported composite cylindrical shells with a longitudinal, interior rectangular plate. To obtain the free vibration characteristics before the combination of two structures, the energy principle based on the classical plate theory and Love's thin shell theory is adopted. The frequency equation of the combined system is formulated using the receptance method. When the line load and moment applied along the joint are assumed as the the Dirac delta and sinusolidal function, the continuity conditions at the joint of the plate and shell are proven to be satisfied. The effects on the combined shell frequencies of the length-no-radius ratios and radius-to-thickness ratios of the shell, fiber orientation angles and orthotropic modulus ratios of the composite are also examined.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2007.06a
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• pp.29-33
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• 2007

최근의 반도체/display 관련 생산장비 및 검사장비들이 대형화/고속화 되어감에 따라 과거 stepping 방식에서 scanning 방식으로 전환된 장비들이 공정 상에 발생하는 과도응답 형태의 진동으로 인하여 제품 수율의 저하와 생산 효율의 감소를 가져오고 있다. 이러한 과도응답의 진동은 장비 자체의 가진력으로부터 발생하므로 건물 구조의 동강성 증대 방안이나 고효율의 방진 시스템 적용으로는 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 smart 재료인 MR유체를 이용한 MR damper를 이용하여 방진효율을 유지하면서 과도응답의 진동을 제어하기 위한 반 능동제어 방식의 방진/제진 시스템을 구성하였으며, 시스템 해석과 제어 시스템의 구성을 위하여 6자유도 강체 진동에 대한 운동방정식을 고려하였다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.5 no.1
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• pp.1-6
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• 2001

P파와 SV파와 입사할 때 비균질 퇴적층에서의 지진응답을 유한요소법과 경계여소법을 조합하여 해석하였다. 유한요소법을 사용하여 불규칙한 기하형상과 비균질 재료 특성을 모델링하였고, 경계요소법을 사용하여 인위적인 경계로부터 불필요한 파의 반사를 없앨수 있게 반무한 영역을 모델링하였다. 경계요소의 기본해는 반무한 영역문제에서 반드시 고려해야하는 방사조건을 자동적으로 만족시킨다. 따라서 외부영역과 내부영역의 접촉면에서 표면력의 평행조건과 변위의 연속조건을 사용하여 P파와 SV파에 의한 지진응답을 해석하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.352-355
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• 2010

본 논문에서는 내부 및 외부 긴장재로 보강된 PSC 거더의 가속도 응답 특성을 이용한 구조건전성 모니터링을 위해 실험 및 수치해석 결과를 비교 분석하는 연구를 수행하였다. 첫 번째로, 내부 및 외부 긴장재로 보강된 모형 PSC 거더를 제작하였다. 두 번째로, 모형 PSC 거더의 형상, 재료 및 경계조건과 긴장재의 배치를 고려하여 초기 유한요소모델을 설계하였다. 세 번째로, 다수의 내부 및 외부 긴장력 조건하의 모형 PSC 거더에 대한 동특성 추출 실험 및 수치해석을 수행하였다. 마지막으로, 실험결과와 수치해석 결과를 비교 분석하여 가속도 응답 특성을 이용한 내부 및 외부 긴장재로 보강된 PSC 거더의 구조건전성 모니터링에 대한 적용성을 검토하였다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.29 no.4
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• pp.317-325
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• 2016

In this study, nonlinear earthquake responses of a soil-structure interaction(SSI) system which is subjected to a three-directional ground motion are examined. The structure and the near-field region of soil, where the geometry is irregular, the material properties are heterogeneous, and nonlinear dynamic responses are expected, are modeled by nonlinear finite elements. On the other hand, the infinite far-field region of soil, which has a regular geometry and homogeneous material properties and dynamic responses is assumed linearly elastic, is represented by three-dimensional perfectly matched discrete layers which can radiate elastic waves into infinity efficiently. Nonlinear earthquake responses of the system subjected to a three-directional ground motion are calculated with the numerical model. It is observed that the dynamic responses of a SSI system to a three-directional motion have a predominant direction according to the characteristics of the ground motion. The responses must be evaluated using precise analysis methods which can consider nonlinear behaviors of the system accurately. The the method employed in this study can be applied easily to boundary nonlinear problems as well as material nonlinear problems.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.685-688
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• 2011

본 논문에서는 다양한 음향 가진에 따른 음향 응답을 유한 요소법을 통하여 효과적으로 계산하기 위한 새로운 모델 축소법을 제안한다. 일반적인 유한 요소법을 통한 기계구조물의 응답을 구하기 위해서는 음향 방정식의 강성 및 행렬을 구한 뒤 이들의 조합을 통한 동적 강성행렬을 구한 뒤 역행렬을 구하여 다양한 주파수 응답을 구하게 된다. 현재 컴퓨터 하드웨어의 발전과 소프트 웨어의 발전에 의하여 더 많은 유한 요소를 사용할 수 있게 되었고 이로 인하여 더욱 정확하고 넓은 대역의 음향 응답을 구할 수 있게 되었다. 그러나, 아직까지도 아주 복잡한 구조물의 음향 응답을 구하기 위하여 유한 요소를 무한정으로 증가할 수 없는 경우가 많다. 이를 해결하기 위하여 일반적으로 모델 축소법(Model order reduction) 기법을 사용한다. 이 모델 축소법은 기본적으로 전체 행렬을 아주 작지만 효율적인 작은 행렬로 바꾸어 응답을 예측하는 기법으로 mode superposition method, ritz vector method, quasi-static ritz vector method등이 있다. 기존의 모델 축소법은 기본적으로 질량 및 강성행렬이 가진 주파수에 영향을 받지 않는 행렬이라 가정한다. 그렇기 때문에 경계조건이나 다공성 재료를 모델링할 경우 가진 주파수에 영향을 받는 강성행렬과 질량행렬이 만들어지게 되어 기존의 모델 축소법은 효과적이지 못하게 된다. 이런 문제점을 해결하기 위하여 이 논문에서는 Quasi-static ritz vector method의 기본적인 개념을 확장하여 여러 개의 중심 주파수(Center frequency)에서 기저를 계산하고 이를 동시에 이용하는 Multi-frequency quasi-static ritz vector method를 제안한다.