• Title/Summary/Keyword: 집중질량 모델

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슬래브의 유연성을 고려한 집중질량 모델링방법의 개선에 관한 연구

  • 권영철;이상훈;김종수
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1996.05d
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    • pp.346-351
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    • 1996
  • 현재 원전의 내진해석 절차에는 수직방향의 동적해석모델을 집중질량-보요소 모델로 나타내고 있으나, 층슬래브이 동적유연성을 합리적으로 고려할 수 있는 기준이 마련되어 있지 않다. 본 연구에서는 벽체로 지지된 4변고정 슬래브를 유한요소모델 및 집중질량모델로 이상화한 후 고유치해석 및 시간이력해석을 수행한 결과, 현재 층슬래브의 수직응답을 얻기 위해 통상적으로 사용되는 일련의 단자유도계 모델은 이에 상응하는 유한요소모델의 각 모드에 대한 평균응답밖에 주지 못함을 확인하였고, 각 모드 층슬래브의 최대응답을 얻기 위해서는 각 고유진동수가 최소한 이자유도계로 모델링되어야 하며, 이때 이자유도계에 분배할 질량 및 연결보의 강성크기가 각각 1:5와 1:6일때 잘 일치함을 확인하였다. 또한 이렇게 결정된 모델링 방법은 실제 전단벽 구조물의 해석을 통해 그 적용성이 입증되었다.

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Development of a New Lumped-Mass Stick Model using the Eigen-Properties of Structures (구조물의 동적 고유특성을 이용한 새로운 집중질량모델 개발)

  • Roh, Hwa-Sung;Youn, Ji-Man;Lee, Hu-Seok;Lee, Jong-Seh
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.16 no.4
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    • pp.19-26
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    • 2012
  • For a seismic design or performance evaluation of a structure, an experimental investigation on a scale model of the structure or numerical analysis based on the finite element model is considered. Regarding the numerical analysis, a three-dimensional finite element analysis is performed if a high accuracy of the results is required, while a sensitivity or fragility analysis which uses huge seismic ground motions leads to the use of a lumped-mass stick model. The conventional modeling technique to build the lumped-mass stick model calculates the amount of the lumped mass by considering the geometric shape of the structure, like a tributary area. However, the eigenvalues of the conventional model obtained through such a calculation are normally not the same as those of the actual structure. In order to overcome such a deficiency, in this study, a new lumped mass stick model is proposed. The model is named the "frequency adaptive-lumped-mass stick model." It provides the same eigenvalues and similar dynamic responses as the actual structure. A non-prismatic column is considered as an example, and its natural frequencies as well as the dynamic performance of the new lumped model are compared to those of the full-finite element model. To investigate the damping effect on the new model, 1% to 5% of the critical damping ratio is applied to the model and the corresponding results are also compared to those of the finite element model.

Accuracy Improvement of Simplified Liquid Storage Tanks Seismic Design (유체저장탱크 단순화 모델의 정확도 향상을 위한 내진설계변수 산출)

  • Song, Soo-Young;Lee, Kang-Won;Kim, Jun-Hwi;Lim, Yun-Mook
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.285-288
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    • 2010
  • 유체저장탱크가 외부로부터 지진과 같은 동적하중을 받게 될 경우 유체와 구조물의 상호작용(Fluid-Structure Interaction)으로 인하여 일반적인 구조물과는 상이한 거동을 보이게 된다. 이러한 복잡한 상호작용을 고려하여 현재 내진 설계에서는 Housner와 Haroun의 이론을 적용한 단순화 모델들이 사용되고 있다. 이들 모델은 유체의 거동을 대류(convective) 성분과 충격(impulsive) 성분으로 구분하여 집중질량으로 단순화 한다. 하지만 점차 대형화되고 있는 유체저장탱크의 정확한 동적 거동 특성을 파악하고, 지진하중과 같은 방향성을 가진 하중에 대한 구조물의 정확한 응답을 해석하려면 단순화 모델의 적용성 검토가 필요하다. 본 연구에서는 지진하중을 받는 유체저장탱크의 동적거동을 집중질량 모델과 3차원 모델을 이용하여 해석하였다. 나아가 해석결과의 차이를 분석하여 단순화 모델의 정확도 향상을 위한 내진설계변수 산출에 관하여 향후 연구방향을 제시하였다.

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The Influence of Two Attactched Masses on the Stability Analysis of a Free-Free Timoshenko Beam under a Follower Force (종동력을 받는 자유 Timoshenko보의 안정성 해석에 미치는 두개의 부가질량의 영향)

  • Ryu, Bong-Jo;Sugiyama, Yoshihiko
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.12 no.4
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    • pp.39-45
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    • 1995
  • 본 논문은 복수 집중질량을 갖고 제어 종동력을 받는 자유 Timoshenko보의 동적 안정성에 관한 것으로, 비행중의 미사일이나 로켓의 연료탱크, Payload등의 기계장치부를 복수의 집중질량으로 간주하여 이러한 항공우주 구조물들이 추진력인 종동력을 받을때에 대한 계의 동적 안정성을 판별한다. 수학적 모델에 대한 운동방정식은 확장된 해밀톤 원리를 이용한 유한요소법에 의해 유도되며, 복수 부가질량의 위치 및 크기변화, 센서의 위치 및 게인(gain)의 변화에 따른 계의 안정성 지도(stability maps)를 보여준다. 또한 보의 전단 변형이나 회전관성의 효과 뿐만아니라, 추질력의 방향이 제어되는 경우와 제어되지 않는 경우에 대한 최대 추진력 값이 수치 시뮬레이션을 통해 예측된다.

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Lumped Parameter Model of Transmitting Boundary for the Time Domain Analysis of Dam-Reservoir System (댐의 시간영역 지진응답 해석을 위한 호소의 집중변수모델)

  • 김재관;이진호;조정래
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.4
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    • pp.27-38
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    • 2001
  • A mechanical lumped parameter model is proposed for the dynamic modeling of a semi-infinite reservoir. A semi-analytic transmitting boundary is derived for a semi-infinite 2-D reservoir of constant depth. The characteristics of the solution are examined in both frequency and time domains. Mass, damping and spring coefficients of the mechanical model are obtained to preserve the major features of the solution such as eigenfrequencies and the shapes of Bessel functions that appear as kernels in the convolution integrals. The lumped parameter model in its final form consists of two masses, a spring and two dampers for each eigenfrequency. Application examples demonstrated that the new lumped parameter model could be used for the time domain analysis of dam-reservoir systems.

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구속 받는 유연 매니퓨레이터의 병렬 위치/힘 제어

  • Kim, Jin-Soo;Uchiyama, Masaru
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.17 no.3
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    • pp.76-82
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    • 2000
  • 본 논문에서는 환경에 구속 받는 유연 매니퓨레이터의 힘/위치에 대하여 논하고자 한다. 일반적으로, 유연 매니퓨레이터의 모델링 방법은 분포 정수 모델과 집중 정수 모델로 분류할 수 있다. 전자인 분포 정수 모델을 이용해서는 평면 1 링크, 2 링크를 대상으로 한 위치/힘 제어는 가능하나, 운동 방정식의 복잡성으로 인하여 실시간에서 다 링크 다 관절 유연 매니퓨레이터의 힘/위치를 제어하기는 어렵게 여겨져 왔다. 본 논문에서는 집중 정수 모델링 방법인 집중 스프링 질량 모델(Lumped Spring Mass Model)을 이용하여 환경에 구속받는 유연 매니퓨레이터의 운동 방정식을 산출했다 이 모델을 실험기인 유연 매니퓨레이터 ADAM(Aerospace Dual Arm Manipulators)에 적용하여 실시간 위치/힘 제어 실험을 행하였으며, MATLAB를 이용하여 해석했다. 또한, ADAMS$^{TM}$ FEM를 이용하여 분포 정수 모델을 도출하여, 해석하였으며, 이 결과와 집중 정수 모델을 이용한 MATLAB 해석의 결과, 그리고 실험 결과를 비교 분석하여 본 논문에서 제안한 구속받는 유연 매니퓨레이터의 집중 정수 모델 타당성을 입증시켰다.

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Seismic Fragility Analysis of Ground Supported Horizontal Cylindrical Tank (수평원통형 저장탱크의 지진취약도 해석)

  • Chaulagain, Nabin Raj;Sun, Chang-Ho;Kim, Ick-Hyun
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.23 no.7
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    • pp.145-151
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    • 2019
  • The fragility analyses for the partially filled horizontal cylindrical tank having a flexible wall were conducted to evaluate seismic performance. An equivalent simplified model with two lumped masses representing to impulsive and convective masses was used to represent the liquid storage system. This simplified model was validated by comparing its time history analysis results with the 3D FSI model results. The horizontal tank was analyzed under bi-directional excitations. Seismic fragility curves for the stability were developed in transverse and longitudinal directions. Fragility curves show that seismic damage for the horizontal storage system is more susceptible in the transverse direction.

Lumped Modeling of Thermal Inkjet Print Head (열 잉크젯 프린트헤드의 집중질량 모델링)

  • Lee You-Seop
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.30 no.10 s.253
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    • pp.942-949
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    • 2006
  • A lumped model is proposed to predict liquid ejection characteristics of a thermally driven inkjet print head. The model is based on a two-dimensional heat conduction equation, an empirical pressure-temperature equation and a nonlinear hydraulic flow-pressure equation. It has been simulated through the construction of an equivalent R-C circuit, and subsequently analyzed using SIMULINK and a circuit simulation tool, PLECS. Using the model, heating and cooling characteristics of the head are predicted to be in agreement with the IR temperature measurements. The effects of the head geometry on the drop ejection are also analyzed using the nonlinear hydraulic model. The present model can be used as a design tool for a better design of thermal inkjet print heads.

A study on improving valve train performance by a dynamic model analysis (동적모델 해석에 의한 밸브기구 성능개선에 관한 연구)

  • 전혁수;박윤식
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.10 no.6
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    • pp.837-844
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    • 1986
  • Valve motion is one of the most important factors which affect on engine noise and efficiency. Since engine valve train is characterized as a spring-mass system, its dynamic response should be analyzed for varing operation RPM range. In this paper, a OHV type valve train motion was studied by dynamic model analysis. A five degrees of freedom model was set up and simulated for different operating conditions. Also in order to varify the usefulness of the model, the valve displacement and the pushrod force were directly measured for varying RPMs and compared with the simulation results. Then sensitivity analysis was done with the five degrees of freedom model in order to suggest for valve train design change.

The Motion Response of an Oil Boom with Flexible Skirt (유연한 스커트를 가진 오일붐의 운동응답해석)

  • 성홍근;조일형;최항순
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.7 no.2
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    • pp.156-162
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    • 1995
  • A numerical method for a 2-D oil boom model considering the flexibility of skirt has been developed The neater is assumed rigid and the skirt is tensioned membrane having a point mass at its end The fluid motion is potential. The kinematic condition which demands the continuity of the displacement is imposed at the joint between the floater and the skirt. The dynamic condition for the point mass is imposed at the bottom end of the skirt. The numerical method is based on the Green's function method in the frame of linear potential theory. It finds it's solution simultaneously from the total system of three equations, integral equation, the equation of motion of the floater and the equilibrium equation of the deformation of the skirt. Integral equation is derived by applying the Green's theorem to radiation potential and Green's function. Proper descretization of those three equations leads to the system of a linear algebraic equation. Due to the flexibility of skirt the motion of floater can be diminished in some range of wave frequency and furthermore the mechanism of resonance of the oil boom can be changed. The motion responses of various oil booms have been compared varying the length of the skirt and the point mass. The numerical method has been validated indirectly from the good correspondence between the motion responses of the flexible skirt model and the rigid skirt model in low frequency limit.

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