• 대한토목학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.15-25
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• 1989

본 논문에서는 케이블의 기하학적 비선형성을 고려한 사장교의 정적 및 동적 해석방법을 제시하였다. 가상일의 원리와 유한요소법을 사용하여 기본식을 유도하였으며, 비선형 운동방정식의 해는 modified Newton-Raphson방법과 Newmark-${\beta}$-방법을 사용하여 구하였다. 사장교의 케이블은 단면적의 변화가 없이 인장력만 받을 수 있는 기하학적 비선형성을 고려한 3차원 트러스요소를 사용하였으며, 주형과 교탑은 3차원 선형 보요소를 사용하였다. 해석 적용예에서 대칭형 및 비대칭형 사장교의 정적거동과 이동하중에 의한 동적거동을 다루었으며 다른 방법에 의한 해석결과 및 실험결과와 비교하여 본 논문의 정당성을 입증하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.199-210
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• 2011

사장교의 케이블은 타 부재에 비해 단면적이 매우 작고 고응력 상태이므로 진동에 매우 민감한 부재이다. 따라서 사장교 케이블의 충격계수는 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 반영하여 평가하는 것이 합리적이다. 이에 본 연구에서는 차량 중량, 케이블 모델, 노면조도, 차량속도 및 차량간격의 설계변수를 고려하여 중앙경간 230m 및 540m의 강합성 사장교를 대상으로 차량 이동하중 해석을 수행하여 케이블의 충격계수를 평가하고, 현재 실무에서 사용되고 있는 영향선을 이용한 방법과 비교하였다. 본 연구에 사용된 노면조도는 ISO 8608 규정에 근거하여 랜덤 생성하였으며, 생성 회수에 따른 케이블 충격계수의 수렴 추이를 분석함으로써 결과의 신뢰도를 확보하였다. 또한, 차량모델은 9-자유도를 갖는 트랙터-트레일러 형식의 트럭 모델을 적용하였으며 차량의 운동방정식은 Lagrange운동방정식으로부터 유도하였다. 해석 대상 교량은 3차원 유한요소모델로 구축하였으며 보강형과 주탑은 보요소, 케이블은 등가탄성계수를 갖는 트러스요소를 사용하였다. 이동하중으로 인한 교량-차량 상호작용 해석에는 직접적분법을 사용하였으며, 교량의 변위 오차율이 허용 범위 내에 수렴될 때까지 반복 해석을 수행하였다. 그 결과, 실제 차량의 주행으로 발생하는 동적 효과를 고려하지 못하는 영향선 기법은 차량 이동하중 해석에 비해 측경간 단부 케이블의 충격계수를 과소평가할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국항공우주학회지
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• 제43권3호
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• pp.195-203
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• 2015

본 논문에서는 유한요소해석을 통하여 삼각형 태양돛에 대하여 동적거동을 연구하였다. 동적해석은 삼각형 태양돛 멤브레인에 인장하중이 가해졌을 때 발생되는 주름해석을 수행한 후, 이 상태에서 인장하중을 고정하고 모달해석을 수행하였다. 해석에서 주름 알고리즘을 채용한 멤브레인 요소법과 쉘 요소법의 두 가지 방법을 사용하였으며, 그 결과들을 수방법론적 관점에서 비교분석하였다. 주름을 고려하지 않은 경우에 대해서도 해석을 수행하여 동적특성 결과를 주름을 고려한 경우와 비교하였으며, 케이블 각도에 따른 영향에 대하여 체계적으로 조사하였다.

• 한국해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해양공학회 2004년도 학술대회지
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• pp.123-130
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• 2004

Ocean developments gradually move to deep-sea in the 21 century. A deep-sea unmanned underwater vehicle is one of important tools for ocean resource survey. A marine cable plays an important role for the safe operation of a deep-sea unmanned underwater vehicle. The first cable of a deep-sea unmanned underwater vehicle is excited by surface vessel motion and shows non-linear dynamic behaviors. A numerical method is necessary for analysing the dynamic behaviour of the first marine cable. In this study, a numerical program is estabilished based on a finite difference method. The program is appled to a 6000m long cable for a deep-sea unmanned underwater vehicle and shows good reasonable results.

• 대한토목학회논문집
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• 제9권3호
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• pp.1-12
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• 1989

사장교는 경간이 크기 때문에 발생하는 대변형 효과, 케이블의 현수 작용, 그리고 축력으로 인한 휨 강성 변화 등으로 비선형 거동이 나타난다. 사장교의 동적 거동은 구조물 안정성 검사를 위한 중요한 요소가 된다. 특히, 편재 이동하중이 작용하는 경우, 연직 변위와 비틂 변위는 복합될 뿐만 아니라 단면 좌우의 케이블 축력 변화도 중요한 동적 특성을 나타낸다. 본 연구에서는 편재 이동하중이 작용하는 사장교의 해석을 위한 이론적 연구와 유한 요소법을 제시하였고 이동 하중의 속도변화와 편심량의 크기에 따라 케이블의 장력과 절점 변위에 대한 동적 거동을 규명하였다. 본 연구에서 수행한 해석 결과에 따르면, 편재 이동 하중을 받는 사장교의 해석에서는 주형의 비틂과 이로 인한 케이블 축력 증가도 고려해야 할 것으로 사료된다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.146-151
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• 1992

이 논문에서는 스내핑 케이블(Snapping Cable)의 극단 인장력(Extreme Tension)이 연구되어지고 해석기법으로 클리핑-오프 모델(Clipping-off Model)을 이용하여 매개변수 연구(Parameter Study)가 수행되었다. 이 매개변수 연구에 의한 주어진 케이블의 초기 클리핑 발생 주파수 예측은 거친 해상에서 큰 동인장력(Large Dynamic Tension)이 발생되어 전체인장력(Total tension) 이 음의 값이 되는 스내핑현상이 일어날 수 있는 케이블의 동적 거동을 예견하기 위한 유용한 지침으로서 사용될 수 있을 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권1호
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• pp.118-125
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• 2012

본 논문은 가설 와이어 케이블 동적모델과 장력유지/이동 제어를 위한 작업로봇의 제어기 설계에 대하여 나타내었다. 제어기 설계를 위해서 로봇이 가설 와이어 케이블의 일정장력을 유지하고 당기면서 이동할 때 와이어의 길이 변화와 무게 변하의 영향을 고려한 와이어 동적모델을 나타내었다. 또한 와이어 동적모델에 기초하여 로봇 이동 시작에서 발생하는 장력이 수치해석에 의해 검토되었다. 가설 와이어 동적 모델에 기초하여 장력/이동제어를 위한 작업로봇이 구성되었고 두 동작이 서로 간섭이 억제되는 피드포워드 제어기가 설계되었다. 작업 로봇의 운전조건에 따른 시뮬레이션과 실제 실험결과는 그 유효성이 검증되었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.27-33
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• 2004

다중지점 지진입력에 대한 부유식 교량의 동적 응답해석을 수행하였다. 이 연구에서 사용한 부유식 교량은 수직방향으로는 이산 폰툰에 의해 지지되고 수평방향으로는 프리텐션 케이블에 의해 지지된다. 부유식 교량의 상부구조는 공간뼈대요소와 탄성현수케이블요소를 이용하여 모델링 하였고, 폰툰의 부가질량 및 부가감쇠는 경계요소를 이용하여 구하였다. 동수력 계수의 주파수 의존성을 고려하기 위해서 시간지연함수를 사용하여 해석을 수행하였다. 다중지점 지진입력은 교량의 양단과 케이블 앵커에서 도입하였고 응답의 시간이력을 동시가진 시와 비교하였다. 해석결과로부터 케이블 장력 등은 동시가진 시보다 다중지점 지진입력 시에서 더 큰 응답을 보임을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권1A호
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• pp.125-133
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• 2008

사장교의 장대화로 주탑 및 보강형과 더불어 사장 케이블의 동적 안정화에 많은 노력이 요구된다. 사장 케이블에서 동적 불안정은 주로 대칭 1모드와 역대칭 1모드에서 발생되며 대칭 1모드는 역대칭 1모드와 다르게 새그의 영향이 명확하게 나타나므로 기본진동수는 팽팽한 스트링으로부터 얻은 것과 상이한 결과를 제공하게 된다. 이러한 현상에 관해 Irvine, Triantafyllou, 안상섭 등은 해석적 기법을 통해 동적거동 분석을 수행하였다. 이들의 연구는 광범위한 영역의 Irvine Parameter에 대해 중요한 결과를 제시하였으나 특성점(Cross-Over Point 혹은 복합모드 형성점) 이후 영역에 대해서는 상이한 결과를 제시하였고 진동수방정식의 높은 비선형성으로 인해 해가 매우 민감한 난점이 있다. 본 연구는 사장 케이블 동적안정 문제에 주요한 모드들 중 새그의 영향이 가장 높은 대칭 1모드의 기본진동수에 초점을 맞추었으며 일반화된 역학적에너지에 경계조건을 만족시키는 진동형상을 적용하고 Rayleigh-Ritz 방법으로 해석적인 해를 제시하였다. 선행연구들과 다르게 본 연구는 선형적인 해를 제공하며 이에 따른 오차는 특성점 이내에서 3% 미만의 오차를 보였다. 또한, 사장 케이블이나 이에 준한 케이블은 특성점을 넘지 않으므로 공학적으로 충분한 가치를 갖는다고 볼 수 있다. 더불어 대칭 1모드에서 발생되는 갤로핑과 Parametric 공진대역을 분석하여 연구의 활용성을 확인하였다.

• 전기의세계
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• 제42권4호
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• pp.45-52
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• 1993

일반적으로 케이블 계통은 최고허용온도 부근에서 상시운전하는 경우는 거의 없다. 즉, 허용전류 계산시에도 충분한 여유가 있는 가정들을 근거로 계산하므로 허용전류 자체에 충분한 여유가 있을 뿐만 아니라 설계단계에서도 향후 부하의 증가를 고려하여 설계하므로 설계용량 부근에서 상시운전하는 경우는 거의 없다. 동태용량 산정기법은 가상부하에 따른 도체 및 유도의 예측, 열특성 파라메타의 변화에 따른 허용전류의 예측이 가능하며 특히 케이블의 과도특성을 이용하여 단시간의 허용전류를 상당히 증대(외국의 경우 정태용랴의 약2배)시킬 수 있는 장점이 있다. 따라서 정태용량 산정에 의한 설계 여유 및 운전중에 조건의 변화에 따른 허용전류의 여유를 예측 할 수 있는 동태용량 산정법은 케이블 부하조정의 융통성 뿐 만 아니라 케이블계통 사고시에도 적절히 대처할 수 있는 많은 융통성을 제공해 주게 된다. 아울러 동태용량 프로그램이 절연체의 수명손시평가법과 함께 해석된다면 케이블계통의 플렉시빌리티와 효율의 비약적인 증가를 가져올 뿐만 아니라 전체 계통의 신뢰도를 증가시킬 수 있는 장점등으로 인해 복잡한 도시에서 새로운 케이블 경과지 확보가 점점 어려워지는 추세에 따라 앞으로 동태용량 프로그램에 관한 연구개발이 활발해질 것으로 예견된다.