• 한국수학사학회지
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• 제20권4호
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• pp.93-104
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• 2007

현수교는 기둥 설치가 용이하지 않은 환경에 적용할 수 있는 혁신적인 교량 건설 방법으로 사람들의 관심을 끌어왔다. 그러나 Tocoma Narrows Bridge의 붕괴이후 안전상의 문제가 제기되었으며, 많은 비용이 지불되는 교량 건설에 시행착오를 줄이고자 현수교 방정식에 대한 연구가 시행되었다. 이 논문에서는 다양한 현수교 방정식의 모델을 정리하여 현수교 방정식의 차후 연구 방향을 제시하고자 한다.

• 한국수학사학회지
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• 제18권2호
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• pp.107-116
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• 2005

현수교 방정식은 비선형 동역학 시스템 중 점프가 일어나는 비선형 부분을 갖는 대표적인 예이다. 터코마 내로스(Tacoma Narrows) 현수교의 붕괴 이후 현수교 유사한 조건에 대한 연구 및 현수교의 안정성에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 이 논문에서는 현수교 방정식의 모델링과 해의 존재성 및 다중성 연구에 대하여 조사하였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제8권6호통권40호
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• pp.1-11
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• 2004

이전의 연구(1)에서는 해석적 및 수치적 방법을 사용하여 전단변형 및 회전관성효과를 고려하는 현수교의 수직진동에 대하여 유한요소법을 이용하여 이동하중 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 Hermitian 다항식을 사용하는 현수교요소를 이용하여 현수교의 수직진동에 대한 고유치 해석을 수행하고 이를 이용한 현수교요소와 차량 및 열차와의 상호작용을 고려한 운동방정식을 유도한다. 이와 같이 모드중첩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 수치적분방법으로 Newmark $\beta$ Method를 사용하여 동적해석을 수행하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.49-60
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• 2014

해협횡단 교량으로서 적용사례가 증가될 것으로 예상되는 다경간 현수교에 대한 거동을 간략하면서도 정확히 해석하기 위하여, 현수교에 대한 고유의 해석이론인 처짐이론 해석방법을 사용할 수 있다. 본 연구에서는 처짐이론 방법을 이용한 4경간 현수교의 구조해석을 수행하였다. 거더를 축인장력을 받는 단순보로 고려하였고, 연직방향 하중 및 지점부 모멘트에 의한 단순보의 수직변위를 산정하여, 이 변위가 케이블의 적합방정식을 만족할 때까지 반복해석을 수행하였다. 유한요소해석의 결과와 비교하여 모든 주탑의 휨강성을 고려하는 처짐이론 해석의 결과를 검증하고, 주케이블과 탑정부 간의 구속조건 변화에 따른 다양한 케이블 적합방정식을 이용하여, 4경간 현수교에서의 주탑 휨강성의 중요성을 확인하였다. 또한 중앙주탑 휨강성의 변화에 따른 간단한 변수해석을 수행하여 그에 따른 거동을 파악하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.669-677
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• 2011

다경간 현수교란 3개 이상의 주탑을 가지는 현수교로 중앙부에 주 경간을 2개 이상 가지는 현수교이다. 다경간 현수교 설계시 중앙주탑과 측주탑의 적절한 강성비를 가지도록 설계하는 것이 경제성이나 구조적인 효율성 측면에서 중요하다. 본 연구는 다경간 현수교의 중앙주탑과 측주탑의 적절한 강성비를 찾기 위해 다경간 현수교의 거동을 용이하게 파악할 수 있는 간편한 방법을 제안하는 것을 목적으로 하고 있다. 그 방법으로 다경간 현수교의 주케이블을 등가의 케이블 스프링으로 이상화하고, 주케이블에 작용하는 장력을 주탑상단에 수평력과 수직력의 외력으로 치환시키는 방법으로 다경간 현수교를 등가 다경간 현수교 모델로 치환하였다. 등가 다경간 현수교 모델에 대한 평형방정식을 유도하고 비선형해석을 통해 방정식의 해를 구하였다. 중앙지간장 3,000m의 4경간 현수교의 FEM 해석을 통해 각 주탑에서 발생하는 변위와 모멘트 반력을 계산하고, 이 결과를 등가 4경간 현수교 모델의 해석결과와 비교하여 본 연구의 연구결과를 검증하였다. 검증 결과, 본 연구의 제안방법은 FEM 해석결과와 비슷한 경향을 나타내었다.

• 산업기술연구
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• 제17권
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• pp.125-130
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• 1997

이 논문에서는 비선형 빔방정식을 이용할 수 있는 현수교방정식의 존재하는 해의 개수를 조사하였다. 외부에서 주어지는 함수가 주기함수일 경우에 나타나는 여러 가지 성질들을 조사하였으며 주어진 항들의 계수가 상수인 경우 어떤 범위에서 몇 개의 해가 존재할 수 있는지를 조사하였다. Leray-Schauder degree를 이용하여 존재할 수 있는 해의 개수를 판별하는 근거로 삼았다. 특히 일정한 항의 계수가 변수를 포함하는 경우에 나타날 수 있는 변화에 대하여 조사하였다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.33-38
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• 2006

케이블 뿐 아니라 현수교의 운동은 비선형 미분방정식에 지배된다. 미분방정식은 비선형성 때문에 진폭이 큰 해가 존재한다. 유한차분법을 이용하여 비선형 방정식의 주기근을 구한다. 일노드의 힘과 힘의 약간 변형된 형태를 이용하여 방정식의 해를 구한다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제3권5호
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• pp.569-574
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• 2002

유계된 정의역에서 sine-Gordon 방정식인 현수교의 과격한 운동의 모델을 만든다. 유한 차분법을 이용하여 비선형 미분방정식을 수치 해석학적으로 풀다. 이 미분방정식은 다중 주기근을 가지고 있다. 다리가 큰 진폭이나 작은 진폭으로 진동하는 것은 초기의 변위와 속도에만 달려있다. 게다가, 많은 현상들이 Tacoma Narrows가 붕괴된 날에 관찰되는 것과 일치하고 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.185-196
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• 1988

랜덤풍하중을 받는 현수교의 비선형 동적거동 해석방법에 대해 연구하였다. 본 연구에서는 형의 거동과 주(主) 케이블 장력변화간의 상호작용에 기인하는 기하학적 비선형성을 고려하였다. 운동방정식은 연속계로 수식화하였고, 이때 수직 및 비틀림 운동의 상관관계를 포함시켰다. 동적해석은 모우드 중첩법을 사용하였으며, 이때의 모우드 방정식에 추계론적 선형화방법을 적용하여 주파수영역해석을 수행하였다. 선형화과정에서는, 풍속의 평균 및 변동성분의 영향을 함께 고려하기 위하여 비선형항을 선형항과 상수항의 합으로써 근사화하였다. 이 선형화방법에 대한 검증은 4자유도의 모우드 방정식에 대해 수행하였으며, 본 연구의 방법에 의한 결과가 타당함을 보였다. 예제해석은 두 개의 현수교를 택하여 여러 가지 풍속조건 및 공기역학적 하중계수에 대해 수행하였다. 수치해석 결과, 비선형항을 포함시켰을때 교량의 동적 거동은, 수직 거동의 경우 특히 크게 변화함을 알 수 있었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권4호통권70호
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• pp.361-372
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• 2005

본 저자의 이전연구(김문영 등, 2004)에서는 2차원 차량 모형과 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 현수교요소와의 상호작용을 고려한 2차원 수직응답에 대한 동적해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 효과와 편심차량의 효과를 알아보는데 목적을 두었다. 이를 위하여 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 3차원 현수교의 수직, 비틂에 대한 고유진동수와 모드형상, 그리고 교량-차량 에너지로부터 라그랑지안식을 이용하여 상호작용을 고려할 수 있는 3차원 운동방정식을 유도한다. 이후 모드중칩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 Newmark method를 사용하여 동적해석을 수행한다. 마지막으로 본 연구에서 제시한 이론을 따라 수치해석예제를 수행하여 차량의 동적거동을 분석한다.