• Title/Summary/Keyword: Eigenvalue Analysis

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Ultimate behavior and ultimate load capacity of steel cable-stayed bridges

  • Choi, D.H.;Yoo, H.;Shin, J.I.;Park, S.I.;Nogami, K.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제27권4호
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    • pp.477-499
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    • 2007
  • The main purpose of this paper is to investigate the ultimate behavior of steel cable-stayed bridges with design variables and compare the validity and applicability of computational methods for evaluating ultimate load capacity of cable-stayed bridges. The methods considered in this paper are elastic buckling analysis, inelastic buckling analysis and nonlinear elasto-plastic analysis. Elastic buckling analysis uses a numerical eigenvalue calculation without considering geometric nonlinearities of cable-stayed bridges and the inelastic material behavior of main components. Inelastic buckling analysis uses an iterative eigenvalue calculation to consider inelastic material behavior, but cannot consider geometric nonlinearities of cable-stayed bridges. The tangent modulus concept with the column strength curve prescribed in AASHTO LRFD is used to consider inelastic buckling behavior. Detailed procedures of inelastic buckling analysis are presented and corresponding computer codes were developed. In contrast, nonlinear elasto-plastic analysis uses an incremental-iterative method and can consider both geometric nonlinearities and inelastic material behavior of a cable-stayed bridge. Proprietary software ABAQUS are used and user-subroutines are newly written to update equivalent modulus of cables to consider geometric nonlinearity due to cable sags at each increment step. Ultimate load capacities with the three analyses are evaluated for numerical models of cable-stayed bridges that have center spans of 600 m, 900 m and 1200 m with different girder depths and live load cases. The results show that inelastic buckling analysis is an effective approximation method, as a simple and fast alternative, to obtain ultimate load capacity of long span cable-stayed bridges, whereas elastic buckling analysis greatly overestimates the overall stability of cable-stayed bridges.

성능기반설계에 기초한 성능영향인자 변화에 따른 기둥의 거동분석 (Behavior of Columns Due to Variation of Performance Influencing Factors Based on Performance Based Design)

  • 윤성환;최민철;강윤식;박대효
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.489-498
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    • 2010
  • 철근 콘크리트 구조물의 명확한 성능평가를 수행하기 위해 재료 및 구조적 특성이 구조물에 미치는 영향에 대한 분석이 필요하다. 구조물의 성능에 영향을 미치는 성능영향인자는 구조물의 재료적 특성인 콘크리트 강도, 종방향주철근, 횡구속 철근, 구조적 특성인 형상비, 축하중에 대하여 총 5가지로 정의하였다. 각각의 성능영향인자 변화에 따른 고유치 해석과 비선형 정적해석을 수행하여 각각의 성능영향인자들이 구조물의 항복 변위와 항복 기저전단력 및 연성비의 정적성능에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 비선형 정적해석의 결과를 이용하여 FEMA-440에서 제안된 수정된 능력스펙트럼법을 이용하여 성능평가를 수행하였고, 이에 따라 구조물의 성능점을 도출하였으며 각각의 성능영향인자가 미치는 영향을 분석하였다. 성능영향인자 변화에 따른 해석 결과, 고유치해석과 비선형 정적해석의 따른 고유주기와 연성비는 구조적 특성이 재료적 특성에 비해 구조물에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났고, 그 중 형상비의 영향이 가장 크게 작용하였으며, 수정된 능력스펙트럼법을 이용한 성능평가 결과, 고유주기와 연성비와 마찬가지로 구조적 특성 중 형상비의 영향이 가장 크게 작용하였다.

마찰곡선을 반영한 인공 고관절 마찰소음 유한요소 해석연구 (Investigation of Hip Squeak Using Finite Element Modeling with a Friction Curve)

  • 남재현;박기완;강재영
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권1호
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    • pp.33-39
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    • 2016
  • 본 논문은 복소수 고유치해석을 통하여 세라믹-세라믹 인공고관절 시스템에서의 동적 불안정성을 연구하고자 하였다. 시스템 파라메터 연구를 통해서 모드 연성 기반의 불안정성을 연구하였고, 음의 기울기를 포함하는 유한요소 해석 모델을 구현하여 음의 기울기에 의한 불안정성에 대해 조사하였다. 그 결과 토션이 지배적인 시스템 모드가 음의 기울기에 의해 불안정해 지며, 이는 축하중에 크게 영향을 받는다는 점을 확인하였다.

소형 잠수함 압력선체의 구조설계 (Structural Design of Small Submarine Pressure Hull)

  • 김흥열;신용구;김수영;신성철;정보영;조정화;김현수
    • 대한조선학회논문집
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    • 제49권2호
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    • pp.116-123
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    • 2012
  • This study aims to analyze the strength of pressure hull of a small submarine. The pressure hull of a submarine has to withstand very large differential pressure between hydrostatic pressure in submarine operating depth and atmospheric pressure in inner space of a submarine. To do that, the pressure hull is generally ring-stiffened cylindrical shell under external pressure. In this situation, there are some foreseeable failure modes of the pressure hull such as shell yielding, axisymmetric shell buckling, asymmetric shell buckling, overall buckling and buckling of end closure. We calculated collapse pressures of these failure modes with approximation and empirical formulas. And, to analyze critical buckling pressure, we performed eigenvalue analysis with finite element method tools.

단층 래티스 돔의 좌굴하중 산정식에 관한 연구 (A Study on the Bucking Load Formulae for the Single Layer Latticed Dome)

  • 한상을;양재근;이상주;이정현
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.75-82
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    • 2006
  • 단층 래티스 돔은 작은 단면의 선 부재 조합으로 전체구조물이 구성되는 특성상 구성부재의 세장비, 부재 반개각 하중조건, 접합부 특성 등에 매우 큰 영향을 받으므로, 비선형 좌굴해석에 의한 좌굴하중을 사용해야 하지만 여러 가지 현실적 제약이나 문제점 등에 의해 이러한 것이 제대로 반영되지 않은 설계가 이루어지고 있다. 이러한 이유로 돔 구조물의 설계 시 부재의 과다 설계, 자유로운 형상 설계의 제약 등의 문제점들이 나타나는 것이 지금의 현실이다. 따라서 이 논문의 목적은 위에서 언급된 문제점을 해결하기 위하여 고유치 해석을 통한 선형 좌굴해석에 기초한 비선형 좌굴하중을 예측하고 이를 이용함으로서 보다 효과적인 설계를 가능케 하는 설계식을 제안하는 데 있다.

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차량용 브레이크 코너 모듈에서 마찰재의 온도와 압력에 따른 물성치 변화를 고려한 스퀼 소음 해석 연구 (A Study on Squeal Noise Simulation considering the Friction Material Property Changes according to Temperature and Pressure in an Automotive Brake Corner Module)

  • 조호준;김정태;채호중
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.546-552
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    • 2012
  • This paper is a study on squeal noise simulation under the consideration of temperature and pressure dependent material properties of friction material. For this, data of pressure and temperature dependent material properties of lining is achieved by using lining data base and exponential curve fit. Complex eigenvalue analysis is performed for predicting squeal noise frequency and instability and chassis dynamo test is performed for achieving squeal noise frequency, sound pressure level, occurrence temperature & pressure. Initial multi models are composed for considering complex interface conditions such as pad ear-clip, piston-housing and guide pin-torque member. The simulation result of base models is compared with the test result. Squeal noise simulation under the consideration of temperature and pressure dependent material properties of friction material is performed and analyzed using multi models. And additional condition is disc material property variation. Entire simulation conditions are combined and analyzed. Finally, this paper proposes direction of the warm squeal noise model.

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최소자승법을 이용한 이중층 마이크로스트립 방향성 결합기의 설계 (Design of Directional Couplers in Bilevel Microstrip Using the Least Squares Residual Method)

  • 양기덕;김원기;이용민;나극환;신철재
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권2호
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    • pp.253-264
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    • 1998
  • 이중충 마이크로스트립 선로를 이용하여 기존의 edge-coupled 커플러가 가질 수 없는 임의의 큰 결합도와 광 대역 특성을 갖는 broadside-coupled 하이브리드 커플러의 설계방볍을 제안하였다. 설계에 필요한 물리적 치수 들은 커플러의 특성 파라메터들을 variational method의 한 방볍인 최소자승볍 (least squares residual method)과 eigenvalue 문제 해석법을 이용한 수치해석 방볍을 통하여 구하였으며, 커플러의 구조와 차원에 따 른 이론적인 계산값을 보이고 결합비 -3[dB], 중심주파수 1 GHz로 제작한 실측치와의 비교를 통해 제시된 설 계방법의 타당성을 입증하였다.

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Asymptotic Analyses of a Statistical Multiplexor with Heterogeneous ATM Sources

  • Lee, Hyong-Woo;Mark, Jon-Wei
    • Journal of Electrical Engineering and information Science
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    • 제2권3호
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    • pp.29-40
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    • 1997
  • Two asymptotic analyses of the queue length distribution at a statistical multiplexor supporting heterogeneous exponential on-off sources are considered. The first analysis is performed by approximating the cell generation rates as a multi-dimensional Ornstein-Uhlenbeck process and then applying the Benes queueing formula. In the second analysis, w state with a system of linear equations derived from the exact expressions of the dominant eigenvalue of the matrix governing the queue length distribution. Assuming that there are a large number of sources, we obtain asymptotic approximations to the dominant eigenvalue. Based on the analyses, we define a traffic descriptor to include the mean and the variance of the cell generation rate and a burstiness measure. A simple expression for the quality of service (QoS) in cell loss rate is derived in terms of the traffic descriptor parameters and the multiplexor parameters (output link capacity and buffer size). The result is then used to quantify the factors determining the required capacity of a call taking the statistical multiplexing gain into consideration. As an application of the analyses, we can use the required capacity calculation for simple yet effective connection admission control(CAC) algorithms.

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다중-입력 PSS의 실제적인 튜닝 방법과 대형 전력 시스템에의 적용 (A Practical Tuning Method of Dual-Input PSS and its Application to Large Power System)

  • 김동준;문영환;허진;신정훈;김태균;추진부
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제51권7호
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    • pp.362-370
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    • 2002
  • This paper describes the practical tuning method of dual-input PSS and its application to Muju P/P #2 with Proto PSS, which is based on DSP technology and uses both frequency and power. First, the model parameters of generator system used in this paper have been derived from the generator characteristic testing. Then, in the selection of PSS parameters, the Bode plot is plotted in order to tune the PSS's time constants which are able to compensate the phase lagging due to generator and excitation system. In addition, the eigenvalue analysis is also performed for determining a reliable PSS gain, $K_{s}$. Finally, the transient stability program has been utilized to verify the safe operation of Proto PSS against the predictable disturbances such as the AVR-step test and generator unloading test. In on-site test, the simulated results have been identically duplicated by implementing AVR step test in Muju P/P #2 with Proto PSS, which has the previously designed PSS parameters.s.