• Smart Structures and Systems
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• 제17권5호
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• pp.819-835
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• 2016

In this paper, the activities carried out within the EU funded Clean Sky Joint Technology Initiative (JTI GRA) Project and aimed at developing a morphing flap, are illustrated. The reference device is a regional aircraft single slotted flap, enhanced with deforming capabilities to obtain improved hyper-lift performance. The design started with the identification of the internal architecture, intended to allow camber variations. A concentrated-hinge architecture was selected, for its ability to fit different curvatures and for the possibility of easily realizing an "armadillo-like" configuration, then avoiding the use of a complicate deformable skin. The flap layout is made of segmented ribs, elastically hinged each other and span-wise connected by conventional spars. Relative rotations of the rib elements are forced by SMA structural actuators, i.e., cooperating in the external loads absorption. Super-elastic SMA are used to make up recovery elastic elements, necessary to regain the original shape after activation. These further elements in turn contribute to the overall flap rigidity. After assessing the hinge number and the size of the SMA active and passive elements, the advanced design phase was dealt with. It was aimed at solving manufacturing issues and producing the executive drawings. The realized demonstrator was finally tested in lab conditions to prove its functionality in terms of whether target shape actuation or attained shape preservation under loads. On the basis of the numerical results and the experimental outcomes, precious hints were obtained for further developments of the concept.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.315-327
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• 2002

본 연구의 목적은 패널영역을 고려한 2차 탄소성힌지해석을 이용한 평면 강뼈대구조물의 이산화 최적설계알고리즘을 개발하는데 있다. 강뼈대구조물의 일반적인 해석은 구조물의 거동에서 패널영역 변형의 효과를 고려하지 않는다. 최적설계의 목적함수는 강뼈대구조물의 중량을 함수로 취하였으며, 제약조건식은 하중저항계수법(AISC-LRFD1994)시방규정을 근거로 하였다. 강뼈대구조물의 해석에서 현실적인 모델 사용의 중요성을 입증하기 위해 접합부 모델에서 패널영역을 고려하지 않은 수치해석과의 비교로부터 이 모델의 타당성이 판명되어진다. 개발된 알고리즘은 범용 프로그램인 SAP2000의 치적설계결과와 비교하여 본 연구에서 개발된 최적화 알고리즘의 타당성을 입증하였다. 이 연구의 결과는 일반적인 강뼈대구조물의 설계방법보다 패널영역의 거동을 고려한 최적설계 알고리즘이 더 경제적인 설계라는 것을 나타내었다.

• 대한조선학회논문집
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• 제28권1호
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• pp.117-124
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• 1991

본 논문에서는 편면 보강판의 압축 강도 해석 시, 유한 요소법의 비경제성을 극복하기 위하여, 붕괴 양식을 가정하고, 각 붕괴 양식에 대해 압축 강도를 구하였다. 최종 강도는 탄성 대변형 해석 곡선과 소성 붕괴를 가정하여 얻은 소성 해석 곡선과의 교점으로 택하였다. 기존의 연구와는 달리 소성 붕괴선의 형상을 변경시켜 최소의 강도 값을 주는 교점을 최종 강도로 택하였다. 최소 강비는 가정한 붕괴 양식의 교점으로 부터 얻어질 수 있다. 탄성 해석에서는 좌굴 파형을 가정하고, 보강재의 비대칭으로 인한 편심 모우멘트를 고려하였으며, 평형 조건식은 Rayleigh-Ritz법을 이용하여 유도하였다. 소성 해석 시에는 고성 붕괴선을 가정하여 소성 붕괴 조건식을 유도하였다. 좌굴과 최종 강도 계산 결과를 유한 요소법에 의한 결과와 비교한 결과, 양호한 일치를 보였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권10호
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• pp.667-676
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• 2015

Working displacement variation by elastic deformation of active Gurney flap which was operated on high frequency was observed. Flap-wise natural frequency was lower than mode analysis result and hinge boundary condition was identified to be the cause through the simple modal test. Design modification for increasing natural frequency was conducted for minimizing the elastic deformation at maximum 35 Hz operating condition which was design requirement condition. Brass bushing was applied instead of rotating bearing for gap minimization and Gurney flap design modification was conducted to increase of the flap-wise natural frequency. Design modification effect was validated by natural frequency comparison with mode analysis result and modal test result of design modification model.

• Steel and Composite Structures
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• 제27권6호
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• pp.703-716
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• 2018

In this study, the different energy demands in reinforced concrete (RC) wall piers, coupled by buckling restrained braces (BRBs), are investigated. As well as this, a single plastic hinge approach (SPH) and an extended plastic hinge (EPH) approach is considered for the wall piers. In the SPH approach, plasticity can extend only in the 0.1H adjacent to the wall base while, in the EPH approach, the plasticity can extend anywhere in the wall. The seismic behavior of 10-, 20- and 30-storey structures, subjected to near-fault (NF) as well as far-fault (FF) earthquakes, is studied with respect to the energy concepts involved in each storey. Different kinds of energy, including inelastic, damping, kinetic, elastic and total input energy demand, are investigated. The energy contribution from the wall piers, as well as the BRBs in each model, are studied. On average, for EPH approach, the inelastic demand portion pertaining to the BRBs for NF and FF records, is more than 60 and 80%, respectively. In the SPH approach, these ratios are 77 and 90% for the NF and FF events, respectively. It appears that utilizing the BRBs as energy dissipation members between two wall piers is an efficient concept.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제26권3호
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• pp.205-213
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• 2023

An optimal design of a simple beam-shaped flexure hinge mount supporting an optical mirror is presented. An optical mirror assembly is an opto-mechanically coupled system as the optical and mechanical behaviors interact. This side-supporting mount is flexible in the radial direction and rigid for the remaining degrees of freedom to support the mirror without transferring thermal load. Through thermo-elastic, optical and eigenvalue analysis, opto-mechanical performance was predicted to establish the objective functions for optimization. The key design parameters for this flexure are the thickness and length. To find the optimal values of design parameters, response surface analysis was performed using the design of experiment based on nested FCD. Optimal design candidates were derived from the response surface analysis, and the optimal design shape was confirmed through Opto-mechanical performance validation analysis.

• 한국항공우주학회지
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• 제31권4호
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• pp.53-59
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• 2003

다목적실용위성(KOMPASA) 태양전지판을 전개하기 위해 사용되는 Strain Energy Hinge(SEH)는 신뢰성 있는 전개를 보장하지만, 태양전지판이 완전 전개되는 순간, 큰 좌굴충격력을 유발하여 위성의 구조적 안정성이나 자세제어에 심각한 영향을 미칠 수 있으므로 전개장치의 설계단계에서부터 동역학적인 평가가 필요하다. 더욱이 위성의 임무가 다양해짐에 따라 태양전지판의 면적이 커지면서 보다 실제적이고 정확한 해석을 위해서는 태양전지판의 탄성변형 효과도 고려되어야 한다. 본 연구에서는 SE H를 이용하여 탄성효과가 큰 태양전지판을 전개할 때 발생하는 동적 특성들을 예측할 수 있도록 동력학 해석절차를 제시하였으며 다목적실용위성 2호의 태양전지판 전개시험을 통하여 해석결과의 신뢰성을 검증하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제38권4호
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• pp.307-316
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• 2002

2개의 PE 부이가 클램프 및 벨트로 고정되고 그 위에 발판을 지지하기 위한 프레임 등으로 구성된 단위 틀이 외부 재질이 고무 성분인 힌지로연결된 어업용 프레임 구조물의 강도 및 변형을 해석하여 구조적 안정성을 평가하고자 유한 요소법을 이용하여 그것의 구조 해석을 수행하였으며, 해석에서 얻어진 결과는 다음과 같이 요약할 수있다. 1) 고무 힌지로 구성된 어업용 프레임 구조물의 구조적인 안정성을 해석하기 위해서는 힌지 부분을 정확하게 모델링하는 것이 중요하며, 특히 해석 결과는 모델링의 기법에 따라 다르게 나타났다. 2) 고무 힌지의 경우 먼저 재료 시험을 통해 그것의 정확한 불성치를 확보한 후 구조 해석을 수행해야 하며, 단순히 영 계수 E만을 인자로서 해석하는 경우 신뢰성이 있는 결과를 얻을 수 없다는 것을 확인하였다. 3) 초탄성 거동을 하는 고무는 대변형을 하지만 하중과 변형이 선형 관계를 유지하고 있으므로 영 계수 E 등의 물성치를 적절히 사용하면, 힌지를 단순하게 선형 문제로 이상화하여 구조해석을 수행할 수 있을 것으로 사료된다. 4) 동일한 조건에서 파랑 하중에 대한 어업용 프레임 구조물의 구조 응답은 Hogging 상태 즉, 파정이 그것의 중앙부에 오는 것이 정수 중이나 Sagging 상태인 경우보다 크게 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제60권3호
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• pp.507-527
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• 2016

The use of shape memory alloys (SMAs) has been seriously considered in seismic engineering due to their capabilities, such as the ability to tolerate cyclic deformations and dissipate energy. Five 3-D extended end-plate connection models have been created, including one conventional connection and four connections with Nitinol bolts of four different prestress forces. Their cyclic behaviors have been investigated using the finite element method software ANSYS. Subsequently, the moment-rotation responses of the connections have been derived by subjecting them to cyclic loading based on SAC protocol. The results obtained in this research indicate that the conventional connections show residual deformations despite their high ductility and very good energy dissipation; therefore, they cannot be repaired after loading. However, while having good energy dissipation and high ductility, the connections equipped with Nitinol bolts have good recentering capability. Moreover, a connection with the mentioned specifications has been modeled, except that only the external bolts replaced with SMA bolts and assessed for seismic loading. The suggested connection shows high ductility, medium energy dissipation and very good recentering. The main objective of this research is to concentrate the deformations caused by cyclic loading on the connection in order to form super-elastic hinge in the connection by the deformations of the shape memory alloy bolts.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제10권1호통권34호
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• pp.115-123
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• 1998

철골조 초고층건물의 설계에 있어서 구조물의 극한상태는 탄성해석으로는 구할 수가 없다. 현재의 비탄성 해석프로그램은 중대형에서 수행되고 있으며 사용하기가 복잡하고 그 결과값을 분석하는데 많은 노력과 시간이 요구되기 때문에 실무분야에서 비탄성 해석은 사용성에서 어려움이 있다. 본 연구에서는 잔여응력계수를 사용한 방법을 이용한 PC용 비탄성 해석법을 실제 초고층건물에 적용하여 탄성설계된 구조물에 대한 비탄성해석을 수행하였다. 또한 시스템 연성을 증대시키기 위한 구조시스템 변경방법에 관해 제시하고 있다.