• 제목/요약/키워드: Equivalent Stiffness

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선형 등가모델을 이용한 유연날개 구조해석 (Structural analysis of flexible wing using linear equivalent model)

  • 김성준;김동현;임주섭;이상욱;김태욱;김승호
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권8호
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    • pp.699-705
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    • 2015
  • 항공기가 적은 동력으로 장시간 체공을 하기 위해서는 높은 양항비(Lift Drag Ratio)와 구조경량화가 요구된다. 일반적으로 고고도 장기체공 비행기에는 가로세로비가 큰 날개가 적용된다. 또한 기체의 주요 구조물에 고강도, 고강성 탄소섬유복합재료를 사용하고, 날개의 표피(Skin)에 박막(Membrane) 소재인 얇은 마일러(Mylar)를 사용된다. 그 결과 날개 구조물이 다른 구조물에 비하여 유연해진다. 그리고 박막 소재인 얇은 마일러의 강성이 동적 안정성에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 비선형 갭(Gap) 요소를 사용하여 마일러의 박막 특성을 모사하였다. 그리고 비선형해석 결과를 이용하여 등가강성을 갖는 선형 쉘(Shell) 요소로 등가모델링 하는 방법을 제시하였다. 선형 등가 쉘 모델은 멤브레인 요소법를 이용한 비선형해석 결과와 비교하여 결과의 타당성을 검증하였다. 제안된 선형등가 쉘 모델은 모드 해석에 적용하여 마일러의 기계적 물성이 고유진동수에 미치는 영향을 평가하였다.

유효응력해석과 등가선형해석을 이용한 매립지반의 액상화 평가 (Liquefaction Evaluation of Reclaimed Sites using an Effective Stress Analysis and an Equivalent Linear Analysis)

  • 박성식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권2C호
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    • pp.83-94
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    • 2008
  • 본 연구에서는 흙의 미소변형에서 대변형까지 고려할 수 있는 유효응력해석을 이용하여 매립지반에 대한 액상화 및 진동으로 발생하는 침하량을 예측하였다. 유효응력모델은 진동 중에 발생하는 과잉간극수압을 계산하여 이에 따른 흙의 강성저하와 수반되는 지반의 변위를 모델링하였다. 진동으로 인한 지반의 변형률 수준이 작은 경우에 적합한 등가선형해석을 이용한 액상화 평가를 실시하여 유효응력모델을 이용한 예측법과 비교하였다. 등가선형해석에서 계산된 전단응력비에 해당하는 표준관입시험치를 국내에서 발생 가능한 지진규모와 실트질 함유량에 따라 콘관입저항치로 환산한 값과 현장에서 계측된 콘관입저항치를 서로 비교하여 액상화 가능성을 예측하였다. 두 곳의 인천지역 매립지에 대한 액상화 해석을 위하여 매립지에서 계측된 콘관입저항치와 전단파 속도를 이용하여 입력 물성값을 결정하였다. 인천 매립지에 대한 두 액상화 해석 방법의 결과는 액상화 발생 여부에서 유사하였으며 깊이에 따른 연속적인 액상화 판정과 얇은 층의 액상화 예측이 가능하여 액상화 예측의 정밀도를 높였다. 유효응력모델을 이용한 액상화 해석 결과는 지표면 아래 20m 이내에서 초기 유효수직응력의 40%~70% 정도의 과잉간극수압이 발생하였으며 이로 인하여 지표면에서 10cm 미만의 침하가 발생하였다.

세해대교 PSM교 교각의 내진성능 평가에 관한 실험적 연구 (Experimental Study on Seismic Performance Evaluation of Piers in Seohae Grand Bridge)

  • 손혁수
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2000년도 춘계 학술발표회 논문집 Proceedings of EESK Conference-Spring
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    • pp.319-326
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    • 2000
  • The purpose of this study is to evaluate seismic performance of reinforced concrete pier columns in Seohae Ground Bridge. Since the bridge was designed before preparing the seismic design specification the bridge columns of hollow hexagonal section were designed and constructed with insufficient seismic reinforcement details such as longitudinal and transverse reinforcement lap-splices. In order to take the necessary measures to improve its seismic performance experimental study was performed by small-scale test for the bridge columns, From the quasi-static test for small-scale column specimens the lap-splices were not critical for overall behavior of the column if sufficient lap-splice-length was provided. The test results of failure mode effective stiffness ductility and equivalent viscous damping ratio are presented.

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승용차의 도로면 발생 소음 개선을 위한 시험 및 평가 연구 (Integrated Test and Evaluation for Improvement of Vehicle Road Noise)

  • 고강호;허승진;국형석
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.327-333
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    • 2003
  • Several tests are performed to evaluate road booming noise. Baseline test delivers the information of road noise characteristics. Coupling effect between structure and acoustics is obtained from the mode shapes and the natural frequencies by the modal test. Equivalent stiffness at joint areas between chassis and car-body system can be determined by the input point inertance test. Noise sensitivity of body mounting point of a chassis part can be obtained from the noise transfer function test with input point inertance test. Operational deflection shape makes us analyze the actual vibration modes of the chassis system under actual leading and find noise sources very easily. Finally, the transfer path analysis is used to Identify noise Paths through the chassis system. The objectives and the procedures of the tests are described in this Paper Also, the guideline for efficient road noise evaluation test can be found.

Experimental and numerical studies on the cyclic behavior of R/C hollow bridge piers with corroded rebars

  • Cardone, D.;Perrone, G.;Sofia, S.
    • Earthquakes and Structures
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    • 제4권1호
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    • pp.41-62
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    • 2013
  • A comprehensive experimental program of cyclic tests on 1:3-scale models of bridge piers is going to be carried out at the Laboratory of Structures and Materials of the University of Basilicata. The testing models include eight RC single shaft piers with hollow circular cross section. Four piers have been realised using corroded steel rebars. In this paper, the results of preliminary numerical simulation analyses of the cyclic behaviour of the piers, carried out with Opensees using fiber-based models, are presented. Pull-out and lap-splice effects of steel rebars have been taken into account in the numerical analyses. First, the experimental specimens and the test set up are presented. Next, the results of the numerical analyses are discussed. In the numerical analyses, different configurations and levels of corrosion have been considered. The effective stiffness and equivalent damping of the piers is reported as a function of pier ductility and pier drift.

Shaking table study of a 2/5 scale steel frame with new viscoelastic dampers

  • Chang, K.C.;Tsai, M.H.;Lai, M.L.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제11권3호
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    • pp.273-286
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    • 2001
  • Viscoelastic (VE) dampers have shown to be capable of providing structures with considerable additional damping to reduce the dynamic response of structures. However, the VE material appears to be sensitive to the variations in ambient temperature and vibration frequency. To minimize these effects, a new VE material has been developed. This new material shows less sensitivity to variations in vibration frequency and temperature. However, it is highly dependent on the shear strain. Experimental studies on the seismic behavior of a 2/5 scale five-story steel frame with these new VE dampers have been carried out. Test results show that the structural response can be effectively reduced due to the added stiffness and damping provided by the new type of VE dampers under both mild and strong earthquake ground motions. In addition, analytical studies have been carried out to describe the strain-dependent behavior of the VE damper. The dynamic properties and hysteresis behavior of the dampers can be simulated by a simple bilinear model based on the equivalent dissipated energy principle proposed in this study.

Effect of shear wall location in rigid frame on earthquake response of roof structure

  • Ishikawa, Koichiro;Kawasaki, Yoshizo;Tagawa, Kengo
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제11권6호
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    • pp.605-616
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    • 2001
  • The purpose of this study is to investigate the effect of the shear wall location in rigid frames on the dynamic behavior of a roof structure due to vertical and horizontal earthquake motions. The study deals with a gabled long span beam supported by two story rigid frames with shear walls. The earthquake response analysis is carried out to study the responses of the roof: vibration mode, natural period, bending moment and horizontal shear force of the bearings. The study results in the following conclusions: First, a large horizontal stiffness difference between the side frames is caused by the shear wall location, which results in a large vertical vibration of the roof and a large shear force at the side bearings. Second, in this case, the seismic design method for ordinary buildings is not useful in determining the distribution of the static equivalent loads for the seismic design of this kind of long span structures.

거대한 평판형 격자구조물의 연속체 모델링에 관한 연구 (A Study on Continuum Modeling of Large Platelike Lattice Structures)

  • 이우식;신현재
    • 전산구조공학
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    • 제3권4호
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    • pp.105-112
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    • 1990
  • 거대한 평판형 격자구조물을 연속체 평판으로 모델링하기 위한 보다 용이한 기법을 에너지동등 개념에 근거하여 제시하였다. 단위격자가 갖는 탄성변형에너지와 운동에너지를 구할때 기존의 유한요소행렬을 이용하였다. 연속체 평판의 등가물성치는 연속체평판과 격자평판에 해당하는 축소된 강성 및 질량행렬들을 직접 비교하여 구하였다. 본 연구에서 제안된 모델링기법이 기존의 잘 알려진 기법들에 못지 않는 좋은 결과를 보여주고 있음을 예제해석을 통해 확인하였다.

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온도변화에 의한 콘크리트 포장도로의 구조 거동 연구 (Structural Behavior of Concrete Pavement Due to Temperature Variations)

  • 조병완
    • 전산구조공학
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    • 제4권2호
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    • pp.95-102
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    • 1991
  • 콘크리트 포장도로의 일부구간에서 보이고 있는 심각한 균열파괴현상은 주하중인 차량하중외에 환경요소인 온도변화의 영향으로, 콘크리트 슬래브 상, 하면의 온도차이에 따라 위, 아래방향으로 오목하게 휘면서, 기초지반과 떨어지는 슬래브의 중앙 또는 줄눈부에 차량하중이 재하되어 발생된다. 이로 인하여 콘크리트슬래브에 종적, 횡적 균열이 발생하여 Faulting, Ravelling, Spalling, Scaling..등 파괴 현상이 심화되고 있다. 따라서 본 연구에서는 유한요소법을 이용한 강성행렬과 온도변화, 건조수축등으로 인한 등가절점하중을 유도하여 전국 여러지방의 온도변화 특성에 따른 역학적 거동현상을 연구하였다.

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기지균열의 밀도증가를 예측하기 위한 이론적 모형 (A Theoretical Model for Predicting Matrix Crack Density Growth)

  • 이종원;김진원;김응태;안석민
    • 한국복합재료학회:학술대회논문집
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    • 한국복합재료학회 2002년도 춘계학술발표대회 논문집
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    • pp.203-206
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    • 2002
  • The present study proposes a theoretical model for predicting the matrix crack density growth of each layer in composite laminates subjected to thermo-mechanical loads. Each layer with matrix cracks is treated as an equivalent continuum of degraded elastic stiffnesses which are functions of the matrix crack density in each slyer. The energy release rate as a function of the degraded elastic stiffnesses is then calculated for each layer as functions of thermo-mechanical loads externally applied to the laminate. The matrix crack densities of each layer in general laminates are predicted as functions of the thermo-mechanical loads applied to a number of laminates. Comparisons of the present study with experimental data in the open literatures are also provided.

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