• 한국추진공학회지
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• 제20권6호
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• pp.29-37
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• 2016

본 논문에서는 유한요소해석을 이용하여 복합재 연소관의 금속 보스에 대한 형상 최적설계기법을 제안하였다. 복합재 연소관의 구조 안전성을 위해 연소관 내압에 의한 돔 부위의 섬유응력과 보스 체결 볼트의 응력을 제한하였고, 경량화를 위해 보스의 무게를 목적함수로 설정하였다. 또한 반응표면법을 이용하여 특성치에 대한 반응표면모델을 구축하였다. 그리고 분산분석을 이용해 각 특성치에 대한 설계변수의 유의성을 평가하고 회귀분석을 통해 구축된 모델의 적합성을 검증하였다. 최적화를 위해 순차이차계획법 알고리즘을 이용하였고, 도출된 최적형상에 대한 구조해석을 수행함으로써 제안한 기법의 효용성을 검증하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제59권3호
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• pp.387-401
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• 2016

This paper takes a half-through steel truss arch bridge as an example. A seismic analysis is conducted with nonlinear finite element method. Contrast models are established to discuss the effect of simplified method for main girder on the accuracy of the result. The influence of seismic wave direction and wave-passage on seismic behaviors are analysed as well as the superstructure and arch ring interaction which is mostly related with the supported bearings and wind resistant springs. In the end, the application of cable-sliding aseismic devices is discussed to put forward a layout principle. The main conclusions include: (1) The seismic response isn't too distinctive with the simplified method of main girder. Generally speaking, the grillage method is recommended. (2) Under seismic input from different directions, arch foot is usually the mostly dangerous section. (3) Vertical wave input and horizontal wave-passage greatly influence the seismic responses of arch ring, significantly increasing that of midspan. (4) The superstructure interaction has an obvious impact on the seismic performance. Half-through arch bridges with long spandrel columns fixed has a less response than those with short ones fixed. And a large stiffness of wind resistant spring makes the the seismic responses of arch ring larger. (5) A good isolation effectiveness for half-through arch bridge can be achieved by a reasonable arrangement of CSFABs.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제43권2호
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• pp.179-197
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• 2012

This study presents the findings of the structural health monitoring and the real time system identification of one of the first large scale building instrumentations in Turkey for earthquake safety. Within this context, a thorough review of steps in the instrumentation, monitoring is presented and seismic performance evaluation of structures using both nonlinear pushover and nonlinear dynamic time history analysis is carried out. The sensor locations are determined using the optimal sensor placement techniques used in NASA for on orbit modal identification of large space structures. System identification is carried out via the stochastic subspace technique. The results of the study show that under ambient vibrations, stocky buildings can be substantially stiffer than what is predicted by the finite element models due to the presence of a large number of partitioning walls. However, in a severe earthquake, it will not be safe to rely on this resistance due to the fact that once the partitioning walls crack, the bare frame contributes to the lateral stiffness of the building alone. Consequently, the periods obtained from system identification will be closer to those obtained from the FE analysis. A technique to control the validity of the proportional damping assumption is employed that checks the presence of phase difference in displacements of different stories obtained from band pass filtered records and it is confirmed that the "proportional damping assumption" is valid for this structure. Two different techniques are implemented for identifying the influence of the soil structure interaction. The first technique uses the transfer function between the roof and the basement in both directions. The second technique uses a pre-whitening filter on the data obtained from both the basement and the roof. Subsequently the impulse response function is computed from the scaled cross correlation between the input and the output. The overall results showed that the structure will satisfy the life safety performance level in a future earthquake but some soil structure interaction effects should be expected in the North South direction.

• 대한조선학회논문집
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• 제36권2호
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• pp.114-120
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• 1999

기존의 DDAM에서 충격응답해석을 위해 널리 채용되는 수학적 모델은 단순화된 다자유도의 질량 스프링계 모델이었다. 그러나 근래에는 탑재장비가 점점 복잡하고 다양해지기 때문에 이들을 전체 유한요소 모델로 모델링해서 충격해석을 실시하고 있다. 본 논문에서는 범용 구조유한요소 해석프로그램인 MSC/NASTRAN에서 제공하는 DMAP 기능을 활용하여 선박, 함정용 탑재장비의 내충격 안전성평가에 활용할 수 있는 DDAM 프로그램을 개발하였다. 고유진동해석후 DMAP으로 추출한 데이터를 입력치로 하여 본 연구에서 개발된 DDAM에 의해 도출된 장비의 유효질량, 중량, 충격응답등은 ANSYS에서 제공하는 DDAM 결과와 비교되었다. 대체적으로 두 결과는 잘 일치하여 프로그램의 유용성 및 정확성이 확인되었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.905-910
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• 2003

One of the methods that are used to compare and verify the supporting performance of the spacer grids developed is the vibration characteristic test. A modal test in this paper is performed for a dummy rod 3,847mm tall supported by eight New Doublet (ND) spacer grids. For the vibration test in air, nine accelerometers, one displacement sensor and one shaker are used for acquiring signals, and an I-DEAS TDAS software is employed for analyzing the signals. Also, a finite element (FE) analysis is performed by a beam-spring simple model and a contact model simulating the contact phenomenon between the rod and the fm spring. And then, the result of the FE analysis is compared with that of the modal test. The natural frequencies as well as the mode shapes calculated by the proposed contact models have a greater similarity to the test results than those by the previous beam-spring model. In addition, for grasping whether or not the modal parameters are influenced by where shaking spot is, two kinds of tests are performed; one is for the shaker attached at the fourth span (center), the other is for the shaker at the fifth span that is one span nearer to the bottom of the rod. The latter shows higher MAC than the former. Finally, the vibration displacements are measured in the range of 0.112-0.214mm for the excitation force of 0.25-0.75 N.

• Composites Research
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• 제16권6호
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• pp.23-32
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• 2003

복합 신소재의 건설 분야 적용은 확대되고 있는 추세이고, 높은 비강도 비를 지닌 복합 신소재 교량 바닥 판의 개발은 국내외에서 활발히 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 이동 하중을 받는 비등방성 복합재료 적층판의 동적 응답을 정식화하고, 유한요소법을 사용하여 적층에 따른 동적거동 특성을 분석하는 것이다. 수치 해석 모델에 대해서 이동하중의 속도를 증가시키면서 동적 확대 계수를 계산하였다. 또한 적층형식 및 순서, 섬유 보강 각도 등의 변화에 따른 동적 거동 특성을 분석하였다. 본 연구 프로그램의 타당성을 확보하기 위해 휨과 자유 진동 해석에 관한 기존 문헌 결과와 비교하여 검증하였다. 또한 이동 하중에 의한 동적 해석에 대해 모우드 중첩법과 Newmark 직접 적분법을 사용하였다. 이러한 이동 하중과 적층 수, 적층 순서 및 섬유 보강 각도에 따른 수치 해석 결과는 완전 복합 신소재 교량 바닥 판을 개발하는데 있어서 중요한 기초 자료로 제시될 수 있을 것이다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제4권2호
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• pp.34-44
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• 2001

종래의 탄성파 모델링은 지표를 수평면으로 가정하고 그 아래쪽에 여러 개의 반사면에 대한 모델링이 대부분 이었다. 그러나, 실제 탐사에서는 복잡한 지형을 가진 지표에서 탐사가 수행되기 때문에 탄성 매질에서의 반응을 명확하게 구분해 내는 것이 힘들다. 지표에 탄성파 전파특성을 규명하기 위하여 모델에 지형을 고려할 수 있도록 하여 시간영역 유한요소법을 이용하여 매질의 반응을 구하였다. 이러한 이러한 알고리즘을 이용하여 지표에서 진원을 가했을 때 수평 및 제방(mound), 채널(channel)등의 구조로부터 지표의 수신기에서 합성 탄성파 기록을 관찰하고, 스냅사진(snapshot)을 얻어냄으로써 해석해와 잘 일치함을 확인하였고, 지표 및 지하 반사면에 의한 복잡한 탄성파의 전파 양상을 파악할 수 있었다. 불규칙 지표면을 따라 전파하는 표면파가 모서리에서 새로운 진원으로 작용하여 큰 잡음이 생성됨을 관찰하였고, 지표를 따라 전파하는 높은 에너지의 레일리파, 상대적으로 낮은 압축파, 전단파 등의 전파 양상으로부터 파의 천이 상태를 관찰할 수 있었다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.433-442
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• 2003

본 연구에서는 단조하중, 반복하중, 비례하중, 비례하지 않는 하중을 받는 콘크리트 구조물의 3차원 유한요소해석을 위한 비선형 아소성 콘크리트 모델을 개발하였다. 이 구성모델은 등가일축변형률 개념을 기초로 하여 3차원 구성관계를 세 개의 서로 독립된 등가일축 구성관계로 바꾸고 이들 통하여 콘크리트의 거동을 예측하도록 모델되었다. 일축 구성관계는 Willam-Warnke의 파괴면을 이용하여 주응력공간에서 구해진 최대 압축응력으로부터 결정되었다. 특히 중수압축을 따라 재하되는 하중에 대한 콘크리트의 비선형 특성을 예측하기 위하여 파괴면에 캡면을 도입하였다. 일축 구성관계는 Popovis와 Saenz의 모델을 근거로 하여 구속응력이 증가함에 따라 취성에서 연성으로 변화하는 현상을 묘사할 수 있도록 새롭게 유도하였다. 개발된 모델을 모델의 성능을 평가하기 위하여 여러 실험결과와의 비교를 시도하였다. 먼저 일정한 구속응력과 단조하중을 받는 실험결과와 비교하였고, 이축압축실험과 비례하지 않는 하중과 반복하중을 받는 삼축압축 실험결과와 비교하였다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제7권2호
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• pp.115-124
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• 2007

막 구조물을 설계하기 위해서는 우선 초기장력 도입으로 인한 구조물의 형상을 정확히 알아야 한다. 이를 위해서 모형을 통한 모델링이나 컴퓨터를 이용한 형상해석이 요구되며, 초기장력의 도입으로 형성되는 막 구조물의 곡면은 일반적으로 등장력 곡면이다. 이와 같은 특성을 가진 막 구조물은 모형만을 대상으로 형상을 구할 때에는 정량적으로 형상의 정보를 얻기가 힘들고, 형상해석만을 수행한 경우는 예기치 않은 문제가 발생하기도 한다. 또 설계자의 의도에 따른 형상은 실질적으로 등장력 곡면에 부합되지 않는 경우가 많고, 심지어 실현 불가능한 발생한다. 따라서 설계프로세스에 따른 구조물의 형상에 부합되면서 실현가능한 형상으로의 초기형상 결정과정은 막 구조물의 설계에 있어서 무엇보다 중요한 과정이다. 본 연구에서는 건축 설계프로세스에 따른 모델링과 수치적 형상해석과의 결과에 대한 차이를 살펴보고 피드벡 과정을 통하여 막 구조물의 초기형상을 결정하는 프로세스에 대해서 연구한다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.663-672
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• 2014

최근, 모듈러 구조 시스템은 공기를 단축시킬 수 있는 장점으로 인해 건설 현장에 적용되고 있다. 모듈러 구조시스템은 단위 모듈로 구성되며, 모듈과 모듈의 볼트접합을 위해 보-기둥 접합부에 개구부를 가공하게 된다. 일반적으로 모듈러 구조시스템은 기존 철골모멘트골조와 유사한 하중전달체계를 가지는 것으로 가정하여 설계된다. 이와 같은 설계 가정의 타당성을 확보하기 위해, 단위 모듈의 보-기둥 접합부에 대한 회전 성능이 파악되어야 한다. 본 연구에서는 개구부의 구조적 영향이 고려된 접합부의 회전성능을 파악하기 위해 유한요소해석을 수행하였다. 해석결과 단위모듈은 충분한 변형능력을 가지고 안정적인 이력거동을 하는 것으로 나타났으며, 단위모듈의 접합부는 부분강접 접합부로 분류되었다. 또한 본 연구에서는 단위 모듈의 비선형 골조 해석을 위한 간단한 스프링 모델을 개발하였으며, 단위 모듈의 비선형 이력 거동을 구현하기 위해 Ramberg-Osgood 이력 모델을 제시하였다.