• 제목/요약/키워드: Line-type finite element

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Vortex induced vibration and its controlling of long span Cross-Rope Suspension transmission line with tension insulator

  • Tu, Xi;Wu, Ye;Li, Zhengliang;Wang, Zhisong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제78권1호
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    • pp.87-102
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    • 2021
  • Long span cross-rope suspension structure is an innovative structural system evolved from typical Cross-Rope Suspension (CRS) guyed tower, a type of supporting system with short span suspension cable supporting overhead power transmission lines. In mountainous areas, the span length of suspension cable was designed to be extended to hundreds or over one thousand meters, which is applicable for crossing deep valleys. Vortex Induced Vibration (VIV) of overhead power transmission lines was considered to be one of the major factors of its fatigue and service life. In this paper, VIV and its controlling by Stockbridge damper for long span CRS was discussed. Firstly, energy balance method and finite element method for assessing VIV of CRS were presented. An approach of establishing FE model of long span CRS structure with dampers was introduced. The effect of Stockbridge damper for overall vibration of CRS was compared in both theoretical and numerical approaches. Results indicated that vibration characteristics of conductor in long span CRS compared with traditional tower-line system. Secondly, analysis on long span CRS including Stockbridge damper showed additional dampers installed were essential for controlling maximum dynamic bending stresses of conductors at both ends. Moreover, factors, including configuration and mass of Stockbridge damper, span length of suspension cable and conductor and number of spans of conductor, were assessed for further discussion on VIV controlling of long span CRS.

독립형 LNG 화물창의 공학적 결함 평가 (Engineering Critical Assessement for an Independent Type-B LNG Cargo Tank)

  • 서재훈;박규식;차인환;정준모
    • 대한조선학회논문집
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    • 제60권4호
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    • pp.213-221
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    • 2023
  • The demand for Liquefied Natural Gas (LNG) carriers and LNG-fueled ships has significantly increased in recent years due to the sulfur-oxide emission regulations by the International Maritime Organization (IMO). The main goal of this paper is to introduce the process for the Engineering Critical Assessment (ECA) of IMO independent type-B cargo tanks made from 9% nickel alloy. A methodology proposed by the British Standard was used to conduct ECA for any structure with initial flaws. Based on this standard, a Matlab code was developed to perform ECA. Coarse mesh Finite Element Analysis (FEA) was performed on an independent type-B LNG cargo tank with a capacity of 15,000 m3. The location with the highest development of maximum principal stress was identified at the bottom of the cargo tank. Fine mesh FEA was performed to obtain the stress range required for ECA. The dynamic cargo tank loads used for FEA were determined using some ship rules presented by Det Norske Veritas. As a result of performing a 20-year long-term crack propagation analysis with a semi-elliptical surface crack, the fracture-to-yield ratio exceeded the Fracture Assessment Line (FAL) and some structural reinforcement was necessary. Performing a 15-day short-term crack propagation analysis, the fracture-to-yield ratio remained within the FAL, and no significant LNG leaks were expected. This paper is believed to provide a guide for performing ECA of LNG cargo tanks in the future by providing the basic theory and application sample necessary to perform ECA.

강유전체를 이용한 DGS 구조의 위상 변위기 설계 및 구현 (Phase shitter design and implementation of DGS using ferroelectric materials)

  • 김영주;박준석;김영태;김선형;김형석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2014-2016
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    • 2004
  • In order to obtain a low-loss ferroelectric phase shifter, the reflection-type phase shifter with ferroelectric defected ground structure (DGS) resonators has been designed in this paper. The proposed phase shifter is consist of a 3-dB $90^{\circ}$ branch-line hybrid coupler and terminated reflective circuit with tunable ferroelectric DGS resonator. The ferroelectric DGS unit structure can provide high Q resonator characteristic at high frequencies. The design parameters of equivalent circuit for the tunable DGS resonator are derived by using simple circuit analysis method and three-dimensional full wave finite element method. The fabricated phase shifter has an insertion loss of better than 3.4dB at 13.5GHz.

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심해용 Guyed Tower 계류선의 해저면과의 접촉조건을 고려한 동적 해석 (Dynamic Analysis of Guyline in the Offshore Guyed Towers Considering Sea Bed Contact Conditions)

  • 이명우;박우선;박영석
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.244-254
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    • 1991
  • 본 연구에서는 심해용 Guyed Toewer 계류선의 해저면과의 경계조건을 고려한 동적해석 방법을 제시하였다. 가상일의 원리와 유한요소법을 사용하여 기본식을 유도하였으며 케이블의 기하학적 비선형성을 고려하였다. 지점운동에 대한 정적 및 동적효과를 고려하기 위하여 모든 시스템매트릭스를 자유도에 관계되는 성분 및 지점운동과 관계되는 성분으로 분할하여 운동방정식을 유도하였다. 유체의 항력과 관성력은 Morrison식을 사용하였으며 비선형운동방정식의 해는 Newton-Raphson 방법과 New-mark-$\beta$방법을 사용하여 구하였다. 그 결과 Tower 운동에 의한 계류선의 거동을 용이하게 해석할 수 있었다. 수치해석예를 통하여 본 연구에서의 해석방법의 타당성을 입증하였으며, 본 해석방법은 케이블구조의 동적해석에 여러모로 적용할 수 있다.

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균일한 수직하중을 받는 I형강의 비탄성 좌굴거동에 의한 설계 (Inelastic Buckling Behavior of I-Beam Under Uniform Bending)

  • 이동식;오순택
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권1호통권68호
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    • pp.61-72
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    • 2004
  • 우리나라에서는 생산되는 I형강을 대상으로 비탄성 휨-뒤틀림 좌굴에 대하여 연구하였으며 잔류응력은 다항식형과 단순형으로 고려하였다. 또한 웨브의 면의 뒤틀림이 구속된 보의 비탄성 휨-비틀림 좌굴에 대해서도 알아보았다. 해석결과를 강구조편람의 허용 휨응력과 비교하였다. 균일한 휨을 받는 보의 경우는 비탄성 휨-비틀림 좌굴이 중요한 큰 영향을 미치지 않았으나, 중간 브레이싱이 없는 단지간 및 중지간보의 경우 강구조편람에 의한 설계는 과설계가 됨을 알 수 있었다.

초고속튜브열차 추진/부상용 LSM의 설계 기법 및 특성 분석 연구 (A study on a design method and characteristic analysis of a LSM for a propulsion/levitation of the high-speed tube train)

  • 박찬배;이형우;이병송;김남포;박현준
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.830-837
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    • 2010
  • Since it started the researches on a maglev train on 1960, Germany and Japan arrived to putting to practical use level and accomplished most tests from their test-line. Korea is in progress the preparation for a practical use of low-speed maglev train in 110 [km/h] class and Korea Railroad Research Institute(KRRI) is in progress of a research about core technology of maglev system for high-speed tube train of 700 [km/h] class. In this paper, authors suggest an effective design method of Linear Synchronous Motor(LSM) for high-speed tube train of 700 [km/h] class which has a wound type electro-magnet. Then, authors calculate a variety of properties by changing speed of the LSM model which is designed by a method based on some theoretical equations. Then, authors verify the validity of the method based on some theoretical equations through a verification of property values by Finite Element Method(FEM) analysis method. Finally, in order to design a shape of pole-shoe part of LSM electro-magnet which is hard to design with a basic design method, authors analyze a transition of property values by changing a pole-shoe width and current of the electro-magnet through an analytical method by FEM.

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구치부(臼齒部) 도재전장주조관(陶在前裝鑄造冠) 변연형태(邊緣形態)에 따른 응력분석(應力分析) (Stress Analysis of Posterior Porcelain-Fused-to-Metal Crown by Marginal Configurations)

  • 김광석;송광엽;박찬운
    • 대한치과보철학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.161-179
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    • 1987
  • To study the mechanical behaviors of the margins of porcelain-fused-to-metal crown on the posterior teeth, 5 types of margins on the lower first molar were chosen, and then the finite element models were constructed. 50kg forces were applied to the porcelain on the axial wall supported by the metal vertically. The displacements and stresses of the porcelain-fused-to-metal crown were analyzed to investigate the influence of the type of margins. The results were as follows; 1. High tensile stresses were exhibited on the porcelain of the portion of the coronal line angle insufficient metallic support. 2. In case metal coping had a good supporting form to vertical force, uniform compressive stresses were exhibited on their supporting form. 3. Tensile stresses in the inframetallic margin on the series of the shoulder with a bevel margins were decreased in the bevel portion. 4. Principal stresses on the metal of the chamfer marginal portion were decreased comparing with the series of the shoulder margins. 5. The noticeable compressive stress gradients were exhibited between axial cement layer and metal on the series of the shoulder margins. 6. The principal stresses on the marginal cement layer were higher than that of the occlusal surface and axial wall.

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수평 직선형 지중 열교환기 설계 방안 제안 (Suggestions of Design Method for a Horizontal Straight Ground Heat Exchanger)

  • 김민준;이승래;윤석;전준서
    • 한국지열·수열에너지학회논문집
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    • 제12권4호
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    • pp.1-7
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    • 2016
  • This paper presents a design method for the horizontal straight ground heat exchanger (GHE) based on the Kavanaugh design method. In order to examine suitability of the suggested design method, a horizontal line type GHE was installed in a steel box of which the size was $5m{\times}1m{\times}1m$ filled with dried Joomunjin standard, and a thermal response test (TRT) was conducted for 21 hours. A numerical analysis was performed for a simulation of a peak month operation and for its verification by finite element method (FEM). According to the simulation results, it was concluded that the suggested design method for a horizontal straight GHE is reliable for the estimation of a design length.

각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식 제안 (Suggestion on Strength Formula of Square Hollow Section Tubluar Column-to-BeamPinned Connections)

  • 최성모;이성희;이광호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제18권5호
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    • pp.525-534
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    • 2006
  • 기둥과 보를 핀접합부로 연결하는 경우 볼트열과 기둥플랜지면 사이의 편심거리에 의해 강관면에 국부적인 모멘트가 유발 되어 기둥의 내력을 저하시킬 수 있다. 본 논문에서는 각형강관 기둥-보 핀접합부를 대상으로 유한요소해석 프로그램을 이용하여 기둥의 폭과 두께 변화, 내부보강 유무, 축력의 유무에 의한 변수로 모멘트에 의한 각형강관 기둥의 내력저하를 규명하기위해 해석을 수행 하였다. 유한요소해석결과에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 일부 실험체를 제작하여 실험을 수행하였다. 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 제안하기 위해 항복선 이론을 적용하였다. 그 결과 각형강관 기둥-보 편접합부의 모멘트에 의한 기둥의 내력은 폭과 두께의 증가에 따라 향상되었으며 기둥의 폭두께비가 동일하여도 기둥의 크기 증가로 내력이 향상되었다. 각형강관 기둥의 무보강형태에 대한 내력의 한계치를 제시 하였으며 한계치를 만족하지 못하는 경우 기둥 내부의 보강이 필수적이다. 따라서 각형강관 기둥의 내력 향상과 제작성을 고려하여 수평보강재 의 형태를 제안하였다. 최종적으로 모멘트에 의한 내력저하를 고려한 각형강관 기둥-보 핀접합부의 내력식을 무보강형태와 수평보강형태로 각각 제안하였다.

즉시하중시 상악 전치부에 식립된 임플란트 길이 변화에 따른 응력 분포의 삼차원 유한요소 연구 (Effect of Implant Length on the Immediate Loading at the Anterior Maxilla)

  • 이준석;김명주;권호범;임영준
    • 구강회복응용과학지
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    • 제25권3호
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    • pp.255-265
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    • 2009
  • 즉시 하중에 대한 관심과 시도가 증가되고 있지만, 명확한 술식이 정립되어 있지는 않다. 본 연구에서는 상악 전치부 임플란트에서 즉시 하중시에 골과 임플란트에 나타나는 응력분포 양상을 3차원 유한요소법을 이용하여 알아보고자 하였다. 골질이 D3인 상악 전치부의 골모형을 구성하고, 서로 다른 길이(8.5 mm, 10.0 mm, 11.5 mm, 13.0 mm, 15.0 mm)의 직경 4.0 mm 나사형 임플란트를 식립한 모형을 제작하였다. 해석 절차의 간소화를 위하여 모든 물성은 등방성, 선형탄성, 균질성으로 가정하였다. 골-임플란트 계면은 접촉 요소법으로 처리하여 골유착이 일어나기 전 상태로 구성하였다. 지대주 장축에 120도의 각도로 지대주의 구개 절단각 중앙부에 176 N의 정하중을 가하고 응력분포를 관찰하였다. von Mises stress를 이용하여 응력을 분석한 결과 모든 모형에서 순측 피질골에 응력이 집중되었으며 피질골과 망상골의 경계부에서 최대 응력값을 나타내었다. 길이에 따른 비교시 8.5 mm 모형에서 가장 큰 최대 응력값을 나타냈으며, 임플란트 길이가 증가될수록 좀 더 양호한 응력 분포를 나타내었다. 상악 전치부 즉시 하중시에 피질골의 존재 유무는 매우 중요하며, 길이가 긴 임플란트를 식립하는 것이 유리하며, 가능하면 13.0 mm 이상의 임플란트를 식립하는 것이 즉시하중을 시행할 때 응력 분산에 유리한 것으로 판단된다.