• 제목/요약/키워드: Negative Stiffness

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EDISON 프로그램을 사용한 3차원 팽창 피라미드 구조의 최적화 연구 (A study on the optimization of three-dimensional auxetic pyramid structure by using EDISON program)

  • 김규영;김수호;윤기원;김현규
    • 한국항공우주학회지
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    • 제45권9호
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    • pp.807-815
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    • 2017
  • 팽창(auxetic) 구조물은 음의 프와송 비로 거동하는 구조체로, 에너지 흡수 및 파괴 인성 등이 높은 것으로 알려져 있다. 본 논문에서는 최적화의 목적을 음의 프와송비가 높으며 50 N/mm 이상의 강성을 갖는 팽창 구조를 설계하고자한다. 길이, 두께, 각도를 설계 인자로 정의하였고, 응력, 프와송 비 그리고 강성을 반응 요소로서 정의하였다. Box-Behnken 방법을 사용하여 4인자, 3수준 실험 설계를 수행하였고, Edison 프로그램 중 CSD_EPLAST를 사용하여 유한요소 해석을 수행하였다.

Vibration control of a stay cable with a rotary electromagnetic inertial mass damper

  • Wang, Zhi Hao;Xu, Yan Wei;Gao, Hui;Chen, Zheng Qing;Xu, Kai;Zhao, Shun Bo
    • Smart Structures and Systems
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    • 제23권6호
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    • pp.627-639
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    • 2019
  • Passive control may not provide enough damping for a stay cable since the control devices are often restricted to a low location level. In order to enhance control performance of conventional passive dampers, a new type of damper integrated with a rotary electromagnetic damper providing variable damping force and a flywheel serving as an inertial mass, called the rotary electromagnetic inertial mass damper (REIMD), is presented for suppressing the cable vibrations in this paper. The mechanical model of the REIMD is theoretically derived according to generation mechanisms of the damping force and the inertial force, and further validated by performance tests. General dynamic characteristics of an idealized taut cable with a REIMD installed close to the cable end are theoretically investigated, and parametric analysis are then conducted to investigate the effects of inertial mass and damping coefficient on vibration control performance. Finally, vibration control tests on a scaled cable model with a REIMD are performed to further verify mitigation performance through the first two modal additional damping ratios of the cable. Both the theoretical and experimental results show that control performance of the cable with the REIMD are much better than those of conventional passive viscous dampers, which mainly attributes to the increment of the damper displacement due to the inertial mass induced negative stiffness effects of the REIMD. Moreover, it is concluded that both inertial mass and damping coefficient of an optimum REIMD will decrease with the increase of the mode order of the cable, and oversize inertial mass may lead to negative effect on the control performance.

압출가설시 발생하는 휨모멘트의 최소화 조건을 통한 압출노즈의 최적설계 (Techniques of Optimizing the Launching Nose under Conditions of Minimizing the Launching Bending Moment)

  • 최항용;서석구;오명석;오세환
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권4A호
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    • pp.487-495
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    • 2008
  • 본 연구에서는 압출가설시 압출노즈와 가설거더 시스템의 거동에 대한 압출노즈의 휨강성비, 단위중량비 및 길이비의 영향을 살펴보고, 압출과정에서 발생하는 부모멘트 및 정모멘트를 최소화할 수 있는 압출노즈에 대한 최적조건을 도출하고자 하였다. 또한, 도출된 최적조건을 사용하여 압출노즈의 단위중량비와 길이비의 관계식을 유도하고 압출가설시에 발생하는 절대최대 정모멘트 및 부모멘트의 산정식을 제시하였으며, 연속거더교량의 압출가설시에 사용되는 압출노즈의 최적설계 방안을 제안하였다. 가장 이상적인 압출노즈의 설계는 절대최대 부모멘트를 최소화하면서 절대최대 정모멘트의 발생을 억제할 수 있는 단위중량비 0.167, 길이비 0.836을 적용한 경우임을 확인하였다.

Slab Anchor를 사용한 판형교의 거동특성 연구 (Behavior of Steel Plate Girder Using Slab Anchor)

  • 한상윤;한택희;박남회;강영종
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.105-113
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    • 2002
  • 강합성 교량은 자중의 감소, 강성의 증대, 장지간의 적용 등의 재료적 특성에 힘입어 1920년대 이래로 사용되어져 왔다. 그러나 연속교의 경우 내부지점부에서 발생하는 부모멘트로 인하여 콘크리트 부분에 균열이 생기고 콘크리트의 건조수축이나 Creep으로 인한 문제들이 제기 됨에 따라 슬랩앵커를 이용한 부분합성교량이 제기 되었다. 부분합성의 경우 어느 정도의 슬립을 허용하여 이러한 문제를 극복할 수 있다. 본 연구에서는 슬랩앵커의 탄성구간에서의 초기 강성값을 실험을 통하여 알아내고, 단순지지인 경우와 연속교의 경우에 대하여 범용 프로그램을 이용하여 슬래브와 강재를 연결시키는 조인트 요소의 강성값을 변화시켜 전단연결재의 강성값에 따른 합성정도와 내부지점부의 콘크리트 슬래브의 인장응력이 어떤 변화양상을 나타내는지 파악하고자 한다.

지반진동절연을 위한 공압제진대의 전달률 설계기법 (An Efficient Transmissibility-design Technique for Pneumatic Vibration Isolator)

  • 이정훈;김광준
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.411-423
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    • 2008
  • Pneumatic vibration isolator has a wide application for ground-vibration isolation of vibration-sensitive equipments. Recent advances In precision machine tools and instruments such as nano-technology or medical devices require a better isolation performance, which can be efficiently done by precise modeling- and design- of the isolation system. This paper will discuss an efficient transmissibility design method for pneumatic vibration isolator by employing the complex stiffness model of dual-chamber pneumatic spring developed in our previous research. Three design parameters of volume ratio between the two pneumatic chambers, the geometry of capillary tube connecting the two pneumatic chambers and finally the stiffness of diaphragm necessarily employed for prevention of air leakage were found to be important factors in transmissibility design. Based on design technique that maximizes damping of dual-chamber pneumatic spring, trade-off among the resonance frequency of transmissibility, peak transmissibility and transmissibility in high frequency range was found, which was not ever stated in previous researches. Furthermore this paper will discuss about negative role of diaphragm in transmissibility design. Then the design method proposed in this paper will be illustrated through experiment at measurements.

매크로 요소를 사용한 판형교 바닥판의 휨거동 해석 (A Study on the Flexural Behavior of Plate Girder Bridge Decks Using a Macro-Element)

  • 최진유;양기재;박남회;강영종
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권1호
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    • pp.13-24
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    • 2000
  • 교량 바닥판 설계에 대한 현 시방규정은 바닥판 슬래브가 처짐이 구속된 거더에 연속 지지되어 있다고 가정하므로, 바닥판 지간 중앙의 정모멘트와 거더 상단에 발생하는 부모멘트의 크기가 같은 것으로 간주하고 있다. 그러나 바닥판에 발생하는 휨모멘트는 거더의 처짐에 의해서 많은 영향을 받고 있으며, 거더의 처짐을 고려치 않는 현 시방규정에 의해 설계된 바닥판은 상부철근의 부식으로 인한 내구성 저하와 유지보수 비용 증가 등의 문제점을 안고 있다. 따라서 본 연구에서는 매크로 요소를 이용해 거더의 처짐 효과를 고려할 수 있는 해석법을 개발하였고, 이를 유한요소법을 통해 검증하였다. 또한, 이 해석법을 바탕으로 바닥판의 횡방향 휨모멘트에 영향을 미치는 여러 변수에 대한 분석을 수행하였다. 해석 결과, 바닥판의 지점부 모멘트는 거더의 간격뿐만 아니라 거더와 바닥판의 휨강성비 교량의 길이, 하중의 재하위치, 거더의 비틀림 강성, 가로보의 휨강성과 배치 간격 등에 많은 영향을 받고 있는 것을 알 수 있으며, 영향선을 이용해 최대하중 위치를 결정하여 몇 개의 예제교량을 대상으로 지점부의 설계모멘트를 계산해 본 결과, 현 시방규정이 다소 보수적인 값을 나타내고 있다.

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강섬유를 보강한 슬래브-기둥 시스템의 거동에 관한 연구 (The Effects of Steel Fibers on the Behavior of Slab-Column System)

  • 최응규;강경수;김묵한
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1998년도 봄 학술발표회논문집(II)
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    • pp.553-558
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    • 1998
  • Two-way slab-column specimens were tested under monotonic loading increased up to punching shear failure to investigate the beneficial effects of fiber-reinforced concrete. The parameters for experiments are the placement of fibers within the immediate column region, the placement on the entire surface of the slab, and no placement of fibers. The effects of these parameters on the punching shear capacity, negative moment cracking. and stiffness of the two-way slab specimens were studied. According to the results the addition of steel fibers in the slab around the column results in a significant improvement in the performance including the increase of punching shear resistance, greater post-cracking stiffness and smaller crack width at service load levels.

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스파이럴 그루브 드라이 가스 시일의 윤활 성능해석 - Part I: 유한요소 해석 및 기본 성능평가 (Lubrication Performance Analyses of Spiral Groove Dry Gas Seals - Part I: EE Analysis and Basic Performance Evaluation)

  • 이안성;양재훈;최동훈
    • Tribology and Lubricants
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    • 제20권2호
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    • pp.58-67
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    • 2004
  • In this study a general Galerkin FE lubrication analysis method for the compressible Reynolds equation in cylindrical coordinates is presented. Then, the method is applied for analyzing lubrication performances of spiral groove dry gas seals. The effects of toning and number of groove on performance indices are evaluated at low and high rotating speeds: 3,600 and 15,000 rpm. Results show that, for the primary design consideration performances such as the opening force and axial and angular stiffnesses, a negative or small coning and a large number of groove are preferred.

The Effect of Calf Stiffness on Gait, Foot Pressure and Balance in Adults

  • Lee, JeonHyeong;Chang, JongSung
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제31권6호
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    • pp.346-350
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    • 2019
  • Purpose: The purpose of this study was to investigate the effects of calf tightness on gait, plantar pressure, and balance in adults. Methods: A total of 60 participants were divided into a normal group of 30 subjects with normal dorsiflexion angle (20-25 degrees) and an experimental group of 30 subjects with limited dorsiflexion angle (0-15 degrees) due to calf tightness. Gait ability and foot pressure of the subjects was measured with a treadmill, and the balance ability was measured by PROKIN system. Results: A significant difference in COP length, loading response, and single limb support was observed between groups. The COP length and single limb support ratio in the normal group was greater than in the experimental group, but the experimental group showed a higher ratio for loading response in the gait ratio. Conclusion: Our results indicated that calf tightness was negative effects on balance and gait ability, so assessment of the muscle tightness should be considered during exercise and treatment.

기둥 주위에 슬리트를 갖는 합성보 접합부의 반복하중 하에서의 거동 (Hysteretic Behavior of Composite Beam Detail with Slit around Column)

  • 양일승;윤현도;이강민;박완신;한병찬;문연준
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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    • pp.101-104
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    • 2004
  • Composite beams are generally known to possess higher flexural stiffness and strength under the positive bending moments than the normal steel beams. However the these beams also exhibit large differences in flexural stiffness and strength when both positive and negative bending moments are applied. As observed during the 1995 Kobe Earthquake, these beams tend to be fractured on the bottom flanges under repeated cyclic loadings. The objective of this study is to develop and evaluate the composite beam detail, which is able to effectively resist the seismic loadings. The proposed system is composed of the slit on concrete slab around column. A limited experimental program was designed and conducted to investigate the hysteretic behavior of the proposed composite beam system. From the experimental data obtained from the testing of three specimens, the proposed composite beam detail is found to possess large beam rotation than normal steel beams.

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