• 제목/요약/키워드: Newmark 적분법

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보강된 쉘구조의 동적 비선형해석 (Dynamic Nonlinear Analysis of Stiffened Shell Structures)

  • 최명수;김문영;장승필
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제5권3호
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    • pp.57-64
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    • 2001
  • 보강된 판 및 쉘구조의 동적 비선형해석을 수행하기 위하여, 유한회전을 고려한 변형된 쉘유한요소를 이용하여 total Lagrangian formulation이 제시된다. 전단구속 (shear locking) 현상과 가상의 제로에너지 모우드를 동시에 제거하기 위하여 가정변형도 개념을 채용한다. 탄소성해석에서는 return mapping 미해rithm이 쉘구조의 붕괴 해석에 적용된다. Newmark 직접적분법을 사용하여 동하중 및 지진하중을 받는 쉘구조의 동적 비선형해석 결과를 제시한다.

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시간적분법을 이용한 경수로 핵연료집합체의 선형충격 거동해석 (Linear-Impact Behaviour of PWR Fuel Assembly)

  • 임정식;손동성
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2000년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.627-632
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    • 2000
  • A finite element model for the transient dynamic analysis of a PWR fuel assembly was developed and programmed as a name of DAMASS. The Newmark time integration method was used to solve the governing equation of motion. Results of the program was compared with those of ANSYS in terms of displacement and impact forces to show the validity of the model. Up to now it has capability of solving the linear impact of FA(s) and it will be extended to the non-linear analysis of a FA in the future.

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복합재료 교량 바닥판의 주행속도에 따른 동적응답 평가 (Estimation of Dynamic Response of Advanced Composite Material Decks for Bridges Application under Various Vehicle Driving Velocities)

  • 천경식;장석윤
    • 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.

전단변형효과를 고려한 현수교의 교량-차량 상호작용 해석 (Bridge-Vehicle interaction Analysis of Suspension Bridges Considering the Effects of the Shear Deformation)

  • 김문영;임명훈;권순덕;김호경
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제8권6호통권40호
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    • pp.1-11
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    • 2004
  • 이전의 연구(1)에서는 해석적 및 수치적 방법을 사용하여 전단변형 및 회전관성효과를 고려하는 현수교의 수직진동에 대하여 유한요소법을 이용하여 이동하중 해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 Hermitian 다항식을 사용하는 현수교요소를 이용하여 현수교의 수직진동에 대한 고유치 해석을 수행하고 이를 이용한 현수교요소와 차량 및 열차와의 상호작용을 고려한 운동방정식을 유도한다. 이와 같이 모드중첩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 수치적분방법으로 Newmark $\beta$ Method를 사용하여 동적해석을 수행하였다.

지수형 충격력을 받는 시스템의 에너지보존 알고리듬 (The Energy Conserving Algorithm of the System Acted by an Exponential Impact Force)

  • 윤성호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.311-319
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    • 2003
  • 본 연구에서는 지수형 함수로 표현된 비선형 충격력을 받는 시스템의 동적 응답 정밀도를 향상시키고자 선형 충격력의 경우와 비교ㆍ검토하였다. Newmark 계열의 중앙법 알고리듬이 사다리꼴법과 같이 충격력이 없는 경우 모멘텀과 에너지 보존을 성립하도록 유도되었다. 중앙법, 사다리꼴법, 시간구간 종점 평가법((n+1)점 방법)을 선형 충격력에 적용하면 적분간격의 크기에 상관없이 보존성질을 만족하나, 비선형 충격력의 경우 모멘텀과 에너지 보존 상수값이 과소 또는 과대평가 되어졌다. 이러한 오차를 제거하고자 시간간격을 늘리면서 평가함수의 개수를 최소로 하는 다단계 방법중의 하나인 Simpson 1/3법을 사용하여 보존상수값의 정밀도를 향상시켰다. 아울러 유한회전을 포함한 유한운동을 해석할 때에도 제안된 알고리듬이 확정ㆍ적용될 가능성을 보여주고 있다.

유연관-해저주행차량 연성 동적거동 해석 (Coupled Dynamic Analyses of Underwater Tracked Vehicle and Long Flexible Pipe)

  • 홍섭;김형우
    • 한국해양학회지:바다
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    • 제13권3호
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    • pp.237-245
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    • 2008
  • 우리는 해저 연약지반 주행차량과 주행차량의 상부에 결합되어 있는 유연관의 연성거동 동력학 해석 기법을 개발하였다. 연약지반 주행차량은 1개의 강체로 모델링되었으며, 질량집중매개변수 기법을 이용한 이산화기법을 적용하여 유연관을 모델링하였다. 강체 무한궤도 주행차량의 운동방정식과 유연관의 3차원 비선형 지배방정식을 결합시켰으며, 4개의 오일러 매개변수를 이용하여 주행차량과 유연관의 자세를 표현하였다. 주행차량과 유연관의 비선형 연성거동 동력학 방정식의 해를 구하기 위해, 증분-반복법을 이용하였다. 시간영역 수치적분을 위해 $Newmark-\beta$기법을 이용하였다. 증분-반복법을 적용하여 연성 운동방정식에 대한 자코비안 행렬을 유도하였다. 동적거동 동력학 해석 기법을 통해 유연관의 동적거동과 연약지반 위를 주행하는 무한궤도 차량의 동적거동 사이의 상호작용을 시간영역에서의 관찰하였다.

유체가 이송하는 테더가 있는 인공위성의 동특성 분석 (Nonlinear Dynamic Analysis of a Satellite with Tether Conveying Fluid)

  • 정원영;이규호;정진태
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제21권8호
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    • pp.691-697
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    • 2011
  • The purpose of this study is to analyze nonlinear dynamics of a tethered satellite. The coupled non-linear equations of motion are derived by using the extended Hamilton's principle with the polar coordinate system. In order to analyze the response of tethered satellite, time responses are computed by the Newmark's time integration method. We also investigate the dynamic behavior of the system and the effects of length of tether, tip mass and conveyed fluid through the tether with time variation.

이동하중을 받는 보강판의 동응답해석 (Dynamic Response Analysis of Stiffened Plates Subjected to Moving Loads)

  • 정정훈;정태영
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1992년도 추계학술대회논문집; 반도아카데미, 20 Nov. 1992
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    • pp.124-129
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    • 1992
  • 이동 집중력 및 집중질량에 의한 이동하중을 받는 직사각형 보강판에 대하 여 보강재효과집중 모델링방법에 의거하여 보강판을 등방성 박판 및 보강재 효과를 반영한 등가보요소로 이루어진 판-보 조합체로 유한요소 모델링하고 Newmark의 직접 시간적분법을 이용한 동응답 해석방법을 정식화하였다. 일 련의 수치계산 예를 통하여 본 연구에서 제시한 방법이 이동하중을 받는 보 강판의 동응답 해석문제에 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다. 아울러 parametric study를 통하여 이동하중이 작용하는 보강판의 동응답특성은 이 동하중의 질량효과를 고려하는 경우와 고려하지 않는 경우 매우 달라지며, 이동하중에 의한 동적응답은 이동속도가 증가할수록 정하중에 의한 응답보 다 증폭되어 나타나고 증폭비율이 질량효과를 고려할 경우 훨씬 더 커짐을 확인하였다.

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테더가 있는 인공위성의 비선형 동역학 해석 (Nonlinear Dynamic Analysis of a Tethered Satellite)

  • 이규호;정원영;정진태
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.416-421
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    • 2011
  • The purpose of this study is to analyze nonlinear dynamics of a tethered satellite. The nonlinear equations of motion are derived by using Lagrange's equations with the polar coordinate system. In order to analyze the response of tethered satellite, time responses are computed by the Newmark's time integration method. This paper claims that the dynamic behavior of the system is changed by the effect of length of tether, mass ratio of satellites.

변위제한조건식과 안정화된 Penalty방법에 의한 차량 주행에 따른 구조물의 동적상호작용 해석기법 (Simulation of Vehicle-Structure Dynamic Interaction by Displacement Constraint Equations and Stabilized Penalty Method)

  • 정근영;이성욱;민경주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4D호
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    • pp.671-678
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    • 2006
  • 본 연구에서는 2개의 질량을 갖는 1/4 차량모델을 이용하여 차량-궤도-교량간의 동적상호작용 현상을 표현하기 위해 비선형 헤르츠 접촉스프링(Nonlinear Hertzian Contact Spring)과 비선형 접촉감쇠장치(Nonlinear Contact Damper)를 도입하였다. 또한, 차량에 작용하는 하중은 차량의 중량외에 임의시간단계의 차륜재하위치인 레일답면(즉, 주행로상의 접촉면)에서의 변위가 제한조건식(Constraint Equation)으로 가해졌다. 이 변위제한조건식은 Penalty방법(Penalty Method)에 의해 구현되었으며, 해의 안정화(Stabilization)를 위한 기법과 제한조건오차보정반력(Reaction from Constraint Violation)을 도입하였다. 또한, 차량의 피칭운동을 표현하고, 다양한 차량/열차를 모형화하기 위해서 1/4 차량모델의 차체 및 대차프레임 간을 강체연결 및 핀이 있는 강체연결조건으로 모형화하였다. 시간적분방법으로는 Newmark계열의 시간적분법이 사용되었으며, 해의 정확성 확보를 위해 국지적 오차평가에 근거한 적응적시간간격기법(Adaptive Time-Stepping Scheme)을 도입하였다. 이러한 적응적시간간격기법을 도입하여 동적해석에서 시간간격의 크기를 자동적으로 결정함으로써 동적해석에서의 해의 정확성을 확보하고 시간적분에 소요되는 계산비용을 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.