• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.49-57
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• 2010

본 연구는 기존 철근콘크리트 구조물에 대하여 대표적인 변위-기반 설계법인 Chopra&Goel 이 제안한 직접변위-기반 설계법의 기본개념을 적용하여 최대 설계지반 가속도에 대한 보강 Steel Jacket의 두께를 결장하고, 결정된 보강 두께를 적용하여 보강전 후 성능설계기법에 의한 비선형 해석 및 보강설계법에 의한 보다 개선된 알고리즘 및 프로그램을 제시하였다. Steel Jacket 보강된 철근콘크리트 기둥에 대한 설계 변위 추정을 위해 Steel Jacket 보강된 철근콘크리트 부재의 비선형 층상화 세그멘트 해석 모델을 제시하고, 성능기반설계에 의한 성능개선설계를 위하여 목표성능변위 및 설계자전가속도 조건에 대해 직접 변위-기반 설계 방법 및 변위계 수법에 의한 내진성능개선 설계 방법을 제시하였다. 적용 예에서 본 방법은 기존 철근콘크리트 기둥과 비교하여 성능개선설계 결과 보강 전에 비해 변위 연성비 및 변위성능에서 크게 개선된 성능설계 결과를 제공해 주었다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권6호
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• pp.55-64
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• 2002

사각형 유체저장 탱크내에 저장되어 있는 유체의 비선형 유동거동을 섭동법을 사용하여 해석하였다. 제시된 방법에 의한 비선형 해석결과는 기존의 연구결과와 잘 일치하였다. 지반특성과 탱크형상에 따른 유체 표면의 비선형 거동 특성을 분석하여 비선형 해석의 중요성을 입증하였다. 유체의 비선형 거동은 토사지반에서 크게 나타나며 특히 Broad Tank에서의 응답은 대단히 크게 나타났다. 일반적으로 유체표면 유동의 비선형 해석결과는 선형해석결과 보다 크게 나타났다. 유체저장탱크의 설계시 선형해석 만으로는 최대응답을 과소평가할 수 있으므로 비선형 해석을 반드시 수행할 필요가 있다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제10권2호
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• pp.95-103
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• 2010

본 논문에서는 비선형 강성방정식의 정확성 향상에 관해 연구한다. 대공간 구조물은 대경간을 가볍게 만들기 위해 두께비를 얇게 만들어야 하므로, 구조설계시 구조불안정 검토가 중요하다. 쉘형 구조물의 구조불안정은 초기 조건에 매우 민감하게 반응하며, 이는 대변형을 수반하는 비선형 문제에 귀착하게 된다. 따라서 구조불안정을 정확히 알아보기 위해 비선형 강성방정식의 정확성이 향상 되어야 한다. 본 연구에서는 스페이스 트러스를 해석 모델로 하며 접선 강성방정식과 비선형 강성방정식의 두 이론을 프로그램으로 작성하여 비선형 해석을 수행한다. 두 이론의 해석 결과를 비교 고찰하여 비선형 강성방정식의 정확성 및 수렴성 향상에 대해 검토 한다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권5호
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• pp.1029-1062
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• 2016

In this research, the nonlinear free vibration analysis of boron-nitride micro ribbon (BNMR) on the Pasternak elastic foundation under electrical, mechanical and thermal loadings using modified strain gradient theory (MSGT) is studied. Employing the von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ nonlinear geometry theory, the nonlinear equations of motion for the graphene micro ribbon (GMR) using Euler-Bernoulli beam model with considering attached mass and size effects based on Hamilton's principle is obtained. These equations are converted into the nonlinear ordinary differential equations by elimination of the time variable using Kantorovich time-averaging method. To determine nonlinear frequency of GMR under various boundary conditions, and considering mass effect, differential quadrature element method (DQEM) is used. Based on modified strain MSGT, the results of the current model are compared with the obtained results by classical and modified couple stress theories (CT and MCST). Furthermore, the effect of various parameters such as material length scale parameter, attached mass, temperature change, piezoelectric coefficient, two parameters of elastic foundations on the natural frequencies of BNMR is investigated. The results show that for all boundary conditions, by increasing the mass intensity in a fixed position, the linear and nonlinear natural frequency of the GMR reduces. In addition, with increasing of material length scale parameter, the frequency ratio decreases. This results can be used to design and control nano/micro devices and nano electronics to avoid resonance phenomenon.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제2권4호
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• pp.217-222
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• 2010

Since 1980's, optimum design techniques for ship structural design have been developed to the preliminary design which aims at minimum weight or minimum cost design of mid-ship section based on analytic structural analysis. But the optimum structural design researches about the application for the detail design of local structure based on FEA have been still insufficient. This paper presents optimization technique for the detail design of a racing motor boat. To improve the performance and reduce the damage of a real existing racing boat, direct structural analyses; static and non-linear transient dynamic analyses, were carried out to check the constraints of minimum weight design. As a result, it is shown that the optimum structural design of a racing boat has to be focused on reducing impulse response from pitching motion than static response because the dynamic effect is more dominant. Optimum design algorithm based on nonlinear finite element analysis for a racing motor boat was developed and coded to ANSYS, and its applicability for actual structural design was verifed.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.197-206
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• 2003

본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용한 비선형 탄성 최적설계 방법을 제시하였다. 제안한 비선형 탄성해석은 종래 설계의 단점 즉 탄성해석 후 비선형 효과를 고려하기 위하여 $B_1$, $B_2$ 계수를 사용하는 불합리성을 극복하였다. 유전자 알고리즘은 다윈(Darwin)의 적자생존의 개념을 기본으로 선택, 교배 및 돌연변이라는 세 가지 연산을 수행함으로써 최적설계에 필요한 설계변수 즉 부재 단면을 형성하여, 제약조건을 모두 만족하는 최소 구조물 중량을 제공하는 설계변수를 선택하면서 최적설계를 수행하였다. 목적함수로는 구조물의 총중량을 사용하였으며, 제약조건식으로는 하중저항능력, 사용성 및 연성도를 사용도를 사용하여 최적설계를 수행하였다. 2차원 강뼈대 구조물, 3차원 강뼈대 구조물, 그리고 3차원 강아치교의 설계예제를 수행하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제40권3호
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• pp.431-451
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• 2011

Time delay inevitably exists in active control systems, and it may cause the degradation of control efficiency or instability of the systems. So time delay needs to be compensated in control design in order to eliminate its negative effect on control efficiency. Today time delay in linear systems has been more studied and some treating methods had been worked out. However, there are few treating methods for time delay in nonlinear systems. In this paper, an active controller for a nonlinear and hysteretic building structure with time delay is studied. The nonlinear and hysteretic behavior of the system is illustrated by the Bouc-Wen model. By specific transformation and augmentation of state parameters, the motion equation of the system with explicit time delay is transformed into the standard state space representation without any explicit time delay. Then the fourth-order Runge-Kutta method and instantaneous optimal control method are applied to the controller design with time delay. Finally, numerical simulations and comparisons of an eight-story building using the proposed time-delay controller are carried out. Simulation results indicate that the control performance will deteriorate if time delay is not taken into account in the control design. The simulations also prove the proposed time delay controller in this paper can not only effectively compensate time delay to get better control effectiveness, but also work well with both small and large time delay problems.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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• pp.1213-1218
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• 1993

Variable structure control is applied to the robust output tracking control problem of general nonlinear multi-input multi-output (MIMO) systems. Using the concept of relative degree and minimum phase, input/output(I/O) linearization is undertaken. For I/O the linearized system, a new sliding hyperplanes design method is proposed. In this procedure, we can construct very robust and efficient sliding mode controller for general nonlinear systems of relative degree higher than two. The control results are illustrated by adopting a numerical example.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.557-560
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• 2005

This paper considers a global asymptotic output tracking problem with a prescribed constant reference signal for a class of single-input and single output-output nonlinear systems. It is shown that under some mild conditions on such a system there is a smooth output feedback achieving global asymptotic output tracking and such a smooth output controller is explicitly constructed by a new design method proposed. The usefulness of our result is illustrated by a numerical example.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 A
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• pp.33-35
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• 2000

We propose a intelligent controller for FACTS(Flexible AC Transmission System) device to stabilize a power system. In order to identify the nonlinear characteristics of the power system and to estimate a control signal, an artificial neural network is utilized. The control signal which is provided for FACTS device installed in the network is produced. The proposed controller is applied to Unified Power Flow Controller(UPFC) to verified the effectiveness of the proposed control system. The results show that the proposed nonlinear FACTS controller is able to enhance the transient stability of three machine nine bus power system.