• Structural Engineering and Mechanics
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• 제62권5호
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• pp.595-606
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• 2017

During their life span, post-tensioned concrete structures may be exposed to thermal loads. Therefore, there has been a growing interest in research on the advanced analysis and design of post-tensioned concrete slabs subjected to thermal loads. This paper investigates the structural behaviour of post-tensioned one-way spanning concrete slabs. A nonlinear finite element model for the analysis of post- tensioned unbonded and bonded concrete slabs at elevated temperatures was developed. The interface between the tendon and surrounding concrete was also modelled, allowing the tendon to retain its profile shape during the deformation of the slab. The load-deflection behaviour, load-force behaviour in the tendon, and the failure modes are presented. The numerical analysis was conducted by the finite element ANSYS software and was carried out on two different one-way concrete slabs chosen from literature. A parametric study was conducted to investigate the effect of several selected parameters on the overall behavior of post-tensioned one-way concrete slab. These parameters include the effect of tendon bonding, the effect of thermal loading and the effect of tendon profile. Comparison between uniform thermal loading and nonuniform thermal loading showed that restrained post tensioned slab with bottom surface hotter has smaller failure load capacity.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.525-532
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• 2004

원격 조작기는 같은 일을 반복적으로 수행하지 않는다는 점에서 산업용 로봇과는 구별된다. 즉 조작자가 작업을 하는 동안 직접 판단을 내리며 조작기에 제어 명령을 내린다는 점에서 조작자도 원격 조작기를 제어하기 위한 제어루프에 포함된다. PID 제어에 의존하는 원격 제어기의 모델링 오차를 줄이기 위한 방법이 퍼지 제어기의 구현이라 할 수 있는데 위치-힘 제어 방식의 양방향 제어에서는 진동으로 인한 불안정성을 내포하고 있다 비선형성에 의한 모델링 오차를 계층제어 방식에서는 여러 각도의 입력을 종합하여 판단한 조작자의 경험적 제어 규칙을 선형적으로 변환 모델링 함으로써 안정화시킬 수 있다. 즉, 다속성 계층을 사용함으로써 선형적인 결과를 얻어 낼 수가 있다.

• 대한전자공학회논문지
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• 제27권10호
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• pp.60-67
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• 1990

이 논문은 비선혀성, 모델링오차 그리고 잡음입력이 존재하는 선형 및 비선형시스템에서의 모델에 근거한 이상검출방법을 제시한다. 대상 시스템은 연속형이나 이산형 모두에 적용할 수 있도록 통합연산자$(unified operator)^[5]$로써 표시한다. 이 논문에서 제시되는 이상검출법은 잡음과 모델의 부정합과 비선형성을 고려한 것이다. 모델링 오차는 더하기꼴로 나타내며 계수추정에서 불확실성의 한계를 정량화시키기 위해 공칭모델 분모는 사건실험을 통해 고정시키는 것으로 한다. 공칭모델의 분자 계수들은 최소자승법으로 추정한다. 컴퓨터 모의실험을 추정하여 이 논문에서 제시한 방법이 기존의 방법보다 우수한 성능을 지니고 있음을 보인다.

• Steel and Composite Structures
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• 제18권5호
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• pp.1215-1237
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• 2015

The majority of connections in moment resisting frames are considered as being fully-rigid. Consequently, the real behavior of the connection, which has some level of flexibility, is ignored. This may result in inaccurate predictions of structural response. This study investigates the influence of flexibility of the extended end-plate connections in the steel moment frames. This is done at two levels. First, the actual micro-behavior of extended end-plate moment connections is explored with respect to joint flexibility. Then, the macro-behavior of frames with end-plate moment connections is investigated using modal, nonlinear static pushover and incremental dynamic analyses. In all models, the P-Delta effects along with material and geometrical nonlinearities were included in the analyses. Results revealed considerable differences between the behavior of the structural frame with connections modeled as fully-rigid versus those when flexibility was incorporated, specifically difference occurred in the natural periods, strength, and maximum inter-story drift angle.

• Smart Structures and Systems
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• 제24권2호
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• pp.223-231
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• 2019

The properties of Electroactive Polymer (EAP) materials are attracting the attention of engineers and scientists from many different disciplines. From the point-of-view of robotics, Ionic Polymer Metal Composites (IPMC) belong to the most developed group of the EAP class. To allow effective design of IPMC-actuated mechanisms with large induced strains, it is necessary to have adequate analytical tools for predicting the behavior of IPMC actuators as well as simulating their response as part of prototyping methodologies. This paper presents a novel IPMC motor construction. To simulate the bending behavior that is the dominant phenomenon of motor movement process, a nonlinear model is used. To accomplish the motor design, the IPMC model was identified via a series of experiments. In the proposed model, the curvature output and current transient fields accurately track the measured responses, which is verified by measurements. In this research, a three-dimensional Finite Element Method (FEM) model of the IPMC motor, composed of IPMC actuators, simultaneously determines the mechanical and electrical characteristics of the device and achieves reliable analysis results. The principle of the proposed drive and the output signals are illustrated in this paper. The proposed modelling approach can be used to design a variety of controllers and motors for effective micro-robotic applications, where soft and complex motion are required.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.62-68
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• 2007

최근 전력 전자 응용 기기의 사용증가로 비선형 특성 부하에 의한 고조파가 상당히 발생하고 있으며, 이에 의한 영향으로 배전시스템의 변압기 열화, 소자의 고장, 통신 간섭 등의 여러 가지 문제를 발생시키고 있다. 따라서 배전 시스템에서의 고조파 수준과 전달특성을 정확하게 분석하기 위하여 배전시스템의 효과적인 실측정과 모델링에 관한 연구가 필요한 실정이다. 본 논문에서는 고조파 관리기준 IEC61000-3-6 토대로 배전 시스템의 고조파 특성을 해석하기 위하여 공통 결합점(Point of Common Coupling : PCC)을 선택하였다. 실 배전 시스템의 PCC 지점에서 고조파 전압, 전류를 측정하여, 고조파 분포, 비선형 부하 성분 및 고조파 전압, 전류 왜형률 (Voltage/Current Total Harmonic Distortion: VTHD/ITHD)을 분석하였다. 또한 정상상태에서 고조파 임피던스, 전압, 전류을 해석을 통하여 실 배전시스템을 효과적이고 정확하게 모델링 되었을 확인하였다. 또한 고조파 전류원 발생시에 고조파 전압, 전류를 비교 분석하여 고조파 전달특성을 조사하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.718-723
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• 2017

구조설계 실무 현장에서의 구조해석 모델링 방법을 조사해 보면, 대부분의 경우, 삼차원 구조해석을 위해 슬래브를 판요소를 이용한 메쉬의 형태로 모형화 하고, 전단벽을 쉘요소 또는 벽요소를 사용하여 모형화 하고 있다. 여기서 주목할 점은 해석모형 작성의 편의성을 위하여 전단벽을 층과 층 및 기둥선과 기둥선 사이에 존재하는 한 개의 요소로 모형화 한다는 것이다. 이와 같은 모형화 방법은 사용되는 컴퓨터 프로그램에 따라 해석 오류를 발생시킬 수 있으며, 이러한 오류는 해석 결과의 신뢰성을 저하시키게 된다. 따라서 구조해석의 신뢰성을 확보하기 위해서는 이러한 오류가 발생하는 원인을 조사하고 합리적인 모형화 방법을 찾기 위한 연구가 필요하다. 원인 분석을 위한 비교 대상 해석 프로그램은 MIDAS와 SAP2000 및 neoMAX등과 같은 상용프로그램과 요소의 강성을 추측하기 위해 연구용인 sNs를 사용하였다. 본 연구에서는, 구조해석 실무현장에서 사용하고 있는 전단벽 모형화 방법에 따른 해석오류의 원인들을 분석해 보고자 한다. 또한 이러한 분석 결과를 바탕으로 전단벽 모형화를 위한 몇 가지 고려사항들을 제시하고자 한다.

• Computers and Concrete
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• 제25권1호
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• pp.67-73
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• 2020

Traditionally used analytical approach to predict the fatigue failure of reinforced concrete (RC) structure is generally conservative and has certain limitations. The nonlinear finite element method (FEM) offers less expensive solution for fatigue analysis with sufficient accuracy. However, the conventional implicit dynamic analysis is very expensive for high level computation. Whereas, an explicit dynamic analysis approach offers a computationally operative modelling to predict true responses of a structural element under periodic loading and might be perfectly matched to accomplish long life fatigue computations. Hence, this study simulates the fatigue behaviour of RC beams with finite element (FE) assemblage presenting a simplified explicit dynamic numerical solution to show computer aided fatigue behaviour of RC beam. A commercial FEM package, ABAQUS has been chosen for this complex modelling. The concrete has been modelled as a 8-node solid element providing competent compression hardening and tension stiffening. The steel reinforcements are simulated as two-node truss elements comprising elasto-plastic stress-strain behaviour. All the possible nonlinearities are duly incorporated. Time domain analysis has been adopted through an automatic Newmark-β time incremental technique. The program consists of twelve RC beams to visualize the real behaviour during fatigue process and to obtain the reliability of the study. Both the numerical and experimental results indicate a redistribution of stresses along the time and damage accumulation of beam which severely affect the serviceability and ultimate capacity of RC beam. The output of the FEM analysis demonstrates good match with the experimental consequences which affirm the efficacy of the computer aided model. The controlled fatigue damage evolution at service fatigue load limits makes the FE model an efficient tool in predicting high cycle fatigue behaviour of RC structures.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.340-350
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• 2020

한반도 대기모델의 해상풍을 입력자료로 사용하는 초단기 파랑예측시스템을 구축하고, 예측성능을 결정하는 중요한 요소인 입력바람장-파랑 상호작용을 고려하여, 수치모의실험을 수행하였다. 예측성능을 검증하기 위해 비태풍시기와 태풍시기에 대한 파랑모델의 예측결과를 기상청 계류부이 관측자료와 비교하였다. 비태풍시기에는 전반적으로 모델의 과소모의 경향이 나타났으며, 입력바람장과 파랑의 상호작용 물리계수를 증가시키면 과소모의하는 예측경향과 평균제곱근오차(RMSE)는 감소하는 것을 확인할 수 있었다. RMSE가 최소가 되는 실험조건을 적용하여 태풍시기를 분석한 결과, 비태풍시기와 비교하여 예측오차가 증가하였다. 이는 파랑모델이 상대적으로 약한 비태풍시기의 바람장 영향을 고려했기 때문으로 보이며, 강한 바람장 형성으로 인한 파랑의 비선형효과와 파랑에너지 소산효과가 충분히 반영되지 않았던 것으로 판단된다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권2호
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• pp.201-213
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• 2020

Seismic damages that occurred by the effects of epicenter distance of the earthquake are one of the most important problems for the earthquake engineering. In this study, it is aimed to examine the nonlinear seismic behaviors of concrete gravity (CG) dams considering various epicenter distances. For this purpose, Boyabat CG dam that is one of the biggest concrete gravity dams in Turkey is selected as a numerical application. FLAC3D software based on finite difference method is used for modelling and analyzing of the dam. Drucker-Prager nonlinear material model is used for the concrete body and Mohr-Coulomb nonlinear material model is taken into account for the foundation. Special interface elements are used between dam body and foundation to represent interaction condition. Free-field and quiet non-reflecting boundary conditions are utilized for the main surfaces of 3D model. Total 5 various epicenter distances of 1989 Loma Prieta earthquake are considered in 3D earthquake analyses and these distances are 5 km, 11 km, 24 km, 85 km and 93 km, respectively. According to 3D seismic results, x-y-z displacements, principal stresses and shear strain failures of the dam are evaluated in detail. It is clearly seen from this study that the nonlinear seismic behaviors of the CG dams change depending to epicenter distance of the earthquake. Thus, it is clearly recommended in this study that when a CG dam is modelled or analyzed, distance of the earthquake fault to the dam should be strongly examined in detail. Otherwise, earthquake damages can be occurred in the concrete dam body by the effects of seismic loads.