• 제목/요약/키워드: Nonlinear spring

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Control of chaotic dynamics by magnetorheological damping of a pendulum vibration absorber

  • Kecik, Krzysztof
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제51권5호
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    • pp.743-754
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    • 2014
  • Investigations of regular and chaotic vibrations of the autoparametric pendulum absorber suspended on a nonlinear coil spring and a magnetorheological damper are presented in the paper. Application of a semi-active damper allows controlling the dangerous motion without stooping of system and additionally gives new possibilities for designers. The investigations are curried out close to the main parametric resonance. Obtained numerical and experimental results show that the semi-active suspension may reduce dangerous motion and it also allows to maintain the pendulum at a given attractor or to jump to another one. Moreover, the results show that, for some parameters, MR damping may transit to chaotic motions.

영상인식에 의한 움직임 제어 시스템 구현 (Realization for Nonlinear Movement Controlling System with Image Pattern Recognition)

  • 류재훈;정태림;류광렬
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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    • pp.213-216
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    • 2006
  • 본 논문은 영상인식에 의한 움직이는 물체의 제어 시스템에 관한 연구이다. 시스템은 제어시스템과 영상처리시스템으로 구성한다. 제어시스템은 마이크로 컨트롤러를 이용하여 바람 생성하여 스프링을 제어한다. 영상처리시스템은 스프링의 움직임을 수직선 메칭 알고리즘을 사용하였다. 실험한 결과, 응답속도는 1.712 (sec) 이며, 풍량의 0에서 20(mmH2O)구간에서 제어오차 전압 평균은 75mVolt 이며, 20에서 30(mmH2O) 구간에서 430(mVolt)이다. 이 시스템은 풍량을 발생시키는 시스템의 영상제어가 가능하다.

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최소 구조 신경회로망을 이용한 단기 전력 수요 예측 (Short-term load forecasting using compact neural networks)

  • 하성관;송경빈
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 추계학술대회 논문집 전력기술부문
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    • pp.91-93
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    • 2004
  • Load forecasting is essential in order to supply electrical energy stably and economically in power systems. ANNs have flexibility to predict a nonlinear feature of load profiles. In this paper, we selected just the necessary input variables used in the paper(2) which is based on the phase-space embedding of a load time-series and reviewing others. So only 5 input variables were selected to forecast for spring, fall and winter season and another input considering temperature sensitivity is added during the summer season. The training cases are also selected from all previous data composed training cases of a 7-day, 14-day and 30-day period. Finally, we selected the training case of a 7-day period because it can be used in STLF without sacrificing the accuracy of the forecast. This allows more compact ANNs, smaller training cases. Consequently, test results show that compact neural networks can be forecasted without sacrificing the accuracy.

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A Novel Numerical Method for Considering Friction During Pre-stressing Construction of Cable-Supported Structures

  • Zhao, Zhongwei;Liang, Bing;Yan, Renzhang
    • 국제강구조저널
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    • 제18권5호
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    • pp.1699-1709
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    • 2018
  • Suspen-dome structures are extensively used due to their superiority over traditional structures. The friction between cable and joints may severely influence the distribution of cable force, especially during the pre-stressing construction period. An accurate and efficient numerical method has not yet been developed that can be used for estimating the influence of friction on cable force distribution. Thus, this study proposes an efficient friction element to simulate friction between cable and joint. A flowchart for estimating the value of friction force is introduced. These novel numerical methods were adopted to estimate the influence of friction on cable force distribution. The accuracy and efficiency of these numerical methods were validated through numerical tests.

Enhanced macro element for nonlinear analysis of masonry infilled RC frame structures

  • Mebarek Khelfi;Fouad Kehila
    • Earthquakes and Structures
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    • 제25권3호
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    • pp.177-186
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    • 2023
  • Reinforced concrete frames with a masonry infill panel is a structural typology frequently used worldwide. In seismic cases, the interaction between the masonry infill and the RC frames constitutes one of the most complex subjects in earthquake engineering. In this work, an enhancement of an existing numerical model is proposed to improve the estimation of lateral strength and stiffness of masonry-infilled frame structures and predict their probable failure modes. The proposed improvement is based on attributing corrective coefficients to the shear strength of each diagonal shear spring of the macro element, which simulates the masonry infill. The improved numerical model is validated by comparing the results with those of the original numerical model and with experimental results available in the literature. The enhanced macro element model can be used as a powerful, accessible tool for assessing the capacity and stiffness of masonry-infilled frame structures and predicting their probable failure modes.

An analytical approach for offshore structures considering soil-structure interaction

  • Ali Sari;Kasim Korkmaz
    • Advances in Computational Design
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    • 제9권1호
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    • pp.25-38
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    • 2024
  • This paper presents an advanced analytical approach for the design and analysis of fixed offshore structures with soil structure interaction considered. The proposed methodology involves conducting case studies to illustrate and assess the structural response of a structure considering seven different earthquakes, with the primary goal of ensuring there is no global collapse in the structures. The case studies focus on developing a model for structural analysis and its topside, incorporating nonlinear axial and lateral springs to capture soil-pile interaction. Additionally, mass and damping ratios are considered through the use of dashpots in the analyses. Finite Element Software was employed for structural analyses with detailed modeling, with soil spring nodes applied in the entire structure across various depths. After the finite element analysis was carried out, a sensitivity analysis was conducted to quantify and report the effects of different parameters.

염하수로 인근에서 조석 변형과 장주기 조류성분의 변동 특성 (Periodic characteristics of long period tidal current by variation of the tide deformation around the Yeomha Waterway)

  • 송용식;우승범
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제23권5호
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    • pp.393-400
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    • 2011
  • 경기만과 같이 지형이 복잡하고 조차가 큰 해역에서는 활발한 물질순환이 나타난다. 이러한 물질순환에 영향을 주는 장주기 흐름은 다양한 외력에 의하여 형성되며 시공간적으로 독특한 특성이 나타난다. 본 연구에서는 경기만에 위치하는 인천항부터 잠실수중보 사이에서 동기간에 관측된 조위와 유속자료를 분석하여 장주기 조류성분의 주기적인 변화 특성과 발생 기작을 파악하였다. 염하수로와 한강하구에서는 배조나 복합조와 같은 비선형분조의 증가로 인하여 조석파의 변형이 발생하고 이에 따른 평균해면 상승이 나타난다. 경기만으로부터 한강으로 전파하는 조석파는 수로폭과 수심이 크게 감소하는 염하수로로 진입하면서 급격히 변형되어 저조위와 평균해면이 상승하며, 상류로 갈수록 조석변형이 커진다. 이러한 조석변형은 조차가 큰 대조기에 증가하고 조차가 작은 소조기에 감소하며 주기적인 변동을 나타내는데, 이는 장주기 조석성분인 $M_{sf}$ 분조로 해석될 수 있다. 조석변형의 공간적 차이에 의해 발생하는 해면 경사는 대조-소조의 주기와 동일한 주기를 보이며 대조기에 증가한다. 해면 경사의 장주기 변동에 반응하여 조류의 장주기 변화가 나타난다. 이러한 장주기 조류성분은 상류에서 크게 증가하여 한강하류인 전류리 인근에서는 주요 분조인 $S_2$ 분조보다 크게 나타난다.

원통형 GFRP 개인하수 처리시설의 극한거동에 대한 매개변수해석 (Parametric Analysis on Ultimate Behavior of Cylindrical GFRP Septic Tank)

  • 김성보;조광제
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.1337-1347
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    • 2013
  • 원통형 GFRP 개인하수 처리시설의 극한거동에 대한 매개변수해석을 수행하였다. 지반을 비선형 스프링으로 대체한 해석모델과 3차원 고체요소를 적용한 두 가지 해석모델이 작성되었다. 보강링의 형태와 지반조건의 변화에 따른 개인하수처리시설의 극한거동이 분석되었다. Ramberg-Osgood 모델과 Druker-Prager 모델이 각각 GFRP 및 지반의 비선형성을 나타내기 위하여 적용되었다. 원통형 개인하수처리시설 내부에 설치된 강관 보강링의 직경과 두께 및 지반 탄성계수 및 내부마찰각 등을 매개변수로 하여 하중-변위 관계, 축방향 변형률 및 후프방향 변형률 등이 유한요소해석을 통하여 도출되었고 여러 매개변수들이 강관으로 보강된 개인하수처리시설의 극한강도에 미치는 영향들이 분석되었다.

전개장치용 복합재료 테이프 스프링 개발 (Development of Composite Tape-Springs for Deployable Structures)

  • 김영배;정근성;김도원;최한솔;임재혁
    • Composites Research
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    • 제34권4호
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    • pp.226-232
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    • 2021
  • 본 논문에서는 전개장치용 복합재료 테이프 스프링 개발을 위해 테이프 스프링의 설계, 해석, 제작 및 기계적 특성을 검토하였다. 이를 위해 다양한 복합재료 소재를 선정하고 3개의 적층 패턴에 따라 제작하여 굽힘 시 파손여부를 구조해석과 실험적으로 검토하였다. 이중 파손이 발생하지 않고 잘 굽혀지는 소재와 적층 패턴을 선정하였다. 이렇게 확보된 정보를 이용해 전개구조물용 테이프 스프링을 개발하고 4점 굽힘 시험을 통해 구조적인 특성을 검토하였다. 시험 결과로부터 굽힘과 펴짐에 따라 모멘트-회전 곡선에서 테이프 스프링 고유의 비선형 히스테리시스 현상이 적절히 구현됨을 확인하였다. 따라서 복합재료 테이프 스프링이 적절히 개발된 것을 확인하였다.

자유피스톤 스털링 엔진의 비선형 부하 감쇠를 고려한 동역학 모델 예측 및 검증 (Dynamic Model Prediction and Validation for Free-Piston Stirling Engines Considering Nonlinear Load Damping)

  • 심규호;김동준
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권10호
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    • pp.985-993
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    • 2015
  • 자유피스톤 스털링 엔진(Free-piston Stirling Engine, FPSE)은 석유자원 고갈로 인한 에너지 비용 상승으로 활발하게 연구되고 있는 신재생 에너지와 폐에너지 회수를 위한 핵심 에너지 변환장치로 주목받고 있다. 기존 스털링 엔진은 두 개의 피스톤과 기구부로 구성되어 열에너지를 기계동력을 변환한다. FPSE 는 기존 스털링 엔진의 단점인 기구부를 제거하고 각각의 피스톤에 스프링을 연결하여 진동 시스템으로 구성된 엔진으로서, 올바른 엔진 설계 및 운전 제어를 위하여 정교한 동역학 성능 예측이 필수적이다. 본 논문에서는 FPSE 의 외부 부하를 고려한 동역학 성능 예측 모델을 제시하고 선형 및 비선형 해석을 통한 성능 예측 방법론을 제시하였다. 선형 해석은 고유치 해석을 통한 근궤적 선도를 이용하여 엔진의 작동점을 예측한다. 비선형 해석은 외부 부하 감쇠의 선형항과 비선형항을 고려하여 수치적분을 통해 엔진 피스톤의 진폭을 예측한다. 이러한 동역학 성능 데이터는 엔진 출력 성능 예측에 활용된다. 또한, 본 논문의 해석 모델은 대표적인 FPSE 인 RE-1000 의 실험결과 및 기존 해석 연구들과 비교/검증하여 신뢰성을 검토하였다.