• 한국정밀공학회지
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• 제30권3호
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• pp.254-259
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• 2013

Ball screw system is widely used as a precision mechanical linear actuator that translates rotational motion to linear motion for its high efficiency, great stiffness and long life. Recently, according to the requirements of high accuracy and stiffness, the pre-load on the ball screw which means of remove the backlash in the ball screw is usually used. Because of the preload which means the frictional resistance between the screw and nut, becomes a dominating heat source and it generates thermal deformation of ball screw which is the reason for low accuracy of the positioning decision. There are several methods to solve the problem that includes temperature control, thermal stable design and error compensation. In the past years, researchers focused on the error compensation technique for its ability to correct ball screw error effectively rather than the capabilities of careful machine design and manufacturing. Significant amounts of researches have been done to real-time error compensation. But in this paper, we developed a series of cooling methods to get thermal equilibrium in the ball screw system. So we find the optimum cooling type for improving positioning error which caused by thermal deformation in the ball screw system.

• Earthquakes and Structures
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• 제7권6호
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• pp.955-967
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• 2014

Storage racks are used worldwide in industries and commercial outlets due to the advantage of lighter, faster erection and easy alteration of pallet level as required. The studies to understand the behaviour of cold formed steel pallet racks, under seismic action is one of the emerging area of research. The rack consists of perforated uprights and beams with hook-in end connector, which enables the floor height adjustments. The dynamic characteristics of these racks are not well established. This paper presents the dynamic characteristics of 3-D single bay two storey pallet rack system with hook-in end connectors, which is tested on shake table. The sweep sine test and El Centro earthquake acceleration is used to evaluate the seismic performance of the cold formed steel pallet racks. Also an attempt is made to evaluate the realistic dynamic characteristics by using STAAD Pro software. Modal analysis is performed by incorporating the effective moment of inertia of the upright, which considers the effect of presence of perforations and rotational stiffness of the beam-to-upright connection to determine the realistic fundamental frequency of pallet racks, which is required for carrying out the seismic design. Finite element model of the perforated upright section has been developed as a cantilever beam through which effective moment of inertia is evaluated. The stiffness of the hook-in connector is taken from the previous study by Prabha et al. (2010). The results from modal analysis are in good agreement with the respective experimental results.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.547-555
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• 2011

무보강 상 하부 ㄱ형강 접합부는 중 저층 강골조의 시공에 적합한 부분강접 접합부의 한 형태이다. 무보강 상 하부 ㄱ형강 접합부의 초기회전강성뿐만 아니라 소성휨모멘트 지지능력은 실제 설계 및 시공에 있어서 매우 중요한 인자로 이에 대한 예측이 반드시 필요하다. 따라서 그동안 진행된 무보강 상 하부 ㄱ형강 접합부에 대한 연구는 초기회전강성 및 소성휨모멘트 지지능력에 영향을 미치는 접합부의 기하학적 형상을 변화시키면서 거동양상을 파악하였다. 이 연구에서는 AISC LRFD Spec.에서 정의한 Type A 형태 접합부의 상부 ㄱ형강의 두께 및 고력볼트 게이지 거리를 변수로 하여 접합부 실험을 수행하여 휨모멘트 지지능력을 파악하였고, 이를 바탕으로 소성휨모멘트 지지능력 예측을 위한 해석모델을 제안하고자 진행하였다. 해석모델 적용의 타당성은 타 연구자가 수행한 접합부 실험결과와 비교 검토함으로써 입증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.25-32
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• 2016

말뚝머리-확대기초 접합부는 상부구조물의 하중을 말뚝으로 전달하는 연결부분으로서 부재의 단면과 강성의 급격히 변화하는 부위이기 때문에 응력이 집중되고 작용하는 휨모멘트와 전단력이 큰 취약부분이다. 이 연구에서는 제작조건에 따른 PHC말뚝 및 합성 PHC말뚝과 확대기초 접합부의 구조성능을 평가하는데 목적이 있다. 반복가력 하중 조건하에서의 균열패턴, 하중-변위관계, 연성비, 초기 회전강성 및 에너지소산 특성을 각각 평가하였다. 접합부 초기 회전강성은 확대기초 내부로 삽입되는 말뚝삽입 깊이와 축방향철근 배근위치에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 접합부 강도, 연성비 및 누적 에너지소산 등의 접합부 거동은 말뚝의 종류와 축방향 철근 배근 위치에 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권1호
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• pp.16-22
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• 2018

Cylindrical turbine guide bearings (TGBs) with simple plain pads have conventionally been used in vertical hydro-power turbine-generator applications in order to provide turbine runner shafts with smooth rotation guides and supports. To overcome low-load/low-eccentricity performance drawbacks, such as very low film stiffness and lack of design credibility in the stiffness values themselves, of conventional cylindrical TGBs, the introduction of a rotational-directional leading-edge taper to each partitioned pad, simply pad leading-edge taper, has been found to be very effective in enhancing their design-application availability and usefulness. In this study, we investigate the effects of taper angle and length for given taper heights in detail in order to systematically establish the effectiveness of design on the performance improvement of vertical hydro-power application cylindrical TGBs with pad leading-edge tapers. The analysis results with $4-Pad{\times}1-Row$ cylindrical TGBs show that the lubrication performance of the cylindrical TGBs is optimized with an approximate taper angle ratio of 0.8 and taper length ratio of 0.9. We conclude that the introduction of pad leading-edge tapers along with the optimization of taper designs can be very effective in improving the overall operation reliability of cylindrical TGBs and the rotordynamic characteristics of vertical hydro-power turbine-generator rotor-bearing systems as well, to which the TGBs are applied.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제42권5호
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• pp.715-728
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• 2012

This paper deals with determining the fundamental frequency of tall buildings that consist of framed tube, shear core, belt truss and outrigger systems in which the framed tube and shear core vary in size along the height of the structure. The effect of belt truss and outrigger system is modeled as a concentrated rotational linear spring at the belt truss and outrigger system location. Many cantilevered tall structures can be treated as cantilevered beams with variable cross-section in free vibration analysis. In this paper, the continuous approach, in which a tall building is replaced by an idealized cantilever continuum representing the structural characteristics, is employed and by using energy method and Hamilton's variational principle, the governing equation for free vibration of tall building with variable distributed mass and stiffness is obtained. The general solution of governing equation is obtained by making appropriate selection for mass and stiffness distribution functions. By applying the separation of variables method for time and space, the governing partial differential equation of motion is reduced to an ordinary differential equation with variable coefficients with the assumption that the transverse displacement is harmonic. A power-series solution representing the mode shape function of tall building is used. Applying boundary conditions yields the boundary value problem; the frequency equation is established and solved through a numerical process to determine the natural frequencies. Computer program has been developed in Matlab (R2009b, Version 7.9.0.529, Mathworks Inc., California, USA). A numerical example has been solved to demonstrate the reliability of this method. The results of the proposed mathematical model give a good understanding of the structure's dynamic characteristics; it is easy to use, yet reasonably accurate and suitable for quick evaluations during the preliminary design stages.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.371-377
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• 2009

본 연구에서는 회전 및 병진 자유도를 갖는 2자유도 진동계의 동적 특성을 다루었다. 강체의 관성모멘트를 새로운 기계 요소인 이너터로 모델링한 뒤 동강성법을 이용하여 2자유도 진동계의 등가모델을 구하였다. 이때 이너터의 크기에 따라 진동계의 동적특성이 결정되는 것을 보였다. 2자유도 진동계를 진동 흡진기로서 단일 모우드 소거에 적용하였을 경우의 흡진기 설계방법론을 구하였다. 비감쇠 진동흡진기의 경우 해석적인 방법론을 제시하였고, 하나의 감쇠기가 존재하는 경우 고정점법을 적용한 방법론을 소개하였다. 수치 예를 통해서 제시된 방법론을 검증하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.74-85
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• 2016

모듈러 구조물은 관행적으로 철골 모멘트 저항골조와 유사한 횡력저항성능을 가진다는 가정하에 내진 설계된다. 하지만 모듈러 구조물은 중첩된 구조 부재와 단위 모듈의 체결을 위한 복잡한 접합 상세를 가지기 때문에 철골 모멘트 골조와 다른 하중 전달 메커니즘을 가진다. 본 연구에서는 중첩된 구조 부재 효과와 접합부의 거동 특성을 고려하여 총 4개의 구조해석 모델을 수립하였으며, 수립된 해석 모델을 이용하여 3층과 5층 표본 건물에 대한 비선형 정적 해석을 수행하였다. 표본 건물은 중첩된 구조 부재와 접합부의 이력 거동에 대한 모델링 방법에 따라 강성 및 강도의 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 중첩된 구조 부재를 완전 합성, 모듈 간 접합부를 강접합으로 고려하여 설계된 모듈러 구조물은 횡 강성 및 강도가 과대 평가되는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 해석 결과를 통해 3층 이상의 모듈러 구조물은 철골 모멘트 저항골조와 비교하여 상대적으로 적은 초과 강도를 가지는 것을 확인할 수 있다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제2권1호
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• pp.35-46
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• 1998

대부분의 손상도 추정법들을 부재의 손상을 해당부재의 평균적인 강성감소로 표현하였다. 본 연구에서는 보다 실제적인 손상도를 추정하기 위하여, 접합부의 손상을 도입하였다. 접합부의 모형화를 위하여 보의 양단에 회전스프링을 추가하였으며, 접합부 손상을 접합부 강성의 감소로 정의하였다. 접합부의 손상도를 계측된 모드벡터를 바탕으로하여, 신경망기법을 추정하였다. 효율적인 훈련패턴을 만들기 위하여 Latin Hypercube Sampling 기법을 도입하였으며, 국부영역에서의 손상도추정을 위하여 부구조법을 도입하였다. 제안된 기법의 효율성을 검증하기 위하여 10층 프레임구조물에 대한 수치해석결과를 이용하였다. 예제해석을 통하여 추정결과가 상당히 정확함을 확인하여, 실제 적용 가능한 방법임을 알수 있었다.

• Steel and Composite Structures
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• 제31권3호
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• pp.319-327
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• 2019

This paper describes an experimental study of steel beam-column connections with or without expanded beam flanges with different geometries. The objectives of this study are to elucidate the cyclic behavior of these connections, identify the location of the plastic hinge zone, and provide useful test data for future numerical simulations. Five connection specimens are designed and tested under cyclic load. The test setup consists of a beam and a column connected together by a connection with or without expanded beam flanges. A constant axial force is applied to the column and a time varying point load is applied to the free end of the beam, inducing shear and moment in the connection. Because the only effect to be studied in the present work is the expanded beam flange, the sizes of the beam and column as well as the magnitude of the axial force in the column are kept constant. However, the length, width and shape of the expanded beam flanges are varied. The responses of these connections in terms of their hysteretic behavior, failure modes, stiffness degradation and strain variations are experimentally obtained and discussed. The test results show that while the influence of the expanded beam flanges on hysteretic behavior, stiffness degradation and energy dissipation capacity of the connection is relatively minor, the size of the expanded beam flanges does affect the location of the plastic hinge zone and strain variations in these beam-column joints. Furthermore, in terms of ductility, moment and rotational capacities, all five connections behave well. No weld fracture or premature failure occurs before the formation of a plastic hinge in the beam.