• 제목/요약/키워드: Sinusoidal load

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액체로켓엔진 시스템 정현파 진동 구조해석 (Structural Analysis of Sinusoidal Vibration Load for Liquid Rocket Engine System)

  • 정용현;이은석;박순영;양창환;정진택
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.20-23
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    • 2009
  • The structural analysis of liquid rocket engine was performed in the case of sinusoidal vibration load to verify structural safety. The finite element model is composed with main liquid rocket engine components, combustion chamber, turbopump, gas-generator, pyro-starter, main pipes, main valve, heat-exchanger, gimbal-mount and brackets. Natural vibration mode analysis and structural analysis for sinusoidal vibration load were performed. The natural mode frequency of liquid rocket engine is twice than that of launch vehicle. In the case of stress result of sinusoidal vibration load, the part of maximum stress has 1.4 margin, so the engine structure is safe for sinusoidal vibration load.

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마이크로히터에서 반주기 정현곡선의 열부하에 의한 비정상 열전달 연구 (NUMERICAL STUDY OF UNSTEADY HEAT TRANSFER ON MICRO HEATER UNDER HALF-CYCLE SINUSOIDAL HEAT LOAD)

  • 김명준;이희준
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.1-7
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    • 2014
  • A numerical study of transient conjugate heat transfer on micro heater in a micro-channel substrate under a sinusoidal heat load was conducted. It was found that the time constant is not affected by the maximum heating magnitude of the sinusoidal heat load. However, the time constant increases with low duration of the sinusoidal heating period and low Reynolds number. Moreover, there is a threshold where a heater temperature do not reach to time constant at low thermal diffusivity, low flow rate, and low pulse duration of the sinusoidal heating. The time constant should be considered for transient convective heat transfer under transient sinusoidal heat load in a micro heat sink.

실지진 모사를 위한 조합형 정현하중의 적용성 검증 (Verification of Combined Sinusoidal Loads for Simulating Real Earthquakes)

  • 최재순
    • 대한토목학회논문집
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    • 제39권6호
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    • pp.811-819
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    • 2019
  • 2016년 경주지진과 2017년 포항지진이 발생한 이후, 우리나라 내진설계에 있어서 다양한 실내진동시험의 수행이 증가하고 있으나, 액상화 평가나 수치해석의 입력파라미터를 산정하기 위한 실내진동시험에서는 이전부터 사용해 오던 정현하중의 이용이 계속되고 있다. 그러나, 최근 정현하중으로는 지진하중으로 야기되는 지반 내 과잉간극수압의 거동을 정확하게 모사하기 어렵다는 연구결과가 발표되며 정현하중을 대신하여 동하중의 개발에 대한 논의가 주목을 받기 시작하였다. 이 연구에서는 이러한 문제를 해결하고자 조합형 정현하중을 제안하고 주문진 표준사를 대상으로 한 진동전단실험과 진동삼축압축시험을 통해 그 적용성을 검토하였으며 추가로 진동대시험과 유효응력해석모델에 기초한 수치해석을 통해 그 타당성을 검토하였다. 검토 결과, 제안된 조합형 정현하중이 정현하중보다 실지진하중 하에서의 포화지반 내 과잉간극수압의 거동변화를 잘 모사할 수 있음을 발견하였다.

기하학적 비선형을 고려한 정현형 아치 구조물의 동적 좌굴 특성 (Dynamic Buckling Characteristics of Arch Structures Considering Geometric Nonlinearity)

  • 윤태영;김승덕
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.492-497
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    • 2003
  • The dynamic instability for snapping phenomena has been studied by many researches. There is few paper which deal with the dynamic buckling under the load with periodic characteristics, and the behavior under periodic excitation is expected the different behavior against STEP excitation. We investigate the fundamental mechanisms of the dynamic instability when the sinusoidal shaped arch structures subjected to sinusoidal distributed excitation with pin-ends. In this study, the dynamic direct snapping of shallow arches is investigated under not only STEP load excitation but also sinusoidal harmonic excitations, applied in the up-and-down direction. The dynamic nonlinear responses are obtained by the numerical integration of the geometrically nonlinear equations of motion, and examined by the Fourier spectral analysis in order to get the frequency-dependent characteristics of the dynamic instability for various load levels.

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Post-buckling Behavior of Tapered Columns under a Combined Load using Differential Transformation

  • Yoo, Yeong Chan
    • Architectural research
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    • 제8권1호
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    • pp.47-56
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    • 2006
  • In this research, the analysis of post-buckling behavior of tapered columns has been performed under a combined load of uniformly distributed axial load along the length and concentric axial load at free end by solving the nonlinear differential equation with the differential transformation technique. The buckling load at various slopes at free end of column is calculated and the results of the analysis using the differential transformation technique is verified with those of previous studies. It is also shown through the results that the buckling load of sinusoidal tapered columns is largest, the linear is second largest, and the parabolic is small in the all ranges of slopes at free end and the deflection of parabolic tapered columns in the x coordinates is largest, the sinusoidal is second largest, and the linear is smallest in the range of slope 0 to 140 degrees at free end. However, when the range of the slope is 160 to 176 degrees at the free end, the deflection of sinusoidal tapered columns in the x coordinates is largest, the linear is second largest, and the parabolic is smallest. In addition, for the linear tapered column, the buckling load increases along with the flexural stiffness ratio. Also, for the parabolic and the sinusoidal tapered column, the buckling loads increase and decrease as the flexural ratios increase in the range of flexural stiffness ratio n = 1.0 to n = 2.0. Through this research, it is verified that the differential transformation technique can be applied to solve the nonlinear differential equation problems, such as analysis of post-buckling behavior of tapered columns. It is also expected that the differential transformation technique apply to various more complicated problems in future.

실지진하중 하에서의 지반 액상화 발생을 모사하기 위한 조합 정현하중에 대한 실험적 고찰 (Experimental Investigation of Combined Sinusoidal Loads to Simulate Soil Liquefaction Triggering under Real Earthquake Loads)

  • 최재순;백우현
    • 한국방재안전학회논문집
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    • 제11권2호
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    • pp.29-35
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    • 2018
  • 이 연구의 목적은 액상화를 유발시키는 진동하중의 특성을 분석하여 실지진하중 하에서의 지반 내 과잉간극수압의 거동을 잘 모사할 수 있는 표준 진동하중을 제안하고 그 타당성을 검토하는 것이다. 이를 위해 우선, 실내진동시험에서 사용해 오던 정현하중이 실제 지진 하에서의 발생하는 액상화 거동과 다소 차이가 있음을 사례연구와 실험연구를 통해 재고찰하였다. 또한, 실지진하중 하에서의 지반 내 과잉간극수압의 거동을 잘 모사할 수 있는 새로운 유형의 조합형 정현하중을 제안하고 이를 실내진동시험 및 진동대시험을 통해 타당성을 검토하였다. 진동대시험은 주문진 표준사를 이용하여 상대밀도 40%로 재성형하였으며 정현하중 및 조합형 정현하중 시험에서는 1 Hz의 진동재하주기로 통일하여 실험을 수행하였다. 이때, 정현하중시험에서는 0.3g로 최대하중을 재하하였으며 조합형 정현하중실험에서는 최대하중 0.03 g의 1차 정현하중과 0.3 g의 2차 정현하중을 재하하였다. 또한, 1차 정현하중의 재하시간은 5 초, 10 초 및 15 초로 변화시켜 시험을 수행하였다. 연구결과, 기존의 정현하중시험과 1차 정현하중을 5초간 재하한 조합형 정현하중시험에서는 과잉간극수압의 변화가 점진적으로 증가하는 경향을 나타낸 반면, 1차 정현하중을 10초와 15초로 재하한 경우에는 2차 정현하중이 재하되는 시점에서 과잉간극수압이 급격히 상승하는 경향을 나타냄으로 실지진하중 하에서의 유발되는 지반 내 과잉간극수압을 잘 모사하는 것으로 나타났다. 연구결과, 상대밀도가 40%인 모래지반에 대해서는 제안된 조합형 정현하중이 효과가 있을 것으로 판단되며 이때, 1차 정현하중의 재하시간은 10초를 초과하는 것이 적절하다고 판단된다.

Lateral-torsional buckling resistance of composite steel beams with corrugated webs

  • Shaheen, Yousry B.I.;Mahmoud, Ashraf M.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제81권6호
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    • pp.751-767
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    • 2022
  • In the hogging bending moment area, continuous composite beams are subjected to the ultimate limit state of lateral-torsional buckling (LTB), which depends on web stiffness as well as concrete slab and shear connection stiffnesses. The design of the LTB and the determination of the elastic critical moment are produced approximately, using the European Standard EN 1994-1-1:2004, for continuous composite steel beams, but is applicable only for those with a plane web steel profile. Also, and from the previous researches, the elastic critical moment of the continuous composite beams with corrugated sinusoidal web steel profiles was determined. In this paper, a finite element analysis (FEA) model was developed using the ANSYS 16 software, to determine the elastic critical moments of continuous composite steel beams with various corrugated web profiles, such as trapezoidal, zigzag, and rectangular profiles, which were evaluated against numerical data of the sinusoidal one from the literature. Ultimately, the failure load of a composite steel beam with various web profiles was predicted by studying 46 models, based on FEA modeling, and a procedure for predicting the elastic critical moment of composite beams with various web steel profiles was proposed. When compared to sinusoidal web profiles, the trapezoidal, zigzag, and rectangular web profiles required an average increase in load capacity and stiffness of 7%, 17.5%, and 28%, respectively, according to the finite element analysis. Also, the rectangular web steel profile has a greater stiffness and load capacity. In contrast, the sinusoidal web has lower values for these characteristics.

주기 하중을 받는 3-자유절점 공간 트러스의 동적 불안정 현상과 주파수 특성 (Dynamic Snapping and Frequency Characteristics of 3-Free-Nodes Spatial Truss Under the Periodic Loads)

  • 손수덕;황경주
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.149-158
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    • 2020
  • The governing equation for a dome-type shallow spatial truss subjected to a transverse load is expressed in the form of the Duffing equation, and it can be derived by considering geometrical non-linearity. When this model under constant load exceeds the critical level, unstable behavior is appeared. This phenomenon changes sensitively as the number of free-nodes increases or depends on the imperfection of the system. When the load is a periodic function, more complex behavior and low critical levels can be expected. Thus, the dynamic unstable behavior and the change in the critical point of the 3-free-nodes space truss system were analyzed in this work. The 4-th order Runge-Kutta method was used in the system analysis, while the change in the frequency domain was analyzed through FFT. The sinusoidal wave and the beating wave were utilized as the periodic load function. This unstable situation was observed by the case when all nodes had same load vector as well as by the case that the load vector had slight difference. The results showed the critical buckling level of the periodic load was lower than that of the constant load. The value is greatly influenced by the period of the load, while a lower critical point was observed when it was closer to the natural frequency in the case of a linear system. The beating wave, which is attributed to the interference of the two frequencies, exhibits slightly more behavior than the sinusoidal wave. And the changing of critical level could be observed even with slight changes in the load vector.

타격관입 개단말뚝의 동적진동에 의한 압축지지력 저감특성 (Characteristics on the Vertical Load Capacity Degradation for Impact driven Open-ended Piles During Simulated Earthquake /sinusoidal Shaking,)

  • 최용규
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제12권6호
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    • pp.51-64
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    • 1996
  • 축하중계측장치가 부착된 모형 개단 강관 말뚝을 상대밀도 49%인 초세립질 포화 모래지반을 담고 있는 압력 토조속에 타입한 후 정적압축재하시험을 실시하여 극한지지력을 결정하였다. 극한지지력의 임의 수준의 압축하중을 말뚝머리에 재재하한 후 유사지진 진동 및 Sine정현파 진동을 작용시켜 동적 진동에 의한 개단말뚝의 압축지지력 저감특성을 연구하였다. 유사화된 지진진 동과 Sine정현파진동에 의한 개단말뚝의 지지력 저감특성은 큰 차이를 보였다. 유사화된 지진 진동중 지지력 저감율은 작용하중의 크기에 따라 크게 달라지는데, 작용하중의 크기가 약 70% 이하일 경우에는 지지력 감소율이 8%이하였으며, 극한하중의 90%이상을 지지하는 개단말뚝의 극한지 지력은 약 15%이상 감소되었다. 또한, 외주면 마찰력 성분의 감소량은 감소된 총 지지력의 약 80%를 차지하였다. Sine정현파 진동중 지지력의 감소율은 작용하중의 크기에 따라 달라지지 않으며, 진폭과 진동수에 의해 크게 영향을 받았다. 즉, 진폭이 클수록, 진동수가 적을수록 지지력은 크게 감소되었다. 관내토 폐색응력의 감소양상은 진동의 종류에 따라 크게 달랐다. 유사 지진 진동에 의한 관내토 폐색응력의 감소는 작용하중의 크기에 상관없이 말뚝 선단으로 부터 약 3.0D, 이내의 관내 토에서 발생되었다. Sine정현파 진동에 의한 판내토 폐색응력의 감소는 말뚝 선단으로 부터 약 1.0D,이내의 관내토에서 크게 감소하고, 1.0-3.0D,의 관내토 부분에서는 거의 감소되지 않았다. 또한, 관내토 폐색력은 크게 감소되어졌고, 작용하중의 크기에 따라 감소율도 크게 달랐다.

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기하학적 비선형을 고려한 아치 구조물의 정현형 조화하중에 의한 동적 불안정 현상에 관한 연구 (Dynamic Instability of Arch Structures Considering Geometric Nonlinearity by Sinusoidal Harmonic Excitation)

  • 윤태영;김승덕
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.69-76
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    • 2003
  • We investigate the fundamental mechanisms of the dynamic instability when the sinusoidal shaped arch structures subjected to sinusoidal harmonic excitation with pin-ends. In nonlinear dynamics, examining the characteristics of attractor on the phase plane and investigating the dynamic buckling process are very important thing for understanding why unstable phenomena are sensitively originated by various initial conditions. In this study, the direct and the indirect snap-buckling of shallow arches considering geometrical nonlinearity are investigated numerically and compared with the step excitation critical load.

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