• 제목/요약/키워드: Spring Deflection

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An exact solution of dynamic response of DNS with a medium viscoelastic layer by moving load

  • S.A.H. Hosseini;O. Rahmani;H. Hayati;M. Keshtkar
    • Advances in materials Research
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    • 제12권3호
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    • pp.193-210
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    • 2023
  • This paper aims to analyze the dynamic response of a double nanobeam system with a medium viscoelastic layer under a moving load. The governing equations are based on the Eringen nonlocal theory. A thin viscoelastic layer has coupled two nanobeams together. An exact solution is derived for each nanobeam, and the dynamic deflection is achieved. The effect of parameters such as nonlocal parameter, velocity of moving load, spring coefficient and the viscoelastic layer damping ratio was studied. The results showed that the effect of the nonlocal parameter is significantly important and the classical theories are not suitable for nano and microstructures.

단일 현장타설말뚝의 가상고정점 설계 및 분리해석 적용성 평가 (Application of Virtual Fixed Point Theory and Discrete Analysis for Pile Bent Structures)

  • 김재영;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제29권7호
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    • pp.57-74
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    • 2013
  • 본 연구에서는 단일 현장타설말뚝의 가상고정점 해석과 기둥과 말뚝을 3차원 전체 모델링한 해석을 비교 분석하여 가상고정점 해석의 적정성을 평가하였다. 또한, 가상고정점 해석을 보완하기 위하여 단일 현장타설말뚝의 기둥과 말뚝을 분리하여 등가 지반면 스프링 모델을 적용한 분리해석을 수행하였다. 이 때 지반조건, 하중, 말뚝직경 등의 주요 영향인자에 따라 그 거동을 분석하였다. 본 연구결과, 가상고정점을 고려한 해석에서의 침하량과 수평 변위는 전체 모델링한 해석과 비교하여 작게 발생했으나, 축력과 휨모멘트는 크게 나타났다. 따라서 가상고정점을 통한 해석법은 실제 구조물 거동과 다른 단부조건으로 단일 현장타설말뚝의 정확한 거동을 파악하기엔 무리가 있음을 알 수 있었다. 또한, 기둥과 말뚝을 단일부재로 모델링하는 일체해석과 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석의 결과에는 서로 차이가 없었으며, 이를 통해 기둥-말뚝의 상호작용을 고려한 분리해석은 가상고정점 해석에서 상하부 일체해석으로 넘어가는 중간단계의 비교적 정확하고 경제적인 설계법임을 알 수 있었다.

EDISON Co-rotational Plane Beam-Dynamic Tip Load를 이용한 가진주파수 변화에 따른 외팔보의 자유단 진동 연구 (Study on Cantilever Beam Tip Response with Various Harmonic Frequencies by Using EDISON Co-rotational Plane Beam-Dynamic Tip Load)

  • 박철우;주현식;류한열;신상준
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제28권5호
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    • pp.477-483
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    • 2015
  • 본 논문에서는 Euler-Bernoulli Beam(EB-beam) 및 신속 Fourier 변환을 이용하여 수치분석적 빔 모델 및 Co-rotational plane beam EDISON program(CR-beam)을 이용한 빔 모델의 가진주파수 변화에 따른 외팔보의 자유단 진동 연구를 수행하였다. 위의 두 빔 모델에서의 끝단에서는 진동이 시간이 지남에 따라 감소하다가 정상상태에 이르는 것을 확인하였다. 끝단에서 가진주파수가 증가함에 따라 구조적 감쇠에 의해 변위이 감소하는 경향을 보인다. 감쇠를 고려한 EB-beam과 CR-beam가 정상상태로 진입하는 경향이 비슷하나, 가진주파수는 정상상태가 나타나는 시간과 독립적임을 제시한다.

유한요소해석을 이용한 연속철근콘크리트 포장의 횡방향 철근 설계 검토 (Review of Transverse Steel Design in Continuously Reinforced Concrete Pavement through Finite Element Analysis)

  • 최판길;하수준;전범준;길용수;원문철
    • 한국도로학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.25-34
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    • 2014
  • PURPOSES : This paper numerically evaluates the contribution of transverse steel to the structural behavior of continuously reinforced concrete pavements to understand the role of transverse steel. METHODS : Two-lane continuously reinforced concrete pavements with and without transverse steel were analyzed through finite element analysis with the aid of commercial finite element analysis program DIANA; the difference in their structural behavior such as deflection, joint opening, and stress distribution was then evaluated. Twenty-node brick elements and three-node beam elements were used to model concrete and steel, respectively. Sub-layers were modeled with horizontal and vertical tensionless spring elements. The interactions between steel and surrounding concrete were considered by connecting their nodes with three orthogonal spring elements. Both wheel loading and environmental loading in addition to self-weight were considered. RESULTS : The use of transverse steel in continuously reinforced concrete pavements does not have significant effects on the structural behavior. The surface deflections change very little with the use of transverse steel. The joint opening decreases when transverse steel is used but the reduction is quite small. The transverse concrete stress, rather, increases when transverse steel is used due to the restraint exerted by the steel but the increase is quite small as well. CONCLUSIONS : The main role of transverse steel in continuously reinforced concrete pavements is supporting longitudinal steel and/or controlling unexpected longitudinal cracks rather than enhancing the structural capacity.

경계조건을 고려한 단순보의 유한요소모델개선 (Finite Element Model Updating of Simple Beam Considering Boundary Conditions)

  • 김세훈;박영수;김남규;이종재
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.76-82
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    • 2018
  • 본 논문에서는 지점부 경계조건을 고려하여 단순보의 유한요소모델을 개선하는 기법을 제안하였다. 기존의 유한요소모델개선 기법은 주로 가속도 응답으로부터 추정된 동특성(고유진동수, 모드형상)을 이용하여 유한요소모델을 개선하였다. 이렇게 개선된 유한요소모델은 실제 구조물의 정적응답을 예측하기 어렵고, 잘못된 구조물의 물성치를 추정하는 문제가 발생한다. 제안된 기법은 먼저, 구조물의 처짐과 지점부 회전변위를 계측하여 지점부 경계조건을 간략화한 유한요소모델의 회전 스프링 강성을 정량적으로 추정한다. 회전 스프링 강성이 개선된 유한요소모델과 구조물의 동특성을 사용하여 구조물의 물성치를 추정함으로써 최종 개선된 유한요소모델을 구축된다. 제안된 유한요소모델 개선 기법과 기존 유한요소모델개선 기법을 수치해석 시뮬레이션을 통하여 비교 및 검증하였다.

변환요소에 따른 LOOPED WIRE의 탄성 변화에 관한 연구 (A STUDY ON THE CHANGES OF THE ELASTIC PROPERTIES TN LOOPED WIRES BY VARIABLE FACTORS)

  • 나용인;김상철
    • 대한치과교정학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.263-271
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    • 1995
  • Canine retraction spring과 같은 looped wire에서, 각 변환요소에 따라 변하는 탄성 정도를 알아보기 위하여, wire의 재료, 굵기, loop에 소요된 길이, loop의 모양, gabling의 여부 등 5가지의 변환요소를 설정하여, 각 wire activation시의 탄성을 range, force, stiffness등의 면에서 알아보고자 하였다. wire의 재료적인 면에서 Hi-T (Unitek Co.)와 blue Elgiloy (Rocky Mountain Orthodontics)를 선택하였으며, 굵기로는 .016"$\;\times\;$.022" 와 .018"$\;\times\;$.025"를 선택하였다. loop 자체에 소요된 wire 길이를 15mm와 20mm의 두가지로, loop의 모양을 vertical open loop과 vertical closed loop의 두가지로, gabling의 양을 $0\circ$$30\circ$의 두가지로 하여 각각 제작하였다. 따라서 wire의 재료와 굵기, loop의 길이와 모양, gabling의 5가지 변환요소에 따라 32개군으로 구분되었으며, 각 군의 시료수는 8개씩으로, 총 256개의 시료를 대상으로 하였다. Instron(4202, Instron Co, USA)을 사용하여 각 시료의 하중변형 곡선을 얻었으며 elastic limit에서의 하중과 변형을 계측하고, 그때의 stiffness(force/range)를 산출하여, ANOVA 등의 통계처리로 32개군 간의 상관성을 조사하였다. 그 결과 wire의 재료, 굵기, loop의 길이, 모양, gabling모두가 looped wire의 하중 변형도에 유의한 영향을 미치는 것을 관찰할 수 있었으며, 탄성범위에서의 force는 Hi-T, .016"$\;\times\;$.022", loop 길이 20mm, open loop, non-gable군에서 가장 적었으며, blue Elgiloy, .018"$\;\times\;$.025", loop 길이 15mm, closed loop, non-gable군에서 가장 컸다. 탄성범위에서의 range는 Hi-T, .018"$\;\times\;$.025", loop길이 15mm, open loop, non-gable군이 가장 적었으며, Hi-T, .016"$\;\times\;$.022", loop길이 20mm, closed loop, gable군에서 가장 컸다. 또한 Looped wire의 탄성에 가장 큰 영향을 미치는 변환요소는 loop의 모양과 길이였으며, gabling의 영향이 가장 적었다.

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전자제어 현가장치를 위한 전기유변유체 쇽 업소버의 설계 및 성능평가 (Design and Performance Evaluation of Electro-rheological Shock Absorber for Electronic Control Suspension)

  • 성금길;최승복;박민규
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.444-452
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    • 2010
  • This paper presents design and performance evaluation of electro-rheological(ER) shock absorber for electronic control suspension(ECS). In order to achieve this goal, a cylindrical ER shock absorber that satisfies design specifications for a mid-sized commercial passenger vehicle is designed and manufactured to construct ER suspension system for ECS. After experimentally evaluating dynamic characteristics of the manufactured ER shock absorber, the quarter-vehicle ER suspension system consisting of sprung mass, spring, tire and the ER shock absorber is constructed in order to investigate the ride comfort and driving stability. After deriving the equations of the motion for the proposed quarter-vehicle ER suspension system, the skyhook controller is implemented for the realization of quarter-vehicle ER suspension system. In order to present control performance of ER shock absorber for ECS, ride comfort and driving stability characteristics such as vertical acceleration and tire deflection are experimentally evaluated under various road conditions and presented in both time and frequency domain.

다물체 동역학을 이용한 송전선의 슬릿점프 시뮬레이션 (Sleet Jump Simulation of Power Transmission Line by Using Multi-Body Dynamics)

  • 김지욱;손정현
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제20권5호
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    • pp.431-439
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    • 2017
  • Since the power transmission line(PTL) passes through the high mountain and heavy snowfall region, it is necessary to keep the stability of the PTL. In this study, PTL is modeled as a mass-spring-damper system by using RecurDyn. The lumped mass model is verified by calculated from the simulation comparing the deflection analysis according to the sag and tension. In order to analyze the dynamic behavior of PTL, a damping coefficient for a multi-body model is derived by using the free vibration test and Rayleigh damping theory. Sleet jump simulation according to the region is performed. The maximum jump height, icing sag and amount of jump are confirmed. Also, the amount of jump and the reaction force at the supporting point according to the tension and load of ice are analyzed, respectively. As a result, it is noted that the amount of jump and reaction force are influenced more by the load of ice than by the tension of PTL.

Vibration from a Shaft-Bearing-Plate System Due to an Axial Excitation of Helical Gears

  • Park, Chan-Il
    • Journal of Mechanical Science and Technology
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    • 제20권12호
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    • pp.2105-2114
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    • 2006
  • In this paper, a simplified model is studied to predict analytically the vibration from the helical gear system due to an axial excitation of helical gears. The simplified model describes gear, shaft, bearing, and housing. In order to obtain the axial force of helical gears, the mesh stiffness is calculated in the load deflection relation. The axial force is obtained from the solution of the equation of motion, using the mesh stiffness. It is used as a longitudinal excitation of the shaft, which in turn drives the gear housing through the bearing. In this study, the shaft is modeled as a rod, while the bearing is modeled as a parallel spring and damper only supporting longitudinal forces. The gear housing is modeled as a clamped circular plate with viscous damping. For the modeling of this system, transfer matrices for the rod and bearing are used, using a spectral method with four pole parameters. The model is validated by finite element analysis. Using the model, parameter studies are carried out. As a result, the linearized dynamic shaft force due to the gear excitation in the frequency domain was proposed. Out-of-plan displacement from the forced vibrating circular plate and the renewed mode normalization constant of the circular plate were also proposed. In order to control the axial vibration of the helical gear system, the plate was more important than the shaft and the bearing. Finally, the effect of the dominant design parameters for the gear system can be investigated by this model.

전자제어 현가장치를 위한 MR 쇽 업소버의 설계 및 제어 (Design and Control of a MR Shock Absorber for Electronic Control Suspension)

  • 성금길;최승복
    • 한국정밀공학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.31-39
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    • 2011
  • This paper presents design and control of a quarter-vehicle magneto-rheological (MR) suspension system for ECS (electronic control suspension). In order to achieve this goal, MR shock absorber is designed and manufactured based on the optimized damping force levels and mechanical dimensions required for a commercial mid-sized passenger vehicle. After experimentally evaluating dynamic characteristics of the manufactured MR shock absorber, the quarter-vehicle MR suspension system consisting of sprung mass, spring, tire and the MR shock absorber is constructed in order to investigate the ride comfort and driving stability. After deriving the equations of the motion for the proposed quarter-vehicle MR suspension system, the skyhook controller is then implemented for the realization of quarter-vehicle MR suspension system. In order to present control performance of MR shock absorber for ECS, ride comfort and driving stability characteristics such as vertical acceleration of sprung mass and tire deflection are experimentally evaluated under various road conditions and presented in both time and frequency domain.