• 한국철도학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.14-19
• /
• 2013

고속철도차량의 실내소음은 승객에서 불쾌감, 피로감 및 스트레스를 유발하는 요인으로 이에 대한 지속적인 연구가 필요하다. 특히, 고속철도 차량이 개활지와 터널 등 다양한 주행환경에서 운행되고 있는 우리나라 현실에서는 이러한 환경에서의 실내소음 변화에 대한 구체적인 연구가 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 현재 우리나라에 운영되고 있는 고속철도 차량에 대한 실내 소음의 특성을 분석하는 연구를 수행하였다. KTX와 KTX-산천 차량의 실내에 마이크로폰을 설치하여 주행 시 발생하는 실내소음을 분석하였으며, 축상, 대차 및 차체 가속도 센서를 설치하여 구조기인의 원인이 되는 진동을 검토하였다. 본 연구를 통해서 고속철도 차량의 속도에 따른 실내소음의 특성이 도출되었으며, 주행 환경이 실내소음에 미치는 영향을 개활지와 터널주행 시 발생하는 실내소음의 차이를 통해서 검토하였다. 또한, 차체진동과 실내소음에 대한 전달함수분석을 통해서 차체진동이 실내소음에 미치는 영향을 검토하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
• /
• 제9권5호
• /
• pp.449-467
• /
• 2000

The natural frequencies and the corresponding mode shapes of a non-uniform beam carrying multiple point masses are determined by using the analytical-and-numerical-combined method. To confirm the reliability of the last approach, all the presented results are compared with those obtained from the existing literature or the conventional finite element method and close agreement is achieved. For a "uniform" beam, the natural frequencies and mode shapes of the "clamped-hinged" beam are exactly equal to those of the "hinged-clamped" beam so that one eigenvalue equation is available for two boundary conditions, but this is not true for a "non-uniform" beam. To improve this drawback, a simple transformation function ${\varphi}({\xi})=(e+{\xi}{\alpha})^2$ is presented. Where ${\xi}=x/L$ is the ratio of the axial coordinate x to the beam length L, ${\alpha}$ is a taper constant for the non-uniform beam, e=1.0 for "positive" taper and e=1.0+$|{\alpha}|$ for "negative" taper (where $|{\alpha}|$ is the absolute value of ${\alpha}$). Based on the last function, the eigenvalue equation for a non-uniform beam with "positive" taper (with increasingly varying stiffness) is also available for that with "negative" taper (with decreasingly varying stiffness) so that half of the effort may be saved. For the purpose of comparison, the eigenvalue equations for a positively-tapered beam with five types of boundary conditions are derived. Besides, a general expression for the "normal" mode shapes of the non-uniform beam is also presented.

• Wind and Structures
• /
• 제27권6호
• /
• pp.399-416
• /
• 2018

In order to reveal the independent relationship between track irregularity and wind loads, the stochastic characteristics of train-bridge coupling systems subjected to wind loads were investigated by the multi-sample calculation. The vehicle was selected as 23 degrees of freedom dynamical model, and the bridge was described by three-dimensional finite element model. It was assumed that the wind loads were random processes with strong spatial correlation, while the track irregularities were stationary random ones. As a case study, a high-speed train running on a cable-stayed bridge subjected to wind loads was studied. The effect of rail irregularities was deemed to be independent of the effect of wind excitations on the coupling system in the same wind circumstance for the same project, leading to the conclusion that the effect of wind loads and moving vehicle could be calculated separately. The variance results of the stochastic responses of vehicle-bridge coupling system under the action of wind loads and rail irregularities together were equivalent to the sum of the variance of the responses induced by each excitation. Therefore, when one of the input excitations is different, only the effect of changed loads needs to be assessed. Moreover, the new calculated results were combined with the effect of unchanged loads to present the stochastic response of coupling system subjected to the different excitations, reducing the cost of computations. The stochastic characteristics, the CFD (cumulative distribution function) of the coupling system with different wind velocities, vehicle speed, and vehicle marshalling were studied likewise.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제24권5호
• /
• pp.5-12
• /
• 2023

최근에는 도시개발 및 확장으로 지하철, 도로, 대형관로 등 기존 터널 구조물에 인접하여 건설 계획이 증가하고 있다. 기존 터널에 인접한 구조물 계획은 신규 구조물의 시공방법 및 인접 정도, 위치에 따라 터널 안정성 미치는 영향이 다르다. 특히 압력 수로터널은 지반 거동 특성 및 운영 특성에 있어 도로터널 및 철도터널과는 매우 큰 차이를 보인다. 따라서 수로터널의 거동 특성 및 신규공사 공법을 고려하여 근접시공으로 인한 안전영역에 대한 재검토가 필요하다. 본 연구에서는 기존 터널 인접 시공 기준을 조사하고 수로터널 특성을 고려하여 안정성 평가를 수행하였다. 안정성 평가는 운용 중인 터널의 콘크리트라이닝의 열화를 고려하여 수치해석적 방법으로 평가하였다. 또한, 신규 구조물의 말뚝 시공 및 발파굴착에 의한 진동 영향을 검토하여 인접 시공방법에 따른 기존 터널 안정성이 확보되는 영역을 검토하였다. 국내 다양한 근접시공 영역에 대한 기준을 바탕으로 운용 중인 수로터널 특성을 반영하여 안전영역을 재검토하였으며, 이를 바탕으로 근접 안전 시공범위를 제시하였다.

• 국제초고층학회논문집
• /
• 제9권3호
• /
• pp.273-282
• /
• 2020

An innovative high-rise timber-concrete hybrid structure was proposed in previous research, which is composed of the concrete frame-tube structure and the prefabricated timber modules as main structure and substructures, respectively. Considering that the timber substructures are built on the concrete floors at a different height, the floor response spectrum is more effective in estimating the seismic response of substructures. In this paper, the floor response spectra of the hybrid structure with different structural parameters were calculated using dynamic time-history analysis. Firstly, one simplified model that can well predict the seismic response of the hybrid structure was proposed and validated. Then the construction site, the mass ratio and the frequency ratio of the main-sub structure, and the damping ratio of the substructures were discussed. The results demonstrate that the peaks of the floor response spectra usually occur near the vibration periods of the whole structure, among which the first two peaks stand out; In most cases, the acceleration amplification effect on substructures tends to be more evident when the construction site is farther from the fault rupture; On the other hand, the acceleration response of substructures can be effectively reduced with an appropriate increase in the mass ratio of the main-sub structure and the damping ratio of the substructures; However, the frequency ratio of the main-sub structure has no discernible effect on the floor response spectra. This study investigates the characteristics of the floor response spectrum of the novel timber-concrete structure, which supports the future applications of such hybrid structure in high-rise buildings.

• 대한조선학회논문집
• /
• 제59권1호
• /
• pp.39-45
• /
• 2022

Normal strategy of structure optimization procedure has been minimum cost or weight design. Minimum weight design satisfying an allowable stress has been used for the ship and offshore structure, but minimum cost design could be used for the case of high human cost. Natural frequency analysis and forced vibration one have been used for the strength estimation of marine structures. For the case of high precision experiment facilities in marine field, the structure has normally enough margin in allowable stress aspect and sometimes needs high natural frequency of structure to obtain very high precise experiment results. It is not easy to obtain a structure design with high natural frequency, since the natural frequency depend on the stiffness to mass ratio of the structure and increase of structural stiffness ordinary accompanies the increase of mass. It is further difficult at the grillage structure design using the profiles, because the properties of profiles are not continuous but discrete, and resource of profiles are limited at the design of grillage structure. In this paper, the grillage structure design system under the constraint of high natural frequency is introduced. The design system adopted genetic algorithm to realize optimization procedure and can be used at the design of the experimental facilities of marine field such as a towing carriage, PMM, test frame, measuring frame and rotating arm.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제7권2호
• /
• pp.21-27
• /
• 2003

일반적으로 유체-구조물 상호작용을 고려한 유체속 구조물들의 지진 및 진동해석에는 주어진 시스템에 대한 유체부가질량을 추정하여 구조물관 연계하는 단순해석 방법을 주로 사용한다. 실제로 유체속 구조물의 응답특성은 유체부가질량 뿐만 아니라 유체점성으로 인한 감쇠영향을 받으며 이들은 모두 연계항을 갖는 복잡한 행렬 형태로 나타난다. 본 연구에서는 비점성 및 점성 유체에 대한 Navier-Stokes 지배방정식의 선형화를 통한 유한요소 정식화를 유도하였다. 이를 이용하여 유한요소 해석 프로그램을 작성하고 6각형 단면특성을 갖는 액체금속로 노심에 대하여 덕트집합체 사이의 유체간격과 레이놀즈수 변화에 따른 유체부가질량과 유체감쇠에 대한 유한 요소 해석을 수행한 결과, 유체간격이 줄어들수록 유체부가질량은 유체점성의 영향을 크게 받고 유체감쇠는 점성으로 인하여 레이놀즈수의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다. 또한 편심을 갖는 동축원통에 대한 유한요소 해석결과, 편심이 증가할수록 유체부가질량은 크게 증가하지만 유체감쇠는 편심이 작은 경우 거의 변화가 없으며 어느 일정 수준이상으로 편심이 커질 경우에는 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 소음진동
• /
• 제8권6호
• /
• pp.1166-1171
• /
• 1998

본 연구에서는 이웃한 두 경간 사이에 있는 질량과 강성을 갖는 연결기가 모드편재에 미치는 영향을 해석적으로 분석하고 수치예제를 통해 그 결과를 검증하였다. 연결기의 강성이 구조물의 모든 고유모드를 모드편재에 민감하게 만드는 반면 연결기의 질량은 고차모드의 민감도를 심각히 증가시킨다. 또한 본 연구에서는 일부 고유모드에서 새로운 형태의 반편재현상을 관찰하였다. 반편재현상이 발생하는 모드에서는 경간 사이의 연성이 매우 약하고 구조 변화가 심각하게 발생하더라도 모드편재 현상이 발생하지 않거나 발생하더라도 매우 미약하게 나타난다. 해석적 분석에서는 연결기를 사이에 두고 있는 두개의 부구조물을 단순화 시킨 강성-질량 시스템을 대상으로 하였다. 수치예제에서는 중간 지점에 회전강성과 회전질량을 갖으며 단순지지된 이경간 연속보를 해석하였다.

• 한국잠사곤충학회지
• /
• 제36권2호
• /
• pp.138-146
• /
• 1994

야잠사, Antheraea pernyi와 Antheraea yamamai의 구조특성을 살폅기 위하여 x-ray 회절 분석, IR 분광법, 편광현미경 관찰, 아미노산 분석을 행하였으며 섬유밀도, 열적 성질 및 동점탄성 성질을 살펴보았다. 그들의 구조 및 물리적 성질에 대한 결과를 가잠사(Bombyx mori)의 특성과 비교하여 요약하면 다음과 같다. 1. 작잠견사와 천잠견사의 아미노산 조성에는 큰 차이가 없었으나 천잠견사의 경우 반응성이 높은 극성아미노산이 다소 많은 것으로 나타났으며 가잠견사의 경우 glycine, 야잠사는 alanine 함량이 가장 많으므로 이들의 견사의 결정구조 특성에 관여되었다고 할 수 있다. 2. 섬유밀도 측정결과 천잠사(1.265~1.301g/㎤), 작잠사(1.308~1.311g/㎤), 가잠사(1.355~1.356g/㎤) 순으로 나타났으며 계산된 결정화도 값도 천잠사(51%), 작잠사(52%), 가잠사(64%) 순으로 나타났다. 3. 작잠사와 천잠사의 x-ray 회절곡선은 차이점이 없이 2$\theta$기호 16.7。와 20.5。에서 (002)면과 (201)면의 특징적인 double peak이 관찰되었으며 가잠사의 경우 2$\theta$기호 20.5。 부근에서 강한 회절 peak이 나타나 결정 구조가 서로 다른 것으로 나타났다. 4. IR spectrum 관찰결과 작잠사와 천잠사는 공히 alanine-alanine sequence에 관계되는 흡수 peak이 나타나며 가잠사는 glycine-alanine sequence에 관련된 group의 흡수 peak이 나타났다. IR 결정화도는 밀도측정에 의한 결과와 동일하게 천잠사(53.9%), 작잠사(54.3%), 가잠사(70.4%) 순으로 계산되었다. 5. 복굴절률은 가잠사의 경우 0.0556에 비하여 야잠사는 0.0216으로 낮은 값을 나타내며 광학배향도값도 가잠사가 2배 정도 높은 것으로 나타났다. 편광현미경에 의한 표면특성은 야잠사의 경우 섬유축방향으로 microfibril들이 줄무늬 모양으로 뚜렷하게 관찰되었다. 6. DSC 및 TGA 분석에 의하여 열분해특성을 살펴본 결과 열분해온도는 가잠사, 작잠사, 천잠사 순으로 350。 부근에서 나타났으며 각각의 구조특성에 따라 열분해가 진행되는 단계가 달리 나타나는 것으로 관찰되어 열안정성의 차이를 보여주었다. 7. Dynamic storage modulus와 loss modulus를 측정하여 얻은 유리전이온도는 가잠사 22$0^{\circ}C$, 천잠사, 24$0^{\circ}C$ 및 작잠사 255$^{\circ}C$의 값을 나타냈으며 이것은 비결정영역의 전이형상이 각 견사의 구조특성에 따라 다른 거동을 하고 있음을 의미한다.

• 한국지진공학회논문집
• /
• 제12권5호
• /
• pp.11-21
• /
• 2008

최근 감쇠장치 등을 가진 초고층 건축물의 지진해석에 시간이력해석법이 자주 사용되고 있다. 지진기록은 구조물의 기본 진동주기를 T라 할 때 설계기준에서 요구하는 바와 같이 0.2T에서 1.5T 사이의 스펙트럼 값을 설계응답스펙트럼에 부합하게 조정되어 사용되고 있다. 설계기준에서 제시한 방법으로 조정할 경우 주기가 길어질수록 두 해석법 사이의 응답차이는 커지는 현상이 발생한다. 즉 설계기준에 의하여 조정된 지진기록을 사용하여 시간이력해석을 수행하면 밑면전단력 등은 비슷하지만 변위, 층간변위, 부재력 등은 적게 평가되는 현상이 발생하였다. 이들 결과에 밑면전단력 조정계수를 적용하면 응답이 더욱 작아지는 것을 확인하였다. 이에 본 연구에서는 인공지진을 만드는 데 어려움이 있는 엔지니어들을 위하여 기존 설계기준에 부합하는 지진기록 조정방법을 제시하였다.