• 제목/요약/키워드: Torsional Load

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항공기 스킨-스트링거 패널 구조물에 대한 불안정성 해석 프로그램 개발 (A program development for the instability analysis of aircraft skin- stringer panel)

  • 박찬우;김형래;원태훈
    • 한국항공우주학회지
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    • 제33권12호
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    • pp.92-100
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    • 2005
  • 압축하중 하에서 스킨-스트링거 조립체인 패널은 다양한 유형의 불안정이 발생할 수 있다. 불안정의 유형은 패널 또는 스트링거의 좌굴, 굴곡, 비틀림, 주름, 굴곡/비틀림 조합 유형 등으로 나타난다. 이것들에 대한 연구는 오래 전부터 이루어져 왔으나 이론 또는 경험식의 복잡성으로 인해 실제 현장에서 활용하기에는 어려운 문제를 가지고 있다. 따라서 선진 항공업체의 경우, 복잡한 수식과 방법등을 사용하기 편리하도록 해석 프로그램을 개발하여 사용하고 있으나 현재 국내의 경우는 그러하지 못한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 압축하중을 받는 스킨-스트링거 조립체에 대한 불안정 유형 및 예비계수 (Reserve factor)의 크기를 산출할 수 있는 해석 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 에어버스사의 관련 프로그램인 APA114의 이론 설명서에 기초하였다. 프로그램 검증을 위하여 A320 패널과 A380패널에 대한 해석을 수행하여 APA114의 결과와 비교하였다.

Seismic response estimation of steel buildings with deep columns and PMRF

  • Reyes-Salazar, Alfredo;Soto-Lopez, Manuel E.;Gaxiola-Camacho, Jose R.;Bojorquez, Eden;Lopez-Barraza, Arturo
    • Steel and Composite Structures
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    • 제17권4호
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    • pp.471-495
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    • 2014
  • The responses of steel buildings with perimeter moment resisting frames (PMRF) with medium size columns (W14) are estimated and compared with those of buildings with deep columns (W27), which are selected according to two criteria: equivalent resistance and equivalent weight. It is shown that buildings with W27 columns have no problems of lateral torsional, local or shear buckling in panel zone. Whether the response is larger for W14 or W27 columns, depends on the level of deformation, the response parameter and the structural modeling under consideration. Modeling buildings as two-dimensional structures result in an overestimation of the response. For multiple response parameters, the W14 columns produce larger responses for elastic behavior. The axial load on columns may be significantly larger for the buildings with W14 columns. The interstory displacements are always larger for W14 columns, particularly for equivalent weight and plane models, implying that using deep columns helps to reduce interstory displacements. This is particularly important for tall buildings where the design is usually controlled by the drift limit state. The interstory shears in interior gravity frames (GF) are significantly reduced when deep columns are used. This helps to counteract the no conservative effect that results in design practice, when lateral seismic loads are not considered in GF of steel buildings with PMRF. Thus, the behavior of steel buildings with deep columns, in general, may be superior to that of buildings with medium columns, using less weight and representing, therefore, a lower cost.

강격자항(鋼格子桁)의 탄소성(彈塑性) 해석(解析) (An Elasto-Plastic Analysis of Steel Grillages)

  • 신영기;이종석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제6권3호
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    • pp.21-30
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    • 1986
  • 강(鋼) 격자항(格子桁)의 탄소성(彈塑性) 해석(解析)을 수행(遂行)할 수 있는 수치해석(數値解析) 방법을 제시하였다. 격자항(格子桁)의 각(各) 구성부재(構成部材)가 이상적(理想的) 탄소성(彈塑性) 성질(性質)을 갖는다고 가정하였는데 이 문제를 각(各) 구성부재(構成部材)의 양단(兩端)에 휨스프링과 비틂스프링을 부착(附着)한 모델을 고안(考案)해 냄으로써 해결(解決)하였다. 이 개념에 의거하여 격자항(格子桁)이 탄성상태(彈性狀態)에서 소성붕괴(塑性崩壞)에 이르기 까지의 거동(擧動)을 해석(解析)할 수 있는 프로그램 EPAG(Elasto-Plastic Analysis of Grillages)를 개발(開發)하였다. 이 해석방법(解析方法)의 특성(特性)은 하중(荷重)을 한꺼번에 가(加)할 수 있고, 격자항(格子桁)을 이루는 부재(部材)들의 배치가 규칙적(規則的)이 아니라도 적용이 가능하다. 또한 제하(除荷)(unloading)를 고려할 수 있으며 소성활절(塑性滑節)이 1개씩 형성될 때마다 가해진 하중(荷重), 부재단력(部材端力) 및 변위(變位) 등(等)을 구할 수 있다는 장점(長點)을 지니고 있다. 또한 기존의 논문이나 단행본(單行本)에 있는 예제(例題)들을 본(本) 프로그램으로 해석(解析)한 후 그 결과가 본(本) 프로그램으로 해석한 결과와 잘 일치한다는 것으로써 본(本) 이론(理論)의 정당성(正當性)과 정확성(精確性)을 확인하였다.

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대형 풍력로터시스템의 정적 공탄성해석을 위한 등가강성모델링 기법 적용에 관한 연구 (Study on Application of Equivalent Stiffness Modeling Method for Static Aeroelastic Analysis of Large Scale Wind Turbine Rotor System)

  • 차진현;구태완;김정;강범수;송우진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제29권11호
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    • pp.1236-1244
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    • 2012
  • A equivalent stiffness modeling has been performed for extracting the equivalent stiffness properties which are orthotropic elastic model from a large scale wind turbine rotor blade so that structure model can be constructed more simply for the three dimensional static aeroelastic analysis. In order to present the procedure of equivalent stiffness modeling, NREL 5MW class wind turbine rotor having the three stiffness information which are flapewise, edgewise and torsional stiffness was chosen. This method is based on applying unit moment at the tip of the blade as well as fixing all degree of freedom at the blade root and calculating the displacement from the load analysis to obtain the elastic modulus corresponding to equivalent stiffness referred to the NREL reports on blade divided into 5 sections respectively. In addition, one section was divided into 3 parts and the trend functions were used to make the equivalent stiffness model more correctly and quickly. Through the comparison of stiffness between the reference values and calculated values from equivalent stiffness model, the investigation of the accuracy on the stiffness values and the efficiency for constructing the model was conducted.

굽힘하중에 대한 퇴행성 추간판의 생체역학적 특성 분석 (Biomechanical Behaviors of Disc Degeneration on Bending Loads)

  • 이현옥;이성재;신정욱
    • The Journal of Korean Physical Therapy
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    • 제13권1호
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    • pp.1-18
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    • 2001
  • Aging has been recognized as the primary cause of disc degeneration. A biomechanical characteristics of disc degeneration has been demonstrated that intradiscal pressure is reduced. With the increasing population of elderly people, disc degeneration and associated problems of nerve entrapment are becoming more prevalent. Presently, research on reduced intradiscal pressure associated with degeneration is insufficient. In this study. we used the Finite Element Method (FEM) of computerized simulations to investigate the effects of variation in intradiscal pressure on mechanical behaviours of L4-5 intervertebral disc degeneration. Degeneration was classified using four grades based on initial intradiscal pressure; Normal (135 kPa), mild(107 kPa), moderate (47 kPa) and severe (15 kPa). The predicted results f3r bending loads were as follows; 1 . Range of motion increased progressively with severity of degeneration with flexion and lateral bending moments, but decreased with extension moments. 2. Discal bulging of posterolateral aspect was larger in lateral bending and extension moment. But bulging was increased with severity of degeneration in lateral bending and torsion(same side).3. The rate of increasing intradiscal pressure was decreased in all bending motions with severity of degeneration. In conclusion, lateral bending and extension moment yield greatest bulging in severe degeneration. In torsion, although bending load produces disc bulging, disc bulging was associated more strongly with severity of degeneration than increasing torsional moments. Clinical Implications: Discal bulging may produce nerve root impingement and irritation. The effect of loading and posture on the varying degrees of disc degeneration has important implications especially in the elderly. In the presence of disc degeneration, avoidance of end range postures, especially extension and lateral bending may help reduce discal bulging and in turn, nerve entrapment.

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콘크리트 충전강관 기둥과 PC 철근 콘크리트 보 접합부의 개발에 관한 연구( I ) -단면형상 및 축력비를 변수로 한 접합부 모델의 적합성 검토- (A Study on Development for Joint of Concrete Filled Steel Tube Column and P.C Reinforced Concrete Beam ( I ) The Investigation of Propriety for Model of Beam-to-Column Joint with Key Parameters, such as Section Type and Axial Force Ratio)

  • 박정민;김화중;문태섭;김규석
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제8권4호통권29호
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    • pp.85-94
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    • 1996
  • This paper investigated structural behaviors of joint of concrete filled steel tube column and P.C reinforced concrete beam through a series of hysteretic behavior experiment. The results are summarised as follows: (1) The joint stiffness of concrete filled square steel tube column and P.C reinforecd beam was higher than that of concrete filled circular steel tube column and P.C reinforecd beam, and it was decreased as the increase of the number of hysteretic cycle. (2) The aspects of the hysteretic behavior in the joint was stable as the increase of the number of hysteretic cycle, and rotation resisting capacity of joint of concrete filled square steel tube column and P.C reinforced concrete beam was higher than those of the concrete filled circular steel tube column and P.C reinforced concrete beam. (3) Some restriction must be put upon the ratio of axial force in this joint model because the load carrying capacity was decreased by flexural and flexural-torsional buckling in case of the ratio of axial force 0.6. (4) The emprical formula to predict the ultimate capacity of joint model to superimpose shearing strength of steel web(H section) and bending strength of reinforced concrete beam was expected.

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ISO 기반 Moon Pool형 다이버 보트 구조 건전성 평가 (Evaluation of Structural Integrity of the ISO-based Moon Pool Type Diver Boats)

  • 강병모;오우준;나현호;최주석
    • 해양환경안전학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.597-603
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    • 2018
  • 본 연구는 수중 및 여가활동에 대한 수요 증가에 따른 다이버들을 위한 보트의 구조 건전성에 관한 것이다. 대상 선박은 선체 중앙부에 Moon Pool 구조를 갖추고 있는 소형 쌍동선이며, 연구수행은 ISO Rule 기반의 허용응력 산정을 통한 유한요소 해석법을 이용하여 연구를 수행하였다. 연구수행 방법은 ISO 12215-5와 TC118.1225-7에서 정의하고 있는 계수를 산정하고, 종방향굽힘 모멘트, 비틀림 모멘트, 선저슬래밍 하중 등을 적용하여 ISO 기준과 허용응력 설계법(ASD)에 의한 적합성 여부를 판정하고 유한요소해석(FEA)를 활용한 극한강도 설계법을(LFRD)를 적용하여 수행하였다. 연구결과 문풀형 구조를 가진 선박도 ISO규정, KR규정을 적용하여 설계시 구조적 건전성을 확보하는 것으로 사료된다.

고속철도차량(TGV)-교량 상호작용의 단순화된 3차원 해석모델 (A Model for Simplified 3-dimensional Analysis of High-speed Train Vehicle (TGV)-Bridge Interactions)

  • 최창근;송명관;양신추
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.165-178
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    • 2000
  • 본 연구에서는 고속철도차량(TGV)이 교량 상을 통과할 경우 교량의 동적 거동을 해석하기 위한 단순화된 3차원 차량-교량 상호작용해석 모델을 제시한다. 축하중 편심 모델링 방법을 도입하여 교량에 작용하는 축하중에 의한 비틀림력과 교량의 비틀림 회전변위의 영향을 고려하여 보다 정확한 교량의 거동에 대한 해석 결과를 얻는다. 앞기관차, 뒷기관차, 객차들에 대해서 운동에너지, 포텐셜에너지, 감쇠에너지를 차량과 교량의 자유도로 각각 나타내고, Lagrange의 운동방정식을 적용하여 차량과 교량의 운동방정식을 유도한다. 또한, 차량-교량 사이에 상호작용을 고려하여 교량에 작용하게 되는 하중에 관한 식을 유도하며, 이러한 하중을 받는 교량의 운동 방정식이 구성된다. 시간경과에 따라 차량의 위치를 결정하면서 그 위치에 따른 차량-교량 시스템의 질량행렬, 강성행렬, 감쇠행렬, 그리고 하중벡터를 구성할 수 있고, Newmark의 β방법(평균가속도법)을 이용하여 전체 차량-교량 시스템의 거동을 해석한다.

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다구찌기법을 이용한 대형 평판트레일러 하부프레임 경량설계 (Optimal Design of Lightweight Frame for Heavy Flat-Bed Trailer by Using Taguchi Method)

  • 김진곤;윤민수
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제34권3호
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    • pp.353-359
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    • 2010
  • 최근 환경문제로 인한 차량의 연료절감이 중요해지면서 수송산업에서도 대형 수송기계의 경량설계에 대한 필요성이 지속적으로 커지고 있다. 본 연구에서는, 고강도강으로 대체된 대형 평판 트레일러 프레임의 경량모델을 개발하기 위하여 구조해석을 수행하였다. 이를 위하여, 트레일러 프레임의 주요 설계변수들을 선정하고 다구찌 기법을 적용하여 응력, 처짐량 그리고 비틀림 강성에 대하여 최적화된 결과를 도출하였다. 또한, 도출된 경량설계안의 타당성을 검토하기 위하여 시작품을 제작하여 실제 내구시험을 수행하였다.

Aerostatic instability mode analysis of three-tower suspension bridges via strain energy and dynamic characteristics

  • Zhang, Wen-ming;Qian, Kai-rui;Wang, Li;Ge, Yao-jun
    • Wind and Structures
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    • 제29권3호
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    • pp.163-175
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    • 2019
  • Multispan suspension bridges make a good alternative to single-span ones if the crossed strait or river width exceeds 2-3 km. However, multispan three-tower suspension bridges are found to be very sensitive to the wind load due to the lack of effective longitudinal constraint at their central tower. Moreover, at certain critical wind speed values, the aerostatic instability with sharply deteriorating dynamic characteristics may occur with catastrophic consequences. An attempt of an in-depth study on the aerostatic stability mode and damage mechanism of three-tower suspension bridges is made in this paper based on the assessment of strain energy and dynamic characteristics of three particular three-tower suspension bridges in China under different wind speeds and their further integration into the aerostatic stability analysis. The results obtained on the three bridges under study strongly suggest that their aerostatic instability mode is controlled by the coupled action of the anti-symmetric torsion and vertical bending of the two main-spans' deck, together with the longitudinal bending of the towers, which can be regarded as the first-order torsion vibration mode coupled with the first-order vertical bending vibration mode. The growth rates of the torsional and vertical bending strain energy of the deck after the aerostatic instability are higher than those of the lateral bending. The bending and torsion frequencies decrease rapidly when the wind speed approaches the critical value, while the frequencies of the anti-symmetric vibration modes drop more sharply than those of the symmetric ones. The obtained dependences between the critical wind speed, strain energy, and dynamic characteristics of the bridge components under the aerostatic instability modes are considered instrumental in strength and integrity calculation of three-tower suspension bridges.