Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
/
v.28
no.5
/
pp.441-449
/
2015
In this paper we perform a linearized buckling analysis using the Kirchhoff plate theory and the von Karman nonlinear strain-displacement relation. Design sensitivity analysis(DSA) expressions for plane elasticity and buckling problems are derived with respect to Young's modulus and thickness. Using the design sensitivity, we can formulate the topology optimization method for minimizing the compliance and maximizing eigenvalues. We develop a topology optimization method applicable to plate buckling problems using the prestress for buckling analysis. Since the prestress is needed to assemble the stress matrix for buckling problem using the von Karman nonlinear strain, we introduced out-of-plane motion. The design variables are parameterized into normalized bulk material densities. The objective functions are the minimum compliance and the maximum eigenvalues and the constraint is the allowable volume. Through several numerical examples, the developed DSA method is verified to yield very accurate sensitivity results compared with the finite difference ones and the topology optimization yields physically meaningful results.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
/
v.27
no.1
/
pp.1-8
/
2014
Using the level set and the meshfree methods, we develop a topological shape optimization method applied to linear elasticity problems. Design gradients are computed using an efficient adjoint design sensitivity analysis(DSA) method. The boundaries are represented by an implicit moving boundary(IMB) embedded in the level set function obtainable from the "Hamilton-Jacobi type" equation with the "Up-wind scheme". Then, using the implicit function, explicit boundaries are generated to obtain the response and sensitivity of the structures. Global nodal shape function derived on a basis of the reproducing kernel(RK) method is employed to discretize the displacement field in the governing continuum equation. Thus, the material points can be located everywhere in the continuum domain, which enables to generate the explicit boundaries and leads to a precise design result. The developed method defines a Lagrangian functional for the constrained optimization. It minimizes the compliance, satisfying the constraint of allowable volume through the variations of boundary. During the optimization, the velocity to integrate the Hamilton-Jacobi equation is obtained from the optimality condition for the Lagrangian functional. Compared with the conventional shape optimization method, the developed one can easily represent the topological shape variations.
This paper is results of numerical study for application of sheet pile retaining wall reinforced with H-pile as sheet piles are needed in field for a cutoff wall and are limited to use because of driveability in the ground condition of having a larger strength than a weathered rock. Extensive 101 cases of numerical approach were conducted to investigate the behavior of sheet pile retaining wall reinforced with H-pile, changing installing members of two types of sheet pile and three types of H-pile, the embedded depth of sheet pile and H-pile, the horizontal space between H-piles and excavation conditions. As the results of numerical analysis, combined use of the sheet pile SP-IIIA with H-Pile H250 and the sheet pile SP-IV with H-Pile H350 among precast products was found to be efficient since two members tended to reach allowable stresses simultaneously or have similar stress concentration ratios. Increased stiffness in reinforced sheet pile showed reduction of lateral displacement of wall. Embedded depth of sheet pile did not affect stability of wall significantly so that driving the penetrable depth of sheet pile should be enough to maintain stability of wall and satisfy purposes of cutoff and stiffness increase of wall.
Journal of Korea Society of Industrial Information Systems
/
v.24
no.2
/
pp.15-23
/
2019
High temperature superconducting (HTS) generators for wind power systems are attractively researched with the advantages of high efficiency and smaller size compared with conventional generator. However, the HTS generators have high Lorentz force problem, which acts on HTS field coils due to their high current density and magnetic field. This paper deals with characteristic analysis of the modularized HTS field coil for a 750 kW superconducting wind power generator according to field coil structure. The modularized HTS field coil structure was designed based on the electromagnetic and mechanical analysis results obtained using a 3D finite element method. The electromagnetic force of the module coil was also analyzed. As a result, the perpendicular and maximum magnetic fields of the HTS coils were 2.5 T and 3.9 T, respectively. The maximum stress of the supports was less than the allowable stress of the glass-fiber reinforced plastic material, and displacement was within the acceptable range. The design specifications and the results of the HTS module coil structure can be effectively utilized to develop large-scale superconducting wind power generators.
Purpose: A static loading test was performed to evaluate the ultimate flexural strength of a girder in which 80MPa high-strength concrete was synthesized on the compressive flange of the I-shape steel girder. Method: This test is designed and fabricated two types of specimens with different shear-connection specifications, and evaluated their ultimate flexural behavior until reaching the extreme event limit states. In addition, the ultimate strength was evaluated by comparing the test results and the results of the strain compatibility method. Result: By confirming the displacement within 0.02mm as a result of the relative slip measurement, it was verified that the two specimens secured perfect bonding. Therefore, the difference in the shear specification does not have a great effect on the stiffness, and if the specimens are completely synthesized, there is no difference in the behavior until it reaches the extreme-event limit states. Conclusion: The girder to be tested has a working load within the elastic range and meets the usability requirements for allowable deflection. Therefore, even if a part of the casing is subjected to the tensile force at the level of cracking, the deck will first reach the compression failure due to the role of the reinforcing bar.
As the global large-scale infrastructure construction market expands, the construction of civil engineering structures in extreme environments such as cold or hot regions is being planned or constructed. Accordingly, the construction of the pile foundation is essential to secure the bearing capacity of the upper structure, but there is a concern about loss of stability and function of the pile foundation due to the possibility of ground deformation in extreme cold and hot regions. Therefore, in this study, a new type of pile foundation is developed to respond with the deformation of the ground, and the ground deformation that can occur in extreme cold and hot region is largely divided into heaving and settlement. The new type of pile foundation is a form in which a cylinder capable of shrinkage and expansion is inserted inside the steel pipe pile, and the effect of the cylinder during the heaving and settlement process was analyzed numerically. As a result of the numerical analysis, the ground heaving caused excessive tensile stress of the pile, and the expansion condition of the cylinder shared the tensile stress acting on the pile and reduced the axial stress acting on the pile. Ground settlement increased the compressive stress of the pile due to the occurrence of negative skin friction. The cylinder must be positioned below the neutral point and behave in shrinkage for optimum efficiency. However, the amount and location of shrinkage and expansion of cylinder must comply with the allowable displacement range of the upper structure. It is judged that the design needs to be considered.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
/
v.33
no.6
/
pp.419-426
/
2020
The structural design of the steel eccentrically braced frame (EBF) was developed and analyzed in this study through multiobjective optimization (MOO). For the optimal design, NSGA-II which is one of the genetic algorithms was utilized. The amount of structure and interfloor displacement were selected as the objective functions of the MOO. The constraints include strength ratio and rotation angle of the link, which are required by structural standards and have forms of the penalty function such that the values of the objective functions increase drastically when a condition is violated. The regulations in the code provision for the EBF system are based on the concept of capacity design, that is, only the link members are allowed to yield, whereas the remaining members are intended to withstand the member forces within their elastic ranges. However, although the pareto front obtained from MOO satisfies the regulations in the code provision, the actual nonlinear behavior shows that the plastic deformation is concentrated in the link member of a certain story, resulting in the formation of a soft story, which violates the capacity design concept in the design code. To address this problem, another constraint based on the Eurocode was added to ensure that the maximum values of the shear overstrength factors of all links did not exceed 1.25 times the minimum values. When this constraint was added, it was observed that the resulting pareto front complied with both the design regulations and capacity design concept. Ratios of the link length to beam span ranged from 10% to 14%, which was within the category of shear links. The overall design is dominated by the constraint on the link's overstrength factor ratio. Design characteristics required by the design code, such as interstory drift and member strength ratios, were conservatively compared to the allowable values.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
/
v.12
no.3
/
pp.39-55
/
1992
In this research, a Three Level Decomposition technique has been developed for configuration design optimization of truss structures. In the first level, as design variables, behavior variables are used and the strain energy has been treated as the cost function to be maximized so that the truss structure can absorb maximum energy. For design constraint of the optimal design problem, allowable stress, buckling stress, and displacement under multi-loading conditions are considered. In the second level, design problem is formulated using the cross-sectional area as the design variable and the weight of the truss structure as the cost function. As for the design constraint, the equilibrium equation with the optimal displacement obtained in the first level is used. In the third level, the nodal point coordinates of the truss structure are used as coordinating variable and the weight has been taken as the cost function. An advantage of the Three Level Decomposition technique is that the first and second level design problems are simple because they are linear programming problems. Moreover, the method is efficient because it is not necessary to carry out time consuming structural analysis and techniques for sensitivity analysis during the design optimization process. By treating the nodal point coordinates as design variables, the third level becomes unconstrained optimal design problems which is easier to solve. Moreover, by using different convergence criteria at each level of design problem, improved convergence can be obtained. The proposed technique has been tested using four different truss structures to yield almost identical optimum designs in the literature with efficient convergence rate regardless of constraint types and configuration of truss structures.
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
/
v.26
no.3
/
pp.174-183
/
2014
Seabed beneath and near coastal structures may undergo large excess pore water pressure composed of oscillatory and residual components in the case of long durations of high wave loading. This excess pore water pressure may reduce effective stress and, consequently, the seabed may liquefy. If liquefaction occurs in the seabed, the structure may sink, overturn, and eventually increase the failure potential. In this study, to evaluate the liquefaction potential on the seabed, numerical analysis was conducted using the expanded 2-dimensional numerical wave tank to account for an irregular wave field. In the condition of an irregular wave field, the dynamic wave pressure and water flow velocity acting on the seabed and the surface boundary of the composite breakwater structure were estimated. Simulation results were used as input data in a finite element computer program for elastoplastic seabed response. Simulations evaluated the time and spatial variations in excess pore water pressure, effective stress, and liquefaction potential in the seabed. Additionally, the deformation of the seabed and the displacement of the structure as a function of time were quantitatively evaluated. From the results of the analysis, the liquefaction potential at the seabed in front and rear of the composite breakwater was identified. Since the liquefied seabed particles have no resistance to force, scour potential could increase on the seabed. In addition, the strength decrease of the seabed due to the liquefaction can increase the structural motion and significantly influence the stability of the composite breakwater. Due to limitations of allowable paper length, the studied results were divided into two portions; (I) focusing on the dynamic response of structure, acceleration, deformation of seabed, and (II) focusing on the time variation in excess pore water pressure, liquefaction, effective stress path in the seabed. This paper corresponds to (II).
Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
/
v.26
no.3
/
pp.160-173
/
2014
Seabed beneath and near coastal structures may undergo large excess pore water pressure composed of oscillatory and residual components in the case of long durations of high wave loading. This excess pore water pressure may reduce effective stress and, consequently, the seabed may liquefy. If liquefaction occurs in the seabed, the structure may sink, overturn, and eventually increase the failure potential. In this study, to evaluate the liquefaction potential on the seabed, numerical analysis was conducted using the expanded 2-dimensional numerical wave tank to account for an irregular wave field. In the condition of an irregular wave field, the dynamic wave pressure and water flow velocity acting on the seabed and the surface boundary of the composite breakwater structure were estimated. Simulation results were used as input data in a finite element computer program for elastoplastic seabed response. Simulations evaluated the time and spatial variations in excess pore water pressure, effective stress, and liquefaction potential in the seabed. Additionally, the deformation of the seabed and the displacement of the structure as a function of time were quantitatively evaluated. From the results of the analysis, the liquefaction potential at the seabed in front and rear of the composite breakwater was identified. Since the liquefied seabed particles have no resistance to force, scour potential could increase on the seabed. In addition, the strength decrease of the seabed due to the liquefaction can increase the structural motion and significantly influence the stability of the composite breakwater. Due to limitations of allowable paper length, the studied results were divided into two portions; (I) focusing on the dynamic response of structure, acceleration, deformation of seabed, and (II) focusing on the time variation in excess pore water pressure, liquefaction, effective stress path in the seabed. This paper corresponds to (I).
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.