• 한국전산구조공학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.193-201
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• 2004

본 연구의 목적은 축대칭 하중을 받는 원통형 펄의 엄밀해를 구하는데 있어서, 간략하면서도 엄밀한 해를 구하는 방법을 제시하고자 하는데 있다. 이는 임의 형상의 구조해석을 위한 강력한 도구이긴 하지만 여전히 근사해석인 유한요소법에 대체될 수 있을 것이다. 이를 위해 본 논문은 반복법의 일종인 인도행렬법을 이용한 절점역계의 분배방식을 사용하였다. 원통형 쉘의 분배와 전달인자는 한성지반상의 보에 대한 미분방정식으로부터 구해진 것이다. 이러한 방법을 축대칭 집중하중과 정수압을 받는 원통형 쉘에 각각 적용해 보았고, 그 결과는 BEF 이론해와 비교할 때 만족할 만 하였다.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권3호
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• pp.313-328
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• 2015

In the present study, a CPT-based p-y analysis method was proposed for offshore mono-piles embedded in sands. Static and cyclic loading conditions were both taken into account for the proposed method. The continuous soil profiling capability of CPT was an important consideration for the proposed method, where detailed soil profile condition with depth can be readily incorporated into the analysis. The hyperbolic function was adopted to describe the non-linear p-y curves. For the proposed hyperbolic p-y relationship, the ultimate lateral soil resistance $p_u$ was given as a function of the cone resistance, which is directly introduced into the analysis as an input data. For cyclic loading condition, two different cyclic modification factors were considered and compared. Case examples were selected to check the validity of the proposed CPT-based method. Calculated lateral displacements and bending moments from the proposed method were in good agreement with measured results for lateral displacement and bending moment profiles. It was observed the accuracy of calculated results for the conventional approach was largely dependent on the selection of friction angle that is to be adopted into the analysis.

• Computers and Concrete
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• 제26권1호
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• pp.75-94
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• 2020

The aim of this research is to investigate free vibration of a novel five layer Timoshenko microbeam which consists of a transversely flexible porous core made of Al-foam, two graphen platelets (GPL) nanocomposite reinforced layers to enhance the mechanical behavior of the structure as well as two piezo-magneto-electric face sheets layers. This microbeam is subjected to a thermal load and resting on Pasternak's foundation. To accomplish the analysis, constitutive equations of each layer are derived by means of nonlocal strain gradient theory (NSGT) to capture size dependent effects. Then, the Hamilton's principle is employed to obtain the equations of motion for five layer Timoshenko microbeam. They are subsequently solved analytically by applying Navier's method so that discretized governing equations are determined in form of dynamic matrix giving the possibility to gain the natural frequencies of the Timoshenko microbeam. Eventually, after a validation study, the numerical results are presented to study and discuss the influences of various parameters such as nonlocal parameter, strain gradient parameter, aspect ratio, porosity, various volume fraction and distributions of graphene platelets, temperature change and elastic foundation coefficients on natural frequencies of the sandwich microbeam.

• Advances in nano research
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• 제6권2호
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• pp.163-182
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• 2018

Based on the Reissner mixed variational theorem (RMVT), the authors present a nonlocal Timoshenko beam theory (TBT) for the nonlinear free vibration analysis of multi-walled carbon nanotubes (MWCNT) embedded in an elastic medium. In this formulation, four different edge conditions of the embedded MWCNT are considered, two different models with regard to the van der Waals interaction between each pair of walls constituting the MWCNT are considered, and the interaction between the MWCNT and its surrounding medium is simulated using the Pasternak-type foundation. The motion equations of an individual wall and the associated boundary conditions are derived using Hamilton's principle, in which the von $K{\acute{a}}rm{\acute{a}}n$ geometrical nonlinearity is considered. Eringen's nonlocal elasticity theory is used to account for the effects of the small length scale. Variations of the lowest frequency parameters with the maximum modal deflection of the embedded MWCNT are obtained using the differential quadrature method in conjunction with a direct iterative approach.

• 한국안전학회지
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• 제12권1호
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• pp.133-139
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• 1997

최근, 차량의 생활환경 소음에 대한 규제가 점점 강화되고 있다. 특히, 차량으로부터 발생하는 여러 가지 소음원 중에서 타이어로부터 발생하는 소음의 비중이 점점 증가하는 추세이다. 따라서, 본 연구에서는 타이어의 트레드밴드로 부터 발생하는 소음에 대하여 연구하였다. 본 연구에서는 타이어 트레드밴드를 장력, 감쇠, 기초강성 둥이 고려된 무한 보로 가정하였고, 타이어 트레드밴드에 조화집중이동하중이 가진 될 때 트레드밴드로 부터 발생하는 소음을 예측하고자 하였다. 트레드밴드로 부터 방사되는 음향파워는 공간좌표의 푸리에 변환을 이용하여 예측할 수 있으며, 타이어 내부 공기압에 의한 장력, 재질의 특성에 의한 감쇠, 기초강성 둥의 변화가 트레드밴드로 부터 방사되는 음향파워에 미치는 영향을 조사하였다. 한편, 본 연구에서 제시한 모텔은 저소음 타이어 개발을 위한 타이어 설계 자료의 일환이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.79-91
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• 2005

본 논문에서는 프리스트레스를 이용한 가시설 공법(IPS)에 적용되는 띠장의 거동의 해석 및 설계절차에 대한 연구를 수행하였다. 띠장에 초기장력이 도입되는 구조계는 탄성지반위에 놓인 보이론에 의하여 부재력이 산출되고, 토압에 의한 부재력은 장력을 부정정력으로 취하여 부정정 구조해석을 통하여 띠장의 축력 및 휨모멘트를 계산하였다. 지반은 압축력 전담요소, 케이블은 인장력 전담요소를 사용하여 등분포 토압 및 편토압을 받는 띠장의 전산해석을 수행하였다. 기존의 가시설 설계에 적용되는 토압을 적용하여 IPS 띠장설계를 실시하였고, 긴장력과 설계토압에 의한 축력과 휨모멘트를 계산하여 축응력과 휨응력을 도출하고 합성응력검토를 수행하였다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제6권4호
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• pp.317-346
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• 2019

Performance assessment of pavements proves useful, in terms of handling the ride quality, controlling the travel time of vehicles and adequate maintenance of pavements. Roughness profiles provide a good measure of the deteriorating condition of the pavement. For the accurate estimates of pavement roughness from dynamic vehicle responses, vehicle parameters should be known accurately. Information on vehicle parameters is uncertain, due to the wear and tear over time. Hence, condition monitoring of pavement requires the identification of pavement roughness along with vehicle parameters. The present study proposes a scheme which estimates the roughness profile of the pavement with the use of accurate estimates of vehicle parameters computed in parallel. Pavement model used in this study is a two-layer Euler-Bernoulli beam resting on a nonlinear Pasternak foundation. The asphalt topping of the pavement in the top layer is modeled as viscoelastic, and the base course bottom layer is modeled as elastic. The viscoelastic response of the top layer is modeled with the help of the Burgers model. The vehicle model considered in this study is a half car model, fitted with accelerometers at specified points. The identification of the coupled system of vehicle-pavement interaction employs a coupled scheme of an unbiased minimum variance estimator and an optimization scheme. The partitioning of observed noisy quantities to be used in the two schemes is investigated in detail before the analysis. The unbiased minimum variance estimator (MVE) make use of a linear state-space formulation including roughness, to overcome the linearization difficulties as in conventional nonlinear filters. MVE gives estimates for the unknown input and fed into the optimization scheme to yield estimates of vehicle parameters. The issue of ill-posedness of the problem is dealt with by introducing a regularization equivalent term in the objective function, specifically where a large number of parameters are to be estimated. Effect of different objective functions is also studied. The outcome of this research is an overall measure of pavement condition.

• 한국음향학회지
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• 제35권6호
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• pp.480-490
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• 2016

풍력터빈의 대형화와 경량화에 따라 풍력터빈에 작용하는 동하중에 의한 진동 응답이 크게 발생할 수 있다. 특히 공진에서는 큰 진동 응답이 발생하므로 설계 시 정확한 고유진동수의 예측이 요구된다. 이를 위해 풍력터빈 지지구조와 지반에 대한 연성해석이 요구되는데, 일반적으로 유한요소에 기반한 수치적인 방법이 주로 이용된다. 그러나 유한요소 해석은 파일-지반 모델링 및 연산에 많은 노력과 시간을 요구하므로 초기 설계 단계에서는 활용에 많은 제약이 따른다. 반면, 지반을 선형화한 이론 해석은 모델이 단순하고 연산 시간이 매우 짧으므로, 해석의 신뢰성이 확보된다면 지반-지지구조의 거동 특성을 초기에 예측하는데 유용한 도구가 될 수 있다. 본 논문에서는 이론 해석을 이용해 지반에 인입된 파일에 대한 파일-지반 연성해석을 수행하였다. 해석 시 지반의 변형은 탄성 범위 이내에 있다고 단순화하여 파일은 보로, 지반은 연속체로 모델링하였다. 본 연속체 모델을 이용해 파일 상단에 수평 하중 또는 모멘트가 작용할 때 발생하는 파일의 횡변형을 구하고, 파일의 세장비에 따른 영향계수를 도출하였다. 그리고 이를 유한요소해석을 기반으로 한 문헌의 결과와 비교함으로써 해석 결과의 신뢰도를 평가하였다. 이를 통해 연속체 모델의 해석은 세장비가 큰 파일에 대해서는 유효한 반면 약 3 이하의 낮은 세장비를 가지는 파일에서는 신뢰성이 떨어짐을 확인하였다.

• 대한조선학회지
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• 제26권3호
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• pp.51-61
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• 1989

최근(最近)의 배는 에너지 절약(節約)을 도모하기 위하여 프로펠러 회전수(回轉數)의 저속화(低速化)와 더불어 대형화(大型化)되고 있다. 이와 같은 결과(結果)로 선미관(船尾管)의 후부(後部) 베어링에는 집중하중(集中荷重)이 작용(作用)하게 되어 선박(船舶)의 운항능력(運航能力)을 상실할 정도의 대형사고(大型事故)가 일어나고 있는 예(例)가 많다. 이와 관련하여 최근(最近) 유막(油膜)을 고려한 선미관(船尾管) 베어링 해석(解析)에 관(關)한 연구(硏究)가 활발하게 이루워지고 있다. 본(本) 연구(硏究)에서는 지금까지 연구발표(硏究發表)된 유막(油膜)을 고려한 선미관(船尾管) 베어링에 대한 축(軸)의 위치(位置)를 추정(推定)하는 방법(方法)을 수정보완(修正補完)한 새로운 방법(方法)을 제시(提示)하였다. 즉 축계(軸系)에 대해서는 유한요소법(有限要素法)에 의한 삼차원(三次元) 구조해석방법(構造解析方法), 베어링 유막(油膜)은 유한요소법(有限要素法)에 의한 이차원(二次元) 유체역학해석방법(流體力學解析方法), 그리고 축계(軸系)와 베어링 유막간(油膜間)의 준정적(準靜的) 평형점(平衡點)을 구하기 위해서는 최적화(最適化) 기법(技法)이 사용된다. 본(本) 해석방법(解析方法)의 타당성(妥當性) 여부(與否)를 확인(確認)하기 위하여 Vorus 등이 사용(使用)한 시산대상선(試算對象船)에 대한 일련의 수치계산(數値計算)을 수행하고 동(同) 결과(結果)를 Vorus등의 연구 결과와 비교검토(比較檢討)하여 본 결과(結果), 비교적(比較的) 잘 일치(一致)하고 있음을 미루어 보아 본(本) 해석방법(解析方法)의 타당성(妥當性)이 확인(確認)되었다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.1-12
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• 2010

현행 강구조내진설계철학의 근거인 역량설계법(capacity design method)에 의할 때 중심가새골조의 에너지 소산요소인 가새가 인장항복하고 압축좌굴 할 때 보와 기둥은 탄성상태를 유지해야 한다. 중심가새골조의 대표적 형식인 역V형 가새골조의 경우 가새가 좌굴하면 인장가새와 압축가새 사이에 수직불균형력이 발생하여 보와 기둥에 추가적인 하중이 가해지므로 이를 반영하여 보 및 기둥 부재를 탄성설계해야 한다. 지진하중 발생시에 모든 가새가 동시에 좌굴하지 않는다는 것은 잘 알려져 있지만, 특정층의 좌굴발생 유무를 정확히 예견하는 방법은 아직 존재하지 않는다. 따라서 현행 설계기준에서는 모든 층에서의 동시 좌굴을 가정하여 보수적으로 설계하거나 시스템초과강도계수로 증폭된 특별지진하중에 대해 기둥부재를 탄성설계하는 경험적이고 우회적인 방법을 제시하고 있다. 이를 개선하기 위한 첫 번째 단계는 우선 지진 내습시에 좌굴발생이 예견되는 층을 정확히 예측하는 것이다. 본 논문에서는 1차모드 푸쉬오버해석, 고차모드 푸쉬오버해석, 선형고유치해석에 의해 좌굴층을 예측한 후 이를 토대로 가새좌굴이 기둥에 가하는 축력을 산정하는 세 가지의 새로운 방법, 즉 FMPM(First Mode Pushover Method), MMPM (Multi-Mode Pushover Method), MSBM(Mode Shape Based Method)을 제안하였다. 이 세 가지 방안의 핵심은 좌굴 포텐셜이 높은 것으로 감지된 층의 수직불균형력은 선형합산하고 그렇지 않은 층의 수직불균형력은 SRSS(square root of sum of squares)법에 의해 조합하여 기둥에 가해지는 축력을 산정하는 것이다. 3층에서 15층에 이르는 5개의 골조모델에 대해 20개 지진가속도기록을 입력으로 한 방대한 비선형동적해석을 수행하여 제시한 방안의 타탕성을 검증하였다. 세 방법에 의한 기둥설계 결과는 모두 현행 설계기준의 방법보다 기둥의 물량을 대폭 줄이면서도 기둥부재가 탄성상태를 유지하여 역량설계법의 철학을 만족시켰다. 특히 MSBM은 간단한 선형 고유치해석결과만을 이용하지만 본 연구에서 가장 정확한 축력산정법인 MMPM과 큰 차이를 보이지 않을 정도로 정확하다. 실무 여건에서도 사용 가능한 방법으로 MSBM을 추천한다.