Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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v.27
no.3
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pp.193-210
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1991
For the deckhouse or superstructure, attention is directed to the reduction of vibration from a human susceptibility point of view. The two basic requirements for obtaining a low vibration level in the accommodation are to ensure that excitation forces from propeller and/or main engine are small and to avoid resonance excitation of the hull and superstructure. In recent years increased attention has been directed towards the problems of vibration and noise in deckhouse, which have caused major problems with regard to the environmental quality in the living quarters for crews. Accordingly, in this paper, the characteristic of the vibration of deckhouse of fishing boat, of which the length/height ratio is also relatively high, are studied systematically with regard to the shape and modelling of deckhouse based on finite element method of 1-dimensional, 2-dimensional and 3-dimensional model. This study is divided into 4-part. 1st part is the global deckhouse vibration, 2nd part is the local deckhouse vibration, 3rd part consists of the estimation for stiffness of foundational support and 4th part is the application to TUNA LONG LINER of 416 ton class. For the global vibration analysis, the severity of the vibration depends on the longitudinal shear and bending stiffness of the deckhouse, on the vertical deckhouse support(fore, aft and sides). However, even if the design is technically sound, vibration problems may arise due to vertical or longitudinal hull girder or afterbody resonances. Author applied the method of this study to the analysis of, deep-sea fishing vessel of G.T. 416 ton class with relatively low height and long deckhouse, and investigated the vibrational characteristic of the fishing vessel with earlier structural feature. According to this investigation, the vibration, response of above vessel was confirmed of which main hull and deckhouse behave as one body. It is at the bottom of vibrational trouble which a accommodation part of the fishing vessel is raised, that is the local vibration for side wall, fore-aft wall and deck plate of deckhouse rather than thief fect of fore-aft vibration of deckhouse for above fishing vessel. and the resonance of main hull, deckhouse and driving system such as the main engine, propeller in exciting source is mainly brought up as the trouble.
Saoula Abdelkader;Abdelrahmane B. Benyamina;Meftah Sid Ahmed
Steel and Composite Structures
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v.52
no.3
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pp.343-356
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2024
This paper presents an analytical solution for correctly predicting the Lateral-Torsional Buckling critical moment of simply supported castellated beams, the solution covers uniformly distributed loads combined with compressive loads. For this purpose, the castellated beam section with hexagonal-type perforation is treated as an arrangement of double "T" sections, composed of an upper T section and a lower T section. The castellated beam with regular openings is considered as a periodic repeating structure of unit cells. According to the kinematic model, the energy principle is applied in the context of geometric nonlinearity and the linear elastic behavior of materials. The differential equilibrium equations are established using Galerkin's method and the tangential stiffness matrix is calculated to determine the critical lateral torsional buckling loads. A Finite Element simulation using ABAQUS software is performed to verify the accuracy of the suggested analytical solution, each castellated beam is modelled with appropriate sizes meshes by thin shell elements S8R, the chosen element has 8 nodes and six degrees of freedom per node, including five integration points through the thickness, the Lanczos eigen-solver of ABAQUS was used to conduct elastic buckling analysis. It has been demonstrated that the proposed analytical solution results are in good agreement with those of the finite element method. A parametric study involving geometric and mechanical parameters is carried out, the intensity of the compressive load is also included. In comparison with the linear solution, it has been found that the linear stability underestimates the lateral buckling resistance. It has been confirmed that when high axial loads are applied, an impressive reduction in critical loads has been observed. It can be concluded that the obtained analytical solution is efficient and simple, and offers a rapid and direct method for estimating the lateral torsional buckling critical moment of simply supported castellated beams.
In the recent years, steel box girder bridges have been extensively used due to high bending stiffness, torsional rigidity, and rapid construction. Therefore, researches related to this girder bridge have been widely conducted. This paper investigates the effect of residual stresses and geometric imperfections on the load-carrying capacity of steel box girder bridges spanning 30 m and 50 m. A three - dimensional finite element model of the steel box girder with a closed section was developed and analyzed using ABAQUS software. Nonlinear inelastic analysis was used to capture the actual response of the girder bridge accurately. Based on the results of analyses, the superimposed mode of webs and flanges was recommended for considering the influence of initial geometric imperfections of the steel box model. In addition, 4% and 16% strength reduction rates on the load - carrying capacity of the perfect structural system were respectively recommended for the girders with compact and non-compact sections, whose designs satisfy the requirements specified in AASHTO LRFD standard. As a consequence, the research results would help designers eliminate the complexity in modeling residual stresses and geometric imperfections when designing the steel box girder bridge.
Park, Ji-Hun;Moon, Byoung-Wook;Lee, Sung-Kyung;Min, Kyung-Won
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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v.17
no.7
s.124
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pp.649-661
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2007
Friction-type reinforcing members(FRM) to enhance the resistance to wind loads of a transmission tower through both stiffness strengthening and damping increase are energy dissipation devices that utilize bending deflection of a tower leg. In this paper, the hysteretic behavior of the transmission tower structure with FRMs was experimentally investigated through cyclic loading tests on a half scale substructure model. Firstly, the variation of friction forces and durability of the FRM depending on the type of friction-inducing materials used in the FRM were examined by performing the cyclic loading tests on the FRM. Secondly, cyclic loading tests of a half-scale two-dimensional substructure model of a transmission tower with FRMs were conducted. Test results show that the FRM, of which desired maximum friction force is easily regulated by adjusting the amplitude of the torque applied to the bolts, have stable hysteretic behaviors and it is found that there exists the optimum torque depending on a design load by investigating the amount of energy dissipation of the FRMs according to the increase of torque.
Park, Ji-Hun;Moon, Byoung-Wook;Lee, Sung-Kyung;Min, Kyung-Won
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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2007.05a
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pp.568-577
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2007
Friction-type reinforcing members (FRM) to enhance the resistance to wind loads of a transmission tower through both stiffness strengthening and damping increase are energy dissipation devices that utilize bending deflection of a tower leg. In this paper, the hysteretic behavior of the transmission tower structure with FRMs was experimentally investigated through cyclic loading tests on a half scale substructure model. Firstly, the variation of friction forces and durability of the FRM depending on the type of Friction-inducing materials used in the FRM were examined by performing the cyclic loading tests on the FRM. Secondly, Cyclic loading tests of a half-scale two-dimensional substructure model of a transmission tower with FRMs were conducted. Test results show that the FRM, of which desired maximum friction force is easily regulated by adjusting the amplitude of the torque applied to the bolts, have stable hysteretic behaviors and it is found that there exists the optimum torque depending on a design load by investigating the amount of energy dissipation of the FRMs according to the increase of torque.
Park, Dohyun;Jin, Sungwan;Lee, Gabseong;Choi, Dong-Hoon
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.21
no.3
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pp.15-23
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2013
Weight reduction of a automobile has been steadily tried in automotive industry to improve fuel efficiency, driving performance and the production profits. Since the weight of BIW takes up a large portion of the total weight of the automobile, reducing the weight of BIW greatly contributes to reducing the total weight of the vehicle. To reduce weight, vehicle manufacturers have tried to apply lightweight materials, such as aluminum and high-strength steel, to the components of BIW instead of conventional steel. In this research, material arrangement of an automotive BIW was optimized by formulating a design problem to minimize weight of the BIW while satisfying design requirements about bending and torsional stiffness and perform a metamodel-based design optimization strategy. As a result of the design optimization, weight of the BIW is reduced by 45.7% while satisfying all design requirements.
Tension-stiffening is the contribution of concrete between the cracks to carry tensile stresses after cracking in Reinforced Concrete (RC) members. In this paper, a tension-stiffening model has been proposed for computationally efficient nonlinear analysis of RC flexural members subjected to service load. The proposed model has been embedded in a typical cracked span length beam element. The element is visualized to consist of at the most five zones (cracked or uncracked). Closed form expressions for flexibility and stiffness coefficients and end displacements have been obtained for the cracked span length beam element. Further, for use in everyday design, a hybrid analytical-numerical procedure has been developed for nonlinear analysis of RC flexural members using the proposed tension-stiffening model. The procedure yields deflections as well as redistributed bending moments. The proposed model (and developed procedure) has been validated by the comparison with experimental results reported elsewhere and also by comparison with the Finite Element Method (FEM) results. The procedure would lead to drastic reduction in computational time in case of large RC structures.
In the present study a parametric analysis is conducted to study the effect of pile dimension and soil properties on the nonlinear dynamic response of pile subjected to lateral sinusoidal load at the pile head. The study is conducted on soil-pile model of different pile diameter, pile length and soil modulus, and results are compared to get the effect. The soil-pile system is modelled using Finite element method. The programming is done in MATLAB. Time history analysis of model is done for varying non-dimensional frequency of load and the results are compared to get the non-dimensional frequency at which pile head displacement is maximum in each case. Maximum possible bending moment and soil-pile interacting forces for the dynamic excitation of the pile is also compared. When results are compared with the linear response, it is observed that non-dimensional frequency is reduced in nonlinear response on account of reduction in the soil stiffness due to yielding. Nonlinear response curve shows high amplitude as compared to linear response curve.
Damage detection methods using structural dynamic responses have received much attention in the past decades. For bridge and offshore structures, these methods are usually based on beam models. To ensure the successful application of these methods, it is necessary to examine the sensitivity of modal properties to structural damages. To this end, an analytic solution is presented of the modal properties of simply-supported Euler-Bernoulli beams that contain a general damage with no additional assumptions. The damage can be a reduction in the bending stiffness or a loss of mass within a beam segment. This solution enables us to thoroughly discuss the sensitivities of different modal properties to various damages. It is observed that the lower natural frequencies and mode shapes do not change so much when a section of the beam is damaged, while the mode of rotation angle and curvature modes show abrupt change near the damaged region. Although similar observations have been reported previously, the analytical solution presented herein for clarifying the mechanism involved is considered a contribution to the literature. It is helpful for developing new damage detection methods for structures of the beam type.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.19
no.4
s.74
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pp.347-356
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2006
In this paper, practical nonlinear inelastic analysis method of 3-dimensional steel structures accounting for gradual yielding with fibers on a section is developed. Geometric nonlinearities of member(p-$\delta$) and frame(p-$\Delta$) are accounted for by using stability functions. Residual stresses are considered by assigning initial stresses to the fiber on the section. The elastic core in a section is investigated at every loading step to determine the axial and bending stiffness reduction. The strain reversal effect is captured by investigating the stress change of each fiber. The proposed analysis proves to be useful in applying for practical analysis and design of three-dimensional steel frames.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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