• Steel and Composite Structures
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• 제43권4호
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• pp.457-464
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• 2022

Optimization in distribution of stay cable forces is one of the most difficult aspects in the design of cable-stayed bridges. This article attempts to examine tension force influence on structural behavior of cable-stayed bridges. For the examination, finite element modeling using nonlinear static and nonlinear modal analyses was completed and compared to structural experimental results. Variables analyzed in this parametric study were: 1) Number of stay cables; 2) Tension of the stay cables, and 3) Stay cable pattern - harp and semi-fan patterns. Though the findings from the analysis are limited to the tested models, the study gives insight on the structural behavior of actual cable stayed bridges.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제14권4호
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• pp.539-547
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• 2002

사장교의 정확한 초기형상을 결정하기 위한 초기평형상태 해석법으로 케이블 장력에 큰 영향을 미치는 축방향 변형을 고려한 반복해석 알고리즘을 제시하였다. 해석의 정확성과 수렴성을 향상시키기 위해 매개변수 해석을 통해 케이블 장력의 초기값을 간단하게 결정할 수 있는 방법을 제안하였으며, 3차원 뼈대요속와 탄성현수선요소를 적용한 해석 프로그램을개발하여 사장교의 기하비선형 거동을 고려하였다. 실교량 모델을 포함한 해석 예제를 통하여 본 연구에서 제시한 해석 알고리즘의 정확성과 적용성을 검증하였다. 제안된 해석 알고리즘은 부재 제작시 측방향 변형을 제작 캠버량으로 반영하지 않는 경우나 시공중 발생하는 시공오차나 제작오차의 영향을 제거하기 위해 최종장력을 보정하는 경우에 유용하게 적용될 수 있다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.101-108
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• 2012

사장교 시스템의 초기형상해석이라 함은 주형의 수직 처짐과 휨모멘트, 주탑의 수평변위와 휨모멘트를 최소화하면서, 고정하중과 평형을 이룰 수 있는 케이블의 장력과 무응력길이를 결정하는 방법으로 이 때, 케이블이 정착되는 주형의 수평위치, 주탑의 수직위치가 목표형상에 부합할 필요가 있다. 본 연구에서는 고정하중을 받는 사장교의 초기형상을 효율적이고 합리적으로 결정하기 위하여 개선된 초기부재력법과 TCUD법의 비교연구 결과를 제시하고자 한다. 주형과 주탑의 케이블 정착부에서 힘의 평형조건을 이용하여 주형의 수직처짐과 주탑의 수평변위를 효과적으로 제어할 수 있는 절점평형법을 초기 부재력법에 적용하여 초기치에 민감한 기존 초기부재력법을 개선한다. 또한 개선된 TCUD법을 이용한 초기형상해석 수행결과와 비교함으로서 두 방법의 정확성을 입증하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권1호
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• pp.19-37
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• 2024

록볼트는 NATM터널의 주 지보재로서 터널공사 현장에 널리 이용되고 있다. 국내 터널 현장에서는 전면접착형 록볼트가 가장 많이 사용되고 있다. 전면접착형 록볼트는 그라우트에 의해 볼트체와 지반 간 상대적인 거동을 구현한다. 그러나 터널 수치해석 시 전면접착형 록볼트는 이러한 거동 특성이 반영되지 못한 방법으로 모델링되는 경우가 많다. 이러한 경우, 지보재의 부재력을 과소 혹은 과대 평가하는 요인이 될 수 있다. 본 연구에서는 전면접착형 록볼트의 합리적인 모델링 방법에 대한 연구를 수행하였다. 문헌 연구 결과, 전면접착형 록볼트는 Cable요소와 Truss요소로 모델링되는 것으로 분석되었다. Cable요소의 그라우트 물성치가 록볼트 거동에 미치는 영향을 분석하기 위해, 그라우트 물성치를 록볼트 인발시험 데이터를 통해 산정하여 적용한 모델과 록볼트와 지반 간 완전 접착을 가정하기 위해 임의로 크게 적용한 모델의 록볼트 거동을 비교하였다. 동일한 터널 조건에서 전면접착형 록볼트를 Truss요소와 Cable요소로 각각 다르게 모델링하여 수치해석을 수행하였고, 이에 따른 터널 거동을 분석하였다. 연구 결과, 록볼트와 지반 간 경계면 효과, 즉, 그라우트를 고려할 수 있는 요소로 전면접착형 록볼트를 모델링하는 것이 바람직한 것으로 검토되었다. 실제 전면접착형 록볼트의 거동을 모사하기 위해 인발시험 데이터를 활용하는 방법은 유효한 방법으로 검토되었다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.579-588
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• 2003

지중전선로에 있어서 케이블을 연결하는 중간 접속재에 발생하는 전계 집중, 각종 불순물의 침투 및 케이블 절연층의 손상은 궁극적으로 열화 및 절연파괴를 야기하게 되어 케이블의 수명을 단축시키고 있다. 본 연구에서는 경계요소법을 이용하여 초고압 케이블 절연재료로 널리 사용되고 있는 가교폴리에틸렌과 접속재 키트의 절연층으로 사용되고 있는 EPDM의 전계분포를 시뮬레이션 하였다. 시료는 두께 1[mm]로 3장을 중첩한 것으로 모델링하여 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다. 전계해석 결과 보이드 내부의 defect는 silicone oil에 의해 전계집중을 약화시킴을 확인하였고, XLPB보다 EPDM의 전계분포가 낮게 유지됨을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권6호
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• pp.458-467
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• 2016

In this paper, a strongly coupled method for investigating the interaction between a cable and tow-fish is presented. The nodal position finite element method was utilized to analyze the nonlinear cable dynamics, and 6DOF equations of motion were employed to describe the 3D rigid body motion of the tow-fish. Combining cable and tow-fish systems into a single formulation allowed the two nonlinear systems to be strongly coupled into a unified nonlinear system. This strongly coupled system was numerically integrated in the time domain using a predictor/multi-corrector Newmark algorithm. To demonstrate the validity, efficacy, and applicability of the current approach, two different scenarios (virtual and sea trial) were simulated, and the simulation results were validated using the physical plausibility and the sea trial test.

• Wind and Structures
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• 제11권6호
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• pp.441-453
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• 2008

In this study, a partially earth-anchored cable system is studied in order to reduce the dynamic wind response of cable-stayed bridges. The employment of earth-anchored cables changes the dynamic characteristics of cable-stayed bridges under wind loads. In order to estimate the changes in the member forces, the spectral analysis for wind buffeting loads are performed and the peak responses are evaluated using 3-D finite element models of the three-span cable-stayed bridges with the partially earth-anchored cable system and with the self-anchored cable system, respectively. Comparing the results for the two different models, it is found that the earth-anchored cables affect longitudinal and vertical modes of the bridge. The changes of the natural frequencies for the longitudinal modes remarkably decrease the peak bending moment in the pylon and the movements at the expansion joints. The small changes of the natural frequencies for the vertical modes slightly increase bending moments and deflections in the girder. The original effects of the partially earth-anchored cable system are also shown under wind loads; the decrement of girder axial forces and bearing uplifting forces, and the increment of cable forces in the earth-anchored cables.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.822-823
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• 2011

The authors analyzed harmonic current based loss of a high temperature superconducting (HTS) DC model cable. The loss in HTS DC cable is generated due to the variation of magnetic field caused by harmonic current in a HVDC transmission system. The authors designed and fabricated two meters of HTS DC model cable for verification of real loss characteristic. In this paper, the loss characteristics caused by harmonic current in the HTS DC model cable are analyzed using commercial finite element method software package. The loss of the HTS DC cable is much less than the loss of the HTS AC cable but the loss should be considered to decide a proper capacity of cooling system.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2008년도 추계 학술논문 발표대회
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• pp.235-239
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• 2008

Cable systems are a construction of elements carrying only tension and no compression or bending in membrane structure. Tensile membrane structures are most often used as roofs as they can economically and attractively span large distances. But cable systems have weaknesses to vibration by earthquake, wind and vehicle loads. Damage detection of cable systems by using existing safety diagnosis is difficult to detect the characteristic change of overall structural action. If cable snaps are occurred to cable release and tear in tension structures, these are set up a vibration. So, we used piezo-electric materials, and The principle of operation of a piezoelectric sensor is that a physical dimension, transformed into a force, acts on two opposing faces of the sensing element. In this study, the development on test method of cable system is proposed and tested by tensile strength using piezo-electric materials.

• Steel and Composite Structures
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• 제24권5호
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• pp.591-602
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• 2017

A cable-stiffened cylindrical single-layer latticed shell that is reinforced by cable-stiffened system has superior stability behaviour compared with the ordinary cylindrical latticed shell. The layouts of cable-stiffened system are flexible in this structural system, and different layouts contribute different stiffness to the structure. However, the existed few research primarily focused on the simplest type of cable layouts, in which the grids of the latticed shell are diagonally stiffened by prestressed cables in-plane. This current work examines the stability behaviour of the cable-stiffened cylindrical latticed shells with two different types of cable layouts using nonlinear finite element analysis. A parametric study on the effect of cross-sectional of the cables, pretension in cables, joint stiffness, initial imperfections, load distributions and boundary conditions is presented. The findings are useful for the reference of the designer in using this type of structural system.