• 제목/요약/키워드: design effect formula

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매입 개단 강관말뚝의 하중분담률과 침하량 분석 연구 (A Study on the Load Sharing Ratio and the Settlement of Prebored Open-Ended Steel Pipe Piles)

  • 김채민;김기환;윤도균;최용규
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.39-51
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    • 2023
  • 매입말뚝의 지지력은 많은 연구자들에 의해 연구되었다. 하지만 하중분담률과 침하량에 대하여 설계 자료와 말뚝재하시험 지료를 비교한 연구는 미미하였다. 그래서 매입 개단 강관말뚝에 대하여 설계식 자료와 정재하시험 결과를 비교하였다. 압축재하시험에서는 선단지지하중과 주면마찰하중의 분담률이 각각 13%~40%, 60%~87%로 나타났고, 이때의 침하량은 2.2mm~4.7mm로 측정되었다. 현행 지지력 산정식에서는 선단지지력과 주면마찰력이 각각 54%~75%, 25%~46%를 분담하는 것으로 나타났고, 침하량은 19.8mm~23.6mm로 계산되었다. 현행지지력 산정식에서의 침하량은 시험에서의 침하량보다 321%~776% 만큼 크게 나타났으며, 평균적으로 445%만큼 크게 나타났다. 말뚝재하시험에서의 하중분담률을 이용하여 침하량을 산정하면, 시험 침하량보다 137%~525% 만큼 크게 나타났으며, 평균적으로 204% 만큼 크게 나타났다. 하중분담률의 적절한 평가는 말뚝 기초의 침하량 산정에 중요한 영향을 미치는 것으로 확인되었다.

보강판의 좌굴 평가식에 따른 좌굴 강도 및 최적설계의 비교 (Comparison of Buckling Check Formulas and Optimal Design)

  • 장범선;조호영
    • 한국해양공학회지
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    • 제23권5호
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    • pp.71-78
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    • 2009
  • In ship design or offshore structure design, the evaluation of buckling strength (or ultimate strength) is critical to the determination of scantling of stiffened plates. For this reason, it is useful to study the effect of applying different formula or the relationship between stiffened plate with buckling utilization factor (UF). It can facilitate a designer to decide how much the scantling should be reinforced or how much can be reduced for an optimal design. This paper conducts a comparative study for three buckling check methods; DNV-Ship-Rule, DNV-RP-C201, DNV-PULS. The capacity curves and 2D contour plot for utilization factors versus bi-axial in-plane stresses are compared. The contour plots of DNV-Ship-Rule and DNV-PULS show smoothly increasing trends of UF as the applied in-plane stresses increase, however that of DNV-RP-C201 shows rapidly increasing trend as the applied stresses go beyond transverse buckling stress. A sensitivity analysis is performed to investigate the influence level of each parameter of a stiffened plate on UF. Resulting from the analysis, plate thickness is identified to be the most affective parameter to UF regardless of the buckling check methods. Based on the addressed study, optimal designs for bottom plate of 165 K tanker corresponding to three formulas are compared with each other. DNV-PULS yields 1 mm and 2 mm less thickness than DNV-Ship-Rule and DNV-RP-C201, respectively.

차량 제동성능 개선을 위한 타이어 인자 분석 및 최적설계에 대한 연구 (A Study on Effect Analysis and Design Optimization of Tire and ABS Logic for Vehicle Braking Performance Improvement)

  • 기원용;이광우;허승진;강대오;김기운
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.581-587
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    • 2016
  • Braking is a basic and an important safety feature for all vehicles, and the final braking performance of a vehicle is determined by the vehicle's ABS performance and tire performance. However, the combination of excellent ABS and tires will not always ensure good braking performance. This is due to the fact that tire performance has non-linearity and uncertainty in predicting the repeated increase and decrease of wheel slip when activating the ABS, thus increasing the uncertainty of tire performance prediction. Furthermore, existing studies predicted braking performance after using an ABS that used a wheel slip control as a controller, which was different from an actual vehicle's ABS that controlled angular acceleration, therefore causing a decrease in the prediction accuracy of the braking performance. This paper reverse-designed the ABS that controlled angular acceleration based on the information on brake pressure, etc., which were obtained from vehicle tests, and established a braking performance prediction analysis model by combining a multi-body dynamics(MBD) vehicle model and a magic formula(MF) tire model. The established analysis model was verified after comparing it with the results of the braking tests of an actual vehicle. Using this analysis model, this study analyzed the braking effect by vehicle factor, and finally designed a tire that had optimized braking performance. As a result of this study, it was possible to design the MF tire model whose braking performance improved by 9.2 %.

Load-transferring mechanism and evaluation theory of bolt with single and double nut fasteners

  • Qiyu Li;Dachang Zhang;Hao Xu;Yibi Li;Weiqun Chen;Kaixuan Zhang
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제86권2호
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    • pp.261-276
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    • 2023
  • The use of the ordinary double nut (i.e., ODN) composed of a master nut (i.e., M-nut) and a slave nut (i.e., S-nut) is a highly efficient method to prevent bolts loosening. A novel double nut (i.e., FODN) composed of a master nut (i.e., M-nut) and flat slave nut (i.e., FS-nut) is proposed to save raw materials. The bolt fastening tests with single nut, ODN and FODN are performed to investigate the preload and counterbalance forces. Corresponding finite element analysis (FEA) models are established and validated by comparing the preload with the experimental results. The load-bearing capacity, the extrusion effect, and the contact stress of each engaged thread for ODN and FODN are observed by FEA. The experimental and simulated results revealed that the bolt fastening with double-nut has different load-transferring mechanisms from single-nut. Nevertheless, for double-nut/bolt assemblies, the FS-nut can provide load transfer that is like that of the S-nut, and the FODN is a reasonable and reliable fastening method. Furthermore, based on the theory of Yamamoto, a formula considering the extrusion effect is proposed to calculate the preload distribution of the double-nut, which is applicable to varying thicknesses of slave-nuts in double-nut/bolt assemblies.

스터럽이 없는 철근콘크리트 보의 전단강도에서의 크기효과 (Size Effects in Shear Strength of Reinforced Concrete Beams without Web Reinforcement)

  • 송하원;하주형;변근주
    • 콘크리트학회지
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    • 제10권6호
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    • pp.179-190
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    • 1998
  • 철근콘크리트보의 전단파괴는 급작스런 취성파괴 때문에 중요한 문제이며, 많은 실험결과들에 의하면 철근콘크리트 보의 전단강도에서의 크기효과는 철근콘크리트 부재의 중요한 특징임이 밝혀졌다. 철근콘크리트보의 크기가 점점 커짐에 따라 실험이 매우 어려워져 전단강도에대한 실험데이타나 경험공식을 얻기가 힘들어지며 이에 다른 철근콘크리트 보의전단강도의 크기효과에 대한 수치해석적 방법이 매우 중요하게 되었다. 본 연구에서는 스터럽이 없는 철근콘크리트보의 전단해석에 유한요소해석기법을 적용하였고 전단강도에대한 크기효과를 해석적으로 분석하였다. 또한 철근콘크리트 보의 전단강도에대한 크기효과에 영향을 주는 인자를 분석하였으며 영향인자를 몇몇 표준시방서를 포함한 주요 전단강도식과 비교하였다.

면내압축하중을 받는 유공판의 좌굴 및 최종강도 평가에 관한 연구 (Estimation of Buckling and Ultimate Strength of a Perforated Plate under Thrust)

  • 고재용;박주신;주종길
    • 해양환경안전학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.41-47
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    • 2004
  • 선체구조 부재에는 이중저의 거더 및 늑판등에서 유공을 가진 판이 많이 사용되고 있는데, 이는 중량 경감, 사람 및 화물의 이동, 배관 등의 목적이다. 보통은 강도상 큰 문제가 없는 부위에 위치하지만, 매로는 불가피하게 높은 응력이 작용하는 부위에 설치해야 할 경우가 있다. 이러한 판에 유공의 존재는 면내 하중에 의한 탄성좌굴강도 및 최종강도에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, 유공판의 탄성좌굴강도 및 최종강도 평가는 선박의 초기 구조설계단계에서 구조부재 치수를 결정할 매, 검토해야 할 중요한 설계기준 중의 한가지가 된다. 그러므로, 유공판에 대한 합리적이고 신뢰적인 탄성좌굴강도 및 최종강도 설계식이 필요하게 되었다. 본 연구에서는 다양한 종횡비와 유공의 치수비 그리고 세장비의 영향을 고려하여 탄소성대변형 유한요소법을 근간으로 한 해석코드인 ANSYS(7.1)를 사용하여 시리즈해석을 수행하였다.

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종횡방향 압축하중이 작용하는 유공판의 좌굴을 고려한 설계식 개발 (Development of Designed Formula considering Buckling under Longitudinal and Transverse Axial Compressive Load)

  • 박주신;고재용;이준교
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.55-60
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    • 2005
  • 선체구조 부재에는 이중저의 거더 및 늑판등에서 유공을 가진 판이 많이 사용되고 있고, 이는 중량 경감, 사람 및 화물의 이동, 배관 등의 목적으로, 보통은 강도상 큰 문제가 없는 부위에 위치하지만, 때로는 불가피하게 높은 응력이 작용하는 부위에 설치해야 할 경우도 있다. 이러한 판에 유공의 존재는 면내 하중에 의한 탄성좌굴강도 및 최종강도에 큰 영향을 주게 된다. 따라서, 유공판의 탄성좌굴강도 및 최종강도 평가는 선박의 초기 구조설계단계에서 구조부재 치수를 결정할 때 검토해야 할 중요한 설계기준 중의 한가지 이다. 그러므로, 유공판에 대한 합리적인 신뢰적인 탄성좌굴강도 및 최종강도 평가가 필요시 되고있다. 본 연구에서는 다양한 종횡비와 유공의 치수비 그리고 세장비의 영향을 고려하여 탄소성대변형유한요소법을 근간으로 한 구조해석프로그램인 ANSYS를 사용하여 수치계산을 수행하였다.

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선수파 중 AFRAMAX급 유조선의 부가저항에 대한 실험과 수치계산 (Computational and Experimental Studies on Added Resistance of AFRAMAX-Class Tankers in Head Seas)

  • 오승훈;양진호;박상훈
    • 대한조선학회논문집
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    • 제52권6호
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    • pp.471-477
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    • 2015
  • When a ship sails in a seaway, the resistance on a ship increases due to incident waves and winds. The magnitude of added resistance amounts to about 15–30% of a calm-water resistance. An accurate prediction of added resistance in waves, therefore, is essential to evaluate the performance of a ship in a real sea state and to design an optimum hull form from the viewpoint of the International Maritime Organization (IMO) regulations such as Energy Efficiency Design Index (EEDI) and Energy Efficiency Operational Indicator (EEOI). The present study considers added resistance problem of AFRAMAX-class tankers with the conventional bow and Ax-bow shapes. Added resistance due to waves is successfully calculated using 1) a three-dimensional time-domain seakeeping computations based on a Rankine panel method (three-dimensional panel) and 2) a commercial CFD program (STAR-CCM+). In the hydrodynamic computations of a three-dimensional panel method, geometric nonlinearity is accounted for in Froude-Krylov and restoring forces using simple wave corrections over exact wet hull surface of the tankers. Furthermore, a CFD program is applied by performing fully nonlinear computation without using an analytical formula for added resistance or empirical values for the viscous effect. Numerical computations are validated through four degree-of-freedom model-scale seakeeping experiments in regular head waves at the deep towing tank of Hyundai Heavy Industries.

Unified calculation model for the longitudinal fundamental frequency of continuous rigid frame bridge

  • Zhou, Yongjun;Zhao, Yu;Liu, Jiang;Jing, Yuan
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제77권3호
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    • pp.343-354
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    • 2021
  • The frequencies formulas of the bridge are of great importance in the design process since these formulas provide insight dynamic characteristics of the structure, which guides the designers to parametric analyses and the layout of the bridge in conceptual or preliminary design. Continuous rigid frame bridge is popular in the mountainous area. Mostly, this type of bridge was simplified either as a girder or cantilever when calculating the frequency, however, studies showed that the different configuration of the bridge made the problem more complex, and there is no unified fundamental calculation pattern for this kind of bridge. In this study, an empirical frequency equation is proposed as a function of pier's height, stiffness of pier and the weight of the structure. A unified fundamental frequency formula is presented based on the energy principle, then the typical continuous rigid frame bridge is investigated by finite element method (FEM) to study the dynamic characteristics of the structure, and then several key parameters are investigated on the effect of structural frequency. These parameters include the number, position and stiffness of the tie beam. Nonlinear regression analyses are conducted with a comprehensive statistical study from plenty of engineering structures. Finally, the proposed frequency equation is validated by field test results. The results show that the fundamental frequency of the continuous rigid frame bridge increases more than 15% when the tie beams are set, and it increases with the stiffness ratio of tie beam to pier. The results also show that the presented unified fundamental frequency has an error of 4.6% compared with the measured results. The investigation can predicate the approximate longitudinal fundamental frequency of continuous ridged frame bridge, which can provide reference for the seismic response and dynamic impact factor design of the pier.

임상 연구에서 연구 표본수의 산출 (Calculation of Sample Size in Clinical Trials)

  • 이효진;김양수;박인
    • Clinics in Shoulder and Elbow
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    • 제16권1호
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    • pp.53-57
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    • 2013
  • 목적: 임상 연구의 통계 분석에 있어서 표본수 산출의 의미와 기본 방식에 대해서 알고자 한다. 대상 및 방법: 자료의 분류, 연구 디자인 및 도출하고자 하는 결과의 성격에 따라 각기 다른 식을 적용시켜 표본수를 산출 한다. 결과: 표본수 산출은 임상 연구를 시작하기 전에 선행되어야 하며, 적절한 표본수 산출은 유의한 결론 도출에 필수 불가결하다. 결론: 표본수 산출은 에러나 작은 변수에 민감하기 때문에 특정 식에 적용시킬 때는 주의를 요한다.