• 제목/요약/키워드: displacement-controlled method

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모래지반에서 쐐기모델을 이용한 단독말뚝의 수평저항력 해석 (Lateral Resistance Analysis of Single Pile Using Strain Wedge Model in Sand)

  • 배종순;김지성;김성호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제26권11호
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    • pp.39-46
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    • 2010
  • 본 연구에서는 Strain Wedge 해석모델을 이용하여 수평하중이 작용하는 단독말뚝의 수평저항력 산출식을 제시하였고, 이를 모형실험, 현장 실험의 결과와 기존의 문헌에서 제시된 수평저항력 산정식과 비교 분석하였다. 그 결과 모형 실험의 시험 결과보다 조금 작게 나타났고, 현장 재하실험 결과와는 말뚝 두부의 변위가 작을 경우 상당히 잘 일치하고 있으나, 말뚝 두부의 변위가 증가할 수록 결과 값의 차가 조금씩 발생하였다. 그리고 기존의 산출식과 비교 검토한 결과 유한차분법과 잘 일치하였다.

볼트 접합 및 프리스트레스를 적용한 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 외부접합부의 내진실험 (Seismic Experiment of Precast Concrete Exterior Beam-Column Joint Using Bolt Type Connection and Prestressing Method)

  • 이동주;이주동;오태수;강현구
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.125-133
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    • 2014
  • 이 연구에서는 볼트접합 및 프리스트레스를 적용한 프리캐스트 콘크리트 보-기둥 외부접합부의 내진 및 구조적 성능을 평가하였다. 총 5개의 보-기둥 외부접합부 실험체를 제작하고 보 단부에 변위제어 방식으로 반복하중을 가하며 실험을 수행하였다. 이 연구의 결과를 근거로 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 완전 건식공법이 적용된 PC 접합부는 완전 습식공법이 적용된 RC 접합부보다 에너지소산이나 핀칭현상에 있어서 불리한 거동을 보였지만 이는 설계과정에서 의도된 현상이며, 횡변형 능력에 있어서는 우수한 결과를 보였다. 또한 층간변위비 4%까지 횡하중 저항성능의 손실이 발생하지 않았고 매설용너트에 항복이 집중되는 메커니즘을 보이는 점으로 미루어 볼 때 개발된 접합부는 외부접합부 횡저항시스템으로서 적합한 것으로 사료된다. 추가적인 프리스트레스는 PC 접합부의 과도한 핀칭현상 방지 및 접합부 균열제어에 효과적이었으며 PC 접합부의 전체적인 내진성능을 향상시켰다.

무금형 다점 펀치를 사용한 선체외판의 분할 성형 가공 정보 계산 시스템 개발 (Mechanical Bending Process and Application for a Large Curved Shell Plate by Multiple Point Press Machine)

  • 황세윤;이장현;류철호;한명수;김광호;김광식
    • 대한조선학회논문집
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    • 제48권6호
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    • pp.528-538
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    • 2011
  • As a forming method for curved hull plates more efficient than the flame bending, mechanical bending using multi point press forming and die-less forming is discussed in this paper. the mechanical forming is a flexible manufacturing system for automatically forming of hull parts. It is especially suited to varied curved parts. This paper discusses a multiple point pressing machine composed of a pair of reconfigurable punches in order to achieve the rapid forming of curved hull plates using division forming and presents how forming information is obtained from the given design surface. Although the mechanical forming can be efficient in the metal forming, spring back after pressing is a phenomenon which must be carefully considered when quantifying the process variables. If the spring back is not accurately controlled, the fabricated shell plate cannot meet assembly tolerance. This paper describes the principles to calculate the proper stroke of each punch at the divided areas. the strokes are determined by an iterative process of sequential pressing and spring back compensation from an unfolded flat shape to its given design surface. FEA(finite element analysis) is used to simulate the spring back of the plate and the IDA(iterative displacement adjustment) method adjusts the offset of pressing punches from the deformation results and the design surface. The shape deviations of two surfaces due to spring back are compensated by integrated system using FEA and IDA method. For the practical application, It is aimed to develop an integrated system that can automatically perform the compensation process and calculate strokes of punches of the double sides' reconfigurable multiple-press machine and some experimental results obtained with mechanical bending are presented.

말뚝지지 전면기초의 3차원 근사해석기법 개발 (Development of Three-dimensional Approximate Analysis Method for Piled Raft Foundations)

  • 조재연;정상섬
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제28권4호
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    • pp.67-78
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    • 2012
  • 철지반의 비선형성을 고려한 말뚝지지 전면기초의 3차원 해석기법(YSPR)을 개발하였다. 전면기초는 6개의 자유도를 가진 평면쉘 요소로, 말뚝은 보-기둥 요소로 모델링하여 전면기초와 결합하였다. 또한 말뚝두부 및 지반의 강성은 $6{\times}6$ 강성행렬로 모델링 하였으며, 전면기초-말뚝-지반의 상호작용은 비선형 하중전이함수를 이용하여 선형/비선형거동의 모사가 가능하도록 하였다. 기존의 단순해석기법, 유한요소해석 및 현장계측값과의 비교 분석 결과, 본 해석기법이 대단면 말뚝지지전면기초에서 말뚝의 축하중 분포와 침하량을 비교적 정확히 산정하는 것으로 판단되며, 이러한 검증을 토대로 실제 대단면 기초설계에 대한 적용 가능함을 확인할 수 있었다.

Structural performance evaluation of a steel-plate girder bridge using ambient acceleration measurements

  • Yi, Jin-Hak;Cho, Soojin;Koo, Ki-Young;Yun, Chung-Bang;Kim, Jeong-Tae;Lee, Chang-Geun;Lee, Won-Tae
    • Smart Structures and Systems
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    • 제3권3호
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    • pp.281-298
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    • 2007
  • The load carrying capacity of a bridge needs to be properly assessed to operate the bridge safely and maintain it efficiently. For the evaluation of load carrying capacity considering the current state of a bridge, static and quasi-static loading tests with weight-controlled heavy trucks have been conventionally utilized. In these tests, the deflection (or strain) of the structural members loaded by the controlled vehicles are measured and analyzed. Using the measured data, deflection (or strain) correction factor and impact correction factor are calculated. These correction factors are used in the enhancement of the load carrying capacity of a bridge, reflecting the real state of a bridge. However, full or partial control of the traffic during the tests and difficulties during the installment of displacement transducers or strain gauges may cause not only inconvenience to the traffic but also the increase of the logistics cost and time. To overcome these difficulties, an alternative method is proposed using an excited response part of full measured ambient acceleration data by ordinary traffic on a bridge without traffic control. Based on the modal properties extracted from the ambient vibration data, the initial finite element (FE) model of a bridge can be updated to represent the current real state of a bridge. Using the updated FE model, the deflection of a bridge akin to the real value can be easily obtained without measuring the real deflection. Impact factors are obtained from pseudo-deflection, which is obtained by double-integration of the acceleration data with removal of the linear components on the acceleration data. For validation, a series of tests were carried out on a steel plategirder bridge of an expressway in Korea in four different seasons, and the evaluated load carrying capacities of the bridge by the proposed method are compared with the result obtained by the conventional load test method.

반응표면법을 사용한 고 중량물 낙하시험기의 충격에너지 흡수량 예측 연구 (Prediction of Impact Energy Absorption in a High Weight Drop Tester by Response Surface Methodology)

  • 강훈;장진석;김다혜;강지헌;유완석;이재욱
    • 한국기계가공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.44-51
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    • 2016
  • This paper presents the characteristics of the energy absorption in an expansion tube type impact absorber that is applied to a high weight drop tester and the use of a response surface methodology to predict the impact energy absorption. In order to identify the characteristics of the energy absorption, a set of finite element analysis was conducted with Abaqus Explicit. Moreover, the ISCD-II sampling method and a first order polynomial were used to build a response surface. As a result, we demonstrated that the impact energy could be controlled by four main design variables, namely an expansion pipe's thickness, inner radius, pressing die's expansion angle and expansion ratio. Additionally, we observed the relationship between the four main design variables and the impact energy absorbing time, displacement, and maximum impact force.

직교이방성 평면탄성체의 응력확대계수 결정에 관한 연구 (A Study on the Determination of Stress Intensity Factors in Orthotropic Plane Elastic Bodies)

  • 진치섭;이홍주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.19-27
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    • 1993
  • 파괴역학에서 최근의 연구들은 균열체의 강도를 해석함에 있어서 균열선단 주위의 탄성 에너지 해방용, 균열확장력 그리고 응력장의 특성 등에 대한 지식을 요구하고 있다. 이런 연구들의 주안점은 에너지율, 응력장 그리고 탄성이방성체의 여러가지 경우들을 설명하는 데 있다. 철근콘크리트, 목재, 박층구조 그리고 각각의 방향으로 성질을 가지는 탄성체들은 대부분 직교이방성이다. 본 연구에서는 균열선단에 특이요소를 사용하고 균열선단 부근에서 아주 세밀한 요소를 사용하여 직교이방성 탄성체의 응력확대계수를 결정 하였다. 본 연구에서 응력확대계수를 구하기 위해 변위상관법을 사용하였으며 타 논문의 결과와 잘 일치함을 알 수 있었다.

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외부강선 파단실험을 통한 노후 PSC 교량의 보강효과 평가 (Evaluation of Reinforcement Effect of Deteriorated PSC Beam through Cutting Its External Tendons)

  • 박창호;이병주;이원태;구본성
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.178-186
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    • 2005
  • 본 연구에서는 장기공용 중 외부강선보강공법에 의하여 보강된 PSC Beam교량에 대한 강선 파단 시험을 통하여 보강효과를 분석하였다. 외부강선 보강효과를 분석하기 위하여 기 보강된 강선을 인위적으로 절단하면서, 교량의 처짐과 변형률을 측정하였다. 또한 강선절단 전과 후에 재하시험을 실시하여 교량의 거동변화를 평가하였다. 실험결과에 의하면 외부강선 절단 전과 후의 재하시험을 통하여 보강효과가 교량의 거동특성을 크게 변화시키지는 않지만, 보강시의 긴장력에 의하여 고유진동수는 증가하였다. 외부강선 절단시의 처짐과 응력 계측결과로부터 보강효과가 충분히 유지되고 있다는 것을 확인할 수 있었으며, 구조해석 결과와도 잘 일치하였다. 따라서 외부강선을 이용하여 노후교량을 보강할 경우 정밀구조해석을 통하여 그 효과를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

다목적 유전자알고리즘을 이용한 스마트 TMD의 퍼지제어 (Fuzzy Control of Smart TMD using Multi-Objective Genetic Algorithm)

  • 강주원;김현수
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제24권1호
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    • pp.69-78
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    • 2011
  • 본 연구에서는 스마트 TMD를 효과적으로 제어할 수 있는 퍼지제어알고리즘을 개발하기 위하여 다목적 유전자알고리즘을 이용한 최적화기법을 제안하였다. 예제구조물로는 풍하중을 받는 76층 벤치마크건물을 선택하였다. 스마트 TMD를 구성하기 위하여 100kN 용량의 MR 감쇠기를 사용하였고, 스마트 TMD의 진동주기는 예제구조물의 1차모드 고유진동주기에 맞추어 조율되었다. MR 감쇠기의 감쇠력은 예제구조물의 풍응답을 최소화할 수 있도록 퍼지제어기를 통해서 조절된다. 퍼지제어기의 입력변수는 75층의 가속도 응답과 스마트 TMD의 변위응답으로 하였고, 출력변수는 MR 감쇠기로 전달되는 명령전압으로 하였다. 퍼지제어기의 최적화를 위하여 다목적 유전자알고리즘인 NSGA-II 기법이 사용되었고, 이때 75층의 가속도 응답과 스마트 TMD의 변위응답을 목적함수로 사용하였다. 최적화 결과, 구조물의 풍응답과 STMD의 변위응답을 동시에 적절히 제어할 수 있는 다수의 퍼지제어기를 얻을 수 있었다. 수치해석을 통해서 스마트 TMD의 성능이 수동 TMD에 비하여 월등히 뛰어남을 알 수 있었고 경우에 따라서는 샘플 능동 TMD보다 더 우수한 제어성능을 발휘하였다.

골유착성 임플랜트 보철물 장착시 하악골의 탄성변형 및 응력분포에 관한 삼차원 유한요소법적 연구 (A STUDY ON THE ELASTIC DEFORMATION AND STRESS DISTRIBUTION OF THE MANDIBLE WITH OSSEOINTEGRATED IMPLANT PROSTHESES USING THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS METHOD)

  • 김용호;김영수;김창회
    • 대한치과보철학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.203-244
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    • 1998
  • The human mandible is always under the condition of loading by the various forces extorted by the attached muscles. The loading is an important condition of the stomatognathic system. This condition is composed of the direction and amount of forces of the masticatory muscles, which are controlled by the neuromuscular system, and always influenced by the movement of both opening and closing. Mandible is a strong foundation for the teeth or various prostheses, nevetheless it is a elastic body which accompanies deformation by the external forces on it. The elastic properties of the mandible is influenced by the various procedures such as conventional restorative treatments, osseointegrated implant treatments, reconstructive surgical procedures and so forth. Among the treatments the osseointegrated implant has no periodontal ligaments, which exist around the natural teeth to allow physiologic mobility in the alveolar socket. And so around the osseointegrated implant, there is almost no damping effect during the transmission of occlusal stress and displacements. If the osseointegrated implants are connected by the superstructure for the stabilization and effective distribution of occlusal stresses, the elastic properties of mandible is restricted according to the extent of 'splinting' by the superstructure and implants. To investigate the change of elastic behaviour of the mandible which has osseointegrated implant prosthesis of various numbers of implant installment and span of superstructre, a three dimensional finite element model was developed and analyzed with conditions mentioned above. The conclusions are as follows : 1. The displacements are primarily developed at the area of muscle attachment and distributed all around the mandible according to the various properties of bone. 2. The segmentation in the superstructure has few influence on the distribution of stress and displacement. 3. In the load case of ICP, the concentration of tensional stress was observed at the anterior portion of the ramus($9.22E+6N/m^2$) and at the lingual portion of the symphysis menti($8.36E+6N/m^2$). 4. In the load case of INC, the concentration of tensional stress was observed at the anterior portion of the ramus($9.90E+6N/m^2$) and the concentration of tensional stress was observed at the lingual portion of the symphysis menti($2.38E+6N/m^2$)). 5. In the load case of UTCP, the relatively high concentration of tensional stress($3.66E+7N/m^2$) was observed at the internal surface of the condylar neck.

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