• 대한기계학회논문집A
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• 제37권9호
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• pp.1141-1149
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• 2013

복잡한 물리적 현상에 대한 수학적 모델을 만들기 위해 적용되는 차원해석은 LSP 공정변수의 영향을 이해하는데 중요한 도구가 된다. 본 연구에서는 버킹검(Buckingham) ${\prod}$이론을 이용한 차원해석을 통해 레이저 충격 피닝의 잔류응력 결과에 영향을 미치는 변수를 확인하고, 유한요소법을 이용하여 LSP 공정변수인 최대압력파, 압력파 지속시간, 레이저 샷 크기 및 다중 LSP 에 대한 잔류응력 결과를 확인하였다.

• Earthquakes and Structures
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• 제18권6호
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• pp.667-675
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• 2020

The current study compares the effect of structure-soil-structure interaction (SSSI) on the dynamic responses of adjacent buildings and isolated structures including soil-structure interaction (SSI) with the responses of fixed-base structures. Structural responses such as the relative acceleration, displacement, drift and shear force were considered under earthquake ground motion excitation. For this purpose, 5-, 10- and 15-story structures with 2-bay moment resisting frames resting on shallow foundations were modeled as a group of buildings in soft soil media. Viscous lateral boundaries and interface elements were applied to the soil model to simulate semi-infinite soil media, frictional contact and probable slip under seismic excitation. The direct method was employed for fully nonlinear time-history dynamic analysis in OpenSees using 3D finite element soil-structure models with different building positions. The results showed that the responses of the grouped structures were strongly influenced by the adjacent structures. The responses were as much as 4 times greater for drift and 2.3 times greater for shear force than the responses of fixed-base models.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제23권6호
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• pp.599-613
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• 2006

A method for the dynamical analysis of FE discretized uncertain linear and nonlinear structures is presented. This method is based on the moment equation approach, for which the differential equations governing the response first and second-order statistical moments must be solved. It is shown that they require the cross-moments between the response and the random variables characterizing the structural uncertainties, whose governing equations determine an infinite hierarchy. As a consequence, a closure scheme must be applied even if the structure is linear. In this sense the proposed approach is approximated even for the linear system. For nonlinear systems the closure schemes are also necessary in order to treat the nonlinearities. The complete set of equations obtained by this procedure is shown to be linear if the structure is linear. The application of this procedure to some simple examples has shown its high level of accuracy, if compared with other classical approaches, such as the perturbation method, even for low levels of closures.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2006년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.600-606
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• 2006

실제 지반은 경계가 없는 무한상태로 존재하기 때문에 지반구조물의 동적거동을 유한요소법을 이용하여 해석할 시 모델의 영역을 성립하는 것은 특별한 고려가 필요하다. 유한요소법에서의 동적해석은 파동의 전달을 포함하기 때문에 모델의 경계에서 인공적인 경계조건이 필요하다. 인공적인 경계 조건은 유한요소내의 지반상태를 무한상태로 변형시킬 수 있어야 하며, 경계에 도달하는 응력 파동을 모델내로 반사시키지 않고 흡수 할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 간단한 점 탄성 반무한 불연속 요소를 이용하여 지반구조물의 동적해석을 수행하는 방법을 보여준다. 반무한 요소의 실행은 OpenSees라는 유한요소 해석프로그램을 이용하여 수행되었으며, 예를 통하여 불연속 요소가 경계에 도달하는 응력 파동을 충분히 흡수하여 유한요소 모델을 반무한 상태로 전환 시킬 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.41-49
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• 1997

본 논문에서는 국제공동연구원 대형지진시험구조물의 강세진동시험결과 대한 상관해석와 지진응답해석에 관해 연구하였다. 지반-구조물 상호작용을 위해서 구조물과 근영지반은 유한요소로 모형화하고 원역지반은 무한요소로 모형화하는 직적법을 사용하였으며, 지진응답은 부분구조법에 근거한 파 입력기법을 사용하여 해석하였다. 시험후 상관해석을 통해 각 지반영역의 물성이 강제진동 시험에서 계측된 구조물 응답과 일치하도록 보정하였다. 보정된 지반물성을 초기 선형값으로 사용하고 등가선형화기법을 적용하여 지진에 관한 구조물의 응답을 예측하였다. 지반의 비선형거동을 고려하여 얻어진 구조물 응답은 계측된 결과와 매우 잘 일치한 반면, 초기 선형물성치를 사용한 응답결과는 상당한 차이를 보이고 있어서, 지반 비선형 거동의 영향이 중요함을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1821-1828
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• 2010

레이저 샥 피닝(LSP)은 금속재료 표면처리를 위한 획기적인 기술로서 금속 부품의 피로성능 개선을 위해 최근에 널리 적용되고 있다. 널리 알려진 바와 같이 금속재료의 피로 균열은 재료의 응력 상태가 인장(Tension)하에서만 발생되고, 압축(Compression)상태에서는 발생하지 않는다. 따라서 피로수명 개선을 위해 전통적인 샷 피닝(SP)과 함께 다양한 분야에 응용되고 있으며, 특히 LSP 는 금속재료의 표면과 깊이방향에 대해 높은 압축잔류응력을 생성시켜 준다. 본 논문에서는 유한요소 해석기법을 이용하여 LSP 에 의해 발생되는 압축잔류응력 생성과정을 모사하고, 압축잔류응력에 영향을 미치는 다양한 변수에 대해 민감도 해석을 수행하였다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제13권6호
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• pp.615-638
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• 2002

This paper presents a method of seismic analysis for a cylindrical liquid storage structure considering the effects of the interior fluid and exterior soil medium in the frequency domain. The horizontal and rocking motions of the structure are included in this study. The fluid motion is expressed in terms of analytical velocity potential functions, which can be obtained by solving the boundary value problem including the deformed configuration of the structure as well as the sloshing behavior of the fluid. The effect of the fluid is included in the equation of motion as the impulsive added mass and the frequency-dependent convective added mass along the nodes on the wetted boundary of the structure. The structure and the near-field soil medium are represented using the axisymmetric finite elements, while the far-field soil is modeled using dynamic infinite elements. The present method can be applied to the structure embedded in ground as well as on ground, since it models both the soil medium and the structure directly. For the purpose of verification, earthquake response analyses are performed on several cases of liquid tanks on a rigid ground and on a homogeneous elastic half-space. Comparison of the present results with those by other methods shows good agreement. Finally, an application example of a reinforced concrete tank on a horizontally layered soil with a rigid bedrock is presented to demonstrate the importance of the soil-structure interaction effects in the seismic analysis for large liquid storage tanks.

• 전산구조공학
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• 제10권2호
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• pp.213-223
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• 1997

탄성파의 변형 및 응력계산에 관한 연구는 비파괴검사를 비롯하여 광범위한 공학분야에서 중요한 역할을 하고 있다. 특히 파형의 산란문제가 많은 연구자들에 의해 다양한 방법으로 연구되고 있다. 실린더 또는 구와 같은 간단한 형상을 지닌 산란체에 대하여, 정상상태 탄성파의 산란문제의 해석은 해석적 기법을 이용한 연구가 가능하다. 하지만 임의의 형상을 갖는 산란체 또는 다수의 함유체에 대한 해석에는 수치해석방법이 요구된다. 예를 들면, 무한요소법 또는 Global-Local 유한요소법이라고 하는 혼성 유한요소법과 같은 특수한 유한요소법등이 개발되고 있다. 최근에는 경계요소법을 사용한 산란문제의 해석에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 다수의 임의의 형상을 갖는 함유체, 공동 또는 크랙을 포함하고있는 무한고체에서의 일반적인 탄성동력학 문제를 해석하기 위해 새롭게 개발된 체적적분 방정식법을 소개한다. 또한 경계요소법을 사용하여 탄성파의 산란문제에 대한 수치해석을 수행하였으며, 이의 결과를 체적적분 방정식법의 결과와 비교 검토 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.203-210
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• 2000

최근 대중교통 및 물류 운송 수단으로써 철도의 중요성이 부각되면서 부수적으로 발생되는 열차하중에 의한 환경진동은 국제표준화기구(ISO)의 기준에 반영될 정도로 관심의 대상이 되었다. 하지만 도심지의 시설물 또는 진동원 주위의 주거지역 조성 시, 이에 대한 체계적이고 합리적인 대책은 미흡한 실정이다. 따라서 현재까지 설계 및 시공 시에 주요 인자로 취급되지 않았던 동적 열차하중에 대한 지반진동의 예측과 저감대책의 마련이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 열차하중에 의한 철도연변의 지반진동을 분석/예측하기 위한 열차주행에 의한 하중산정 모델과 이에 의한 토공구간에서의 진동의 지중 전달과정 해석기술 및 전산프로그램을 개발하고 그에 따른 해석치와 실측치를 비교 검증하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권12호
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• pp.2647-2655
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• 2002

This research presents an analytical model to investigate the stability due to the ball bearing waviness i n a rotating system supported by two ball bearings. The stiffness of a ball bearing changes periodically due to the waviness in the rolling elements as the rotor rotates, and it can be calculated by differentiating the nonlinear contact forces. The linearized equations of motion can be represented as a parametrically excited system in the form of Mathieu's equation, because the stiffness coefficients have time -varying components due to the waviness. Their solution can be assumed as a Fourier series expansion so that the equations of motion can be rewritten as the simultaneous algebraic equations with respect to the Fourier coefficients. Then, stability can be determined by solving the Hill's infinite determinant of these algebraic equations. The validity of this research is proved by comparing the stability chart with the time responses of the vibration model suggested by prior researches. This research shows that the waviness in the rolling elements of a ball bearing generates the time-varying component of the stiffness coefficient, whose frequency is called the frequency of the parametric excitation. It also shows that the instability takes place from the positions in which the ratio of the natural frequency to the frequency of the parametric excitation corresponds to i/2 (i=1,2,3..).