• Structural Engineering and Mechanics
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• 제9권2호
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• pp.111-126
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• 2000

Truss type structures are attractive to a variety of engineering applications on earth as well as in space due to their high stiffness to mass ratios and ease of construction and fabrication. During the service life, an individual member of a truss structure may lose load carrying capacity due to many reasons, which may lead to collapse of the structure. An analytical and computational procedure has been developed to study the response of truss structures subject to member failure under static and dynamic loadings. Emphasis is given to the dynamic effects of member failure and the propagation of local damage to other parts of the structure. The methodology developed is based on nonlinear finite element analysis technique and considers elasto-plastic material nonlinearity, postbuckling of members, and large deformation geometric nonlinearity. The pseudo force approach is used to represent the member failure. Results obtained for a planar nine-bay indeterminate truss undergoing sequential member failure show that failure of one member can initiate failure of several members in the structure.

• 한국지진공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.35-44
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• 2011

최대지반가속도(PGA : Peak Ground Acceleration)는 지진파의 최대값을 나타내는 매개변수(Parameter)이며 주로 지진파의 강도를 나타낸다. PGA가 동일하더라도 지진파에 따라 다른 동적특성을 가질 수 있고 구조물에 미치는 영향도 다를 수 있다. 따라서 PGA만으로 구조물에 미치는 지진의 특성을 평가하는 것은 바람직하지 못하다. 본 연구에서는 구조물의 비탄성 지진응답해석을 위하여 단자유도(Single Degree Of Freedom) 구조물의 시간이력해석 수행하였으며, 수치해석모델은 완전 탄소성(Perfect Elasto-Plastic)으로 가정하였다. 검토한 입력 지진파는 El Centro NS(1940)의 값을 증감한 지진파를 포함한 실측지진파, 인공지진파를 사용하였다. 이와 같은 수치해석을 통하여 PGA가 동일한 인공지진파들에 대해 비탄성 지진응답해석을 수행하고, 각 지진파에 대하여 변위연성도와 누적소산에너지를 비교하였다. 그 결과 동일한 PGA를 가지더라도 지진파에 따라 서로 다른 응답을 확인할 수 있었다. 따라서 지진의 특성뿐 아니라 구조물의 특성을 반영할 수 있는 지표가 필요할 것으로 판단된다. 구조물의 비탄성 지진응답을 대표할 수 있는 SI(Spectrum Intensity)는 속도응답스펙트럼의 일정구간에 대한 적분을 통하여 얻을 수 있다. 이러한 SI와 변위연성도 및 누적소산에너지의 상관관계 분석을 통하여 구조물의 지진에 대한 비탄성응답의 대표값으로 SI가 적합하다는 것을 확인할 수 있다.

• 한국농공학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.47-54
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• 2007

This paper is on the research of the special character of the dynamic response according to a design of the clamped reinforced concrete slab. In this study, the 20-node solid element has been used to analyze the dynamic characteristics of RC slabs with clamped edges. The elasto-visco plastic model for material non-linearity and the smeared crack model have been adopted in the finite element formulation. The design factor, which affect the dynamic response of the reinforced concrete slab, are the steel layer thickness, steel layer depth, steel layout method, steel layout angle and the slab thickness and span ratio. The main purpose of this study was to find out the dynamic response of the reinforced concrete slab according to above variables. The reduction of deflection/thickness ratio appeared less than 2% when the slab thickness between 20 and 21cm. It is desirable that the slab thickness must be above 20-21cm. The reduction ratio of deflection is appeared greatly when the value of the span/thickness ratio is between 25 and 30. In conclusion, the steel layer depth and thickness had a little effect on deflection of the dynamic response, but had no effect on the steel layout angle.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제22권6호
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• pp.553-561
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• 2010

본 논문은 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템과 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템의 내진 성능을 해석적 연구를 통하여 두 시스템이 유사한 최대 변위 응답을 갖도록 하는 점성 감쇠기의 감쇠비를 근사적으로 구하는 것을 목적으로 한다. 우선, 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템의 조화 반복 가력 시의 거동에 대하여 설명하고 거동을 구현할 수 있는 해석모델을 소개한 후 두개의 단자유도 시스템의 이력거동을 특징지을 수 있는 해석변수를 설정하고 20개의 역사지진을 사용하여 비선형 시간 이력 해석을 실시하였다. 대부분의 경우 약 10 ~ 15% 정도의 점성 감쇠비를 가진 셀프 센터링 단자유도 시스템이 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템과 유사한 평균 최대 변위 응답을 보였다. 아울러, 3개의 탄소성 거동을 하는 단자유도 시스템과 6개의 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링을 선택하여 두 시스템의 내진성능을 보다 자세히 조사한 결과, 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 시스템이 진동이 끝난 후 잔류변형이 남지 않았을 뿐만 아니라 약 15%의 감쇠비를 가진 점성 감쇠기를 가진 셀프 센터링 시스템은 탄소성 거동의 단자유도 시스템보다 우수한 최대 변위와 가속도 응답을 보였다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.53-62
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• 2007

이 연구에서는 작용하는 하중특성에 따라 적절한 감쇠력을 발휘할 수 있는 복합감쇠기(complex damper)를 제안하고 그 유용성을 장대교량의 지진응답해석을 통하여 검토하였다. 제안한 복합감쇠기는 두개 이상의 탄소성감쇠기(elasto-plastic damper)와 오일 감쇠기(oil damper)의 조합에 의하여 구성되며, 탄소성감쇠기의 변위의존적인 특성과 오일감쇠기의 속도의존적인 특성을 적절히 결합함으로서 효율적인 감쇠시스템의 구성이 가능하게 하였다. 중소형의 지진이나 작은 진폭의 진동에서는 오일감쇠기가 주로 진동을 흡수하며, 발생 빈도가 낮으나 규모가 큰 지진 등에 대해서는 탄소성 감쇠기가 진동에너지를 흡수한다. 이와 같이 복합감쇠기는 두 가지 종류의 감쇠기 역할을 잘 구분시켜 경제적이고 제진효율성이 뛰어난 설계를 가능하게 한다. 복합감쇠장치의 수학적 모델을 정립하였고, 수치모사를 통하여 응답특성과 효율성을 평가하였다. 수치모사 결과, 복합감쇠기는 단일의 수동형감쇠기를 이용하는 경우보다 뛰어난 감쇠효과를 더욱 경제적으로 구현할 수 있으며 내진성능을 크게 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.55-64
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• 2002

본 논문에서는 점탄-점소성 구성모델을 다층지반에서의 대형지진 발생시의 조건에 적용하기 위해 일본 고베 포트아일랜드에서 발생한 1995 Hyogoken Nanbu 지진에 대한 지진응답 해석을 수행하였다. 지진응답해석 결과 점성토의탄-점소성 모델과 점탄-점소성 모델로 계산된 가속도 기록은 포트아일랜드에서 계측된 가속도 기록과 거의 일치함을 알 수 있었으며, 점성토 지반 부근에서 점탄-점소성 모델과 탄-점소성 모델은 미세하게 다른 거동 특성을 나타내어 점소성 모델의 타당성을 확인하였다. 따라서 동적 점탄-점소성 구성모델은 대변형률 영역에서 점성토의 소성변형을 유발하는 대형 지진 등의 발생시 점성토의 증폭 및 감쇠특성의 파악을 위해 적용가능한 모델임이 입증되었다.

• Computers and Concrete
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• 제12권2호
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• pp.211-228
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• 2013

The structure analyzed in this paper has particular building style and special structural system. It is a rigid-connected twin-tower skyscraper with asymmetrical distribution of stiffness and masses in two towers. Because of the different stiffness between the north and the south towers, the torsion seismic vibration is significant. In this paper, in order to study the seismic response of the structure under both frequent low-intensity earthquakes as well as rare earthquakes at the levels of intensity 7, the analysis model is built and analyzed with NosaCAD. NosaCAD is an nonlinear structure analysis software based on second-development of AutoCAD with ObjectARX. It has convenient modeling function, high computational efficiency and diversity post-processing functions. The deformations, forces and damages of the structure are investigated based on the analysis. According to the analysis, there is no damage on the structure under frequent earthquakes, and the structure has sufficient capacity and ductility to resist rare earthquakes. Therefore the structure can reach the goal of no damage under frequent earthquakes and no collapse under rare earthquakes. The deformation of the structure is below the limit in Chinese code. The time sequence and distribution of damages on tubes are reasonable, which can dissipate some dynamic energy. At last, according to forces, load-carrying capacity and damage of elements, there are some suggestions on increasing the reinforcement in the core tube at base and in stiffened stories.

• 터널과지하공간
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• 제9권1호
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• pp.64-71
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• 1999

균열면을 제어하는 발파방법의 하나로서 노치성형 발파공을 이용한 방법의 균열발생 특성을 2차원 및 3차원 유한요소 해석방법을 이용하여 고찰하였다. 균열제어를 위한 모델로는 노치가 성형된 발파공과 일반적인 원형 발파공을 대상으로 하였으며, 발파 압력에 대한 암반의 동적 반응, 탄성 및 소성 변형의 발생 특성, 그리고 이로 인한 발파 균열의 성장 전파 특성을 분석하여, 균열의 능동적 제어와 보다 효율적인 발파가 이루어 질 수 잇는 조건들을 규명하고자 하였다. 해석 결과 일반 발파공의 정하중 탄성 모델의 경우 공반경의 약 3배인 6cm 까지 집중된 응력의 크기가 파괴강도를 초과하는 것으로 나타났으며 탄소성 모델의 경우 균열이 전파거리는 공반경의 145배인 30cm 가지 확장되었다. 또한 폭 5mm 길이 30 mm 의 노치가 가공된 발파공의 경우 정하중하에서 공반경의 23배인 46cm 까지 균열이 진전되었으며, 균열의 방향은 노치 첨단의 방향으로 생성되는 것으로 나타났다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제63권1호
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• pp.1-9
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• 2017

Shot peening is a cold surface treatment employed to induce residual stress field in a metallic component beneficial for increasing its fatigue strength. The experimental investigation of parameters involved in shot peening process is very complex as well as costly. The most attractive alternative is the explicit dynamics finite element (FE) analysis capable of determining the shot peening process parameters subject to the selection of a proper material's constitutive model and numerical technique. In this study, Ansys / LS-Dyna software was used to simulate the impact of steel shots of various sizes on an aluminium alloy plate described with strain rate dependent elasto-plastic material model. The impacts were carried out at various incident velocities. The influence of shot velocity and size on the plastic deformation, compressive residual stress and force-time response were investigated. The results exhibited that increasing the shot velocity and size resulted in an increase in plastic deformation of the aluminium target. However, a little effect of the shot velocity and size was observed on the magnitude of target's subsurface compressive residual stress. The obtained results were close to the published ones, and the numerical models demonstrated the capability of the method to capture the pattern of residual stress and plastic deformation observed experimentally in aluminium alloys. The study can be quite helpful in determining and selecting the optimal shot peening parameters to achieve specific level of plastic deformation and compressive residual stress in the aluminium alloy parts especially compressor blades.

• 한국소성가공학회:학술대회논문집
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• 한국소성가공학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.238-241
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• 2007

A roller straightening process is a metal forming technique to improve the geometric quality of products such as straightness and flatness. The geometrical quality can be enhanced by eliminating unnecessary deformations produced during upstream manufacturing processes and minimizing any detrimental internal stress during the roller straightening process. The quality of steel cords can be achieved by the roller straightening depends the process parameters. Such process parameters are the roll intermesh, the roll pitch, the diameter of rolls, the number of rolls and the applied tension. This paper is concerned with the design optimization of the roller straightening process for steel cords with the aid of elasto-plastic finite element analysis. Effects of the process parameters on the straightness of the steel cord are investigated by the finite element analysis. Based on the analysis results, the optimization of the roller straightening process is performed by the response surface method. The roller straightening process using optimum design parameters is carried out in order to confirm the quality of the final products.