본 논문에서는 개구를 갖는 접지면의 높은 특성 임피던스를 이용하여 주파수에 대한 민감도가 좋고 높은 품질 계수를 갖는 미앤더 라인 인덕터들을 설계하였다. 주파수에 대한 민감도는 자기 공진 주파수 (SRF) 대신에 해석 주파수 범위에 대한 유효 인덕턴스 변화량으로 새로 정의 되었다. 등가 집중 소자 회로는 고주파 인덕터의 특성을 설명하기 위해 전개되었다. 개구 접지면을 갖는 4 nH 미앤더 라인 인덕터는 0.45 nH/GHz의 좋은 민감도와 0.7 GHz에서 86의 Q 값을 갖는다.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제5권1호
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pp.19-23
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2004
A novel method of high speed, accurate circuit simulation in 3-dimensional (3-D) parallel-plate capacitors is investigated. The basic concept of the circuit simulation methods is partial element equivalent circuit model. The three test structures of 3-D parallel-plate capacitors are fabricated by using multi-layer low-temperature co-fired ceramic (LTCC) process and their S-parameters are measured between 50 MHz and 5 GHz. S-parameters are converted to Y-parameters, for comparing measured data with simulated data. The circuit model parameters of the each building block are optimized and extracted using HSPICE circuit simulator. This method is convenient and accurate so that circuit design applications can be easily manipulated.
Large curved plate blocks are widely used to construct hull structure in shipbuilding industry. Most curved plates are manufactured by using manual method called as line heating that use deformation caused by residual stress after local heating along a line which is perpendicular to the curvature direction. However, its working environment is poor and its formability is totally dependent on an experienced technician. In view of that, multi-point dieless forming (MDF) technology that use reconfigurable punch arrays instead of one piece die is proposed in this study. The MDF process is based on a concept of equivalent die surface made by numbers of punches which has round tip at the end of it. In this study, numerical simulation for common curvature type such as saddle shape was carried out. In addition, experiments in the plate forming process were also conducted to compare with the numerical results in view of final configuration. Consequently, it was noted that the proposed dieless forming method has considerable feasibility to substitute the new process for conventional manual method.
복소퍼텐셜을 이용하여 타원공 또는 균열을 내재한 복합재 적층판구조 해석법을 고찰하였다. 복합재 적층판은 충격에 취약하며 이러한 충격손상은 타원공이나 균열형태의 노치로 모델화된 바 있다. 이와 같이 컷아웃부를 내재한 복잡한 형태의 복합재 적층판 해석에 유한요소해석법이 널리 사용되고 있으나 피로하중 하에서의 손상허용성 평가와 같이 손상진전에 따라 반복적으로 유한요소모델링을 수정하여 해석을 수행하여야 하는 경우 매우 번거로운 작업이 요구된다. 이러한 관점에서 복소퍼텐셜을 이용한 해석적 기법은 매우 간편하고 사용하기 손쉬운 기법이라고 할 수 있다. 이러한 해석법에 의한 계산결과를 유한요소해석 결과와 비교 분석함으로써 계산과정의 유효성과 용이성을 검증하였다.
A two-dimensional program for the analysis of bimaterial inclusion has been developed using the bound- ary element method. In order to study the effects of circular inclusion on the stress field of the crack tip, numerical analysis was performed for the straight crack of finite length around the symmetric circular inclusion whose modulus of elasticity was different from that of the matrix material. In the case of inclusion whose stiffness was smaller than that of the matrix material, the stress intensity factor was found to increase as the crack enamated. The stress intensity factor was uninfluenced from the radial change in inclusion and remained constant for the stiffness equivalent to the matrix materials, where as it decreased for the inclusion with larger stiffness. For the vareation in the distance of the inclusion, a small increase in the stress intensity factor was observed for the case with small or equal stiffness compared with the matrix materials. The inclusion with larger stiffness showed a gradual decrease in the strss intensity factor as the crack emanated.
현재 방음을 위해 사용되는 흡음구조는 흡음률이 높은 재료를 이용하여 만들어진 판을 방음이 필요한 벽에 붙이거나 삽입하는 형상이다. 이러한 형상은 흡음재의 재료가 고정되기 때문에, 사용하는 환경에 따라 효율성이 변화한다는 한계점이 있다. 하지만, 흡음재 없이 흡음효과가 나타나도록 외벽의 구조를 설계한다면, 흡음재의 재료에 대한 제한이 없어져 가용 범위가 상당히 넓어지게 된다. 따라서 우리는 이러한 효율적인 외벽의 구조로서 타공판의 구조를 제안한다. 타공판이 어떻게 흡음률을 가지는 지에 대해 등가물성치를 이용한 수치해석을 통하여 검증하였다. 또한 타공판의 형상과 공명기의 형상이 유사함을 밝혀내었고, 이를 토대로 타공판이 갖는 흡음구조에 대해 분석하였다. 결과적으로 타공판은 별도의 흡음재가 없더라도 효율적인 흡음효과를 낸다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 사용자가 타공판의 형상을 쉽게 변화시킴으로서, 특정한 주파수의 소음을 차단할 수 있어 상당히 효율적인 흡음구조임을 확인하였다. 본 연규의 결과들은 향후 자동차, 고속철도, 주택 외벽 등에 사용되는 흡음구조로서 사용될 수 있을 것이며, 나아가 흡음구조를 설계하는데 기본적인 도구가 될 수 있을 것이다.
이 논문에서는 복합재료 적층판 해석을 위해 등가단층요소와 부분-선형 층별 적층요소를 서로 연계시킨 결합요소를 제안하였다. 등가단층요소는 퇴화 쉘요소에 의해 정식화되었으며, 반면에 부분-선형 층별요소의 경우 면내변위는 부분적 선형변화로, 두께방향으로의 면외변위는 일정하다고 가정하였다. 제안된 유한요소모델은 p-수렴방식에 기초를 두고 있다. 변위장 보간을 위해 적분형 르장드르 다항식이, 수치적분을 수행하기 위해서는 가우스-로바토 적분을 각각 채택하였다. 이 연구에서는 주로 p-수렴 결합요소의 검증을 위해 다양한 형태의 유한요소 다중모델에 대해 안정된 수치해석값을 보여주는 지에 초점을 두었다. 채택한 예제는 정해를 쉽게 알고 있는 단순한 문제로 인장력을 받는 평판 또는 연직하중을 받는 캔틸레버보에 적용하여 제안된 요소의 성능을 평가하였다.
Human-induced vibration could present a serious serviceability problem for large-span and/or lightweight floors using the high-strength material. This paper presents the results of heel-drop, jumping, and walking tests on a large-span composite steel rebar truss-reinforced concrete (CSBTRC) floor. The effects of human activities on the floor vibration behavior were investigated considering the parameters of peak acceleration, root-mean-square acceleration, maximum transient vibration value (MTVV), fundamental frequency, and damping ratio. The measured field test data were validated with the finite element and theoretical analysis results. A comprehensive comparison between the test results and current design codes was carried out. Based on the classical plate theory, a rational and simplified formula for determining the fundamental frequency for the CSBTRC floor is derived. Secondly, appropriate coefficients (βrp) correlating the MTVV with peak acceleration are suggested for heel-drop, jumping, and walking excitations. Lastly, the linear oscillator model (LOM) is adopted to establish the governing equations for the human-structure interaction (HSI). The dynamic characteristics of the LOM (sprung mass, equivalent stiffness, and equivalent damping ratio) are determined by comparing the theoretical and experimental acceleration responses. The HSI effect will increase the acceleration response.
본 연구에서는 비감쇠 자유진동을 하는 점용접된 사각평판의 고유진동수를 수치해석을 통하여 살펴보고, 실험을 통하여 결과를 검증하였다 설계변수로는 점용접에 미치는 여러 설계변수 중에서 점용접이 차지하는 면적을 사각평판의 면적으로 나눈 면적비와 점용접점 사이의 거리를 평판의 한 변의 길이로 나눈 거리비로 무차원화하여 사용하였으며, 목적함수로는 점용접으로 인한 두께효과를 진동수에 대한 처짐의 비로써 나타낸 등가두께로써 무차원화하여 정의하였다. 수치해석에는 범용유한요소해석 프로그램인 ANSYS 5.6을 사용하였고, 실험에는 B&K Data analyzer를 통하여 주파수분석을 수행하였다. 연구의 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 점용접의 면적비가 단지 4.52%인데 비해 점 용접으로 인한 두께효과는 55%로써 매우 크게 나타났다. 2. 거리비에 따른 두께효과는 거리비가 0.4일 때 가장 크게 나타났다.
본 논문은 하중재하시 강상판교의 방수층과 교면포장에서 발생하는 거동을 유한요소해석을 통하여 분석하였다. 포장표면에 연직방향으로 작용하는 차량하중과 수평방향으로 작용하는 차량의 제동하중의 크기에 따른 포장체와 방수시트에 발생되는 응력을 산정하였다. 그리고 강상판 두께 및 강성. 포장층 두께, 차량제동하중, 온도 등의 변수가 포장체의 응력변화에 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 분석하였다. 방수층의 전단응력은 강상판의 두께가 얇아지고 강성이 감소할수록 증가하였으며, 강상판의 두께가 150mm이상의 경우와 탄성계수가 $2{\times}10^{5}MPa$이상의 경우에는 그 영향이 미비하였다 또한 교면 포장의 두께가 얇아지고 온도가 낮아질수록 방수층의 전단응력이 증가하였다. 포장체 하부에서 발생하는 인장변형률은 고온에서 최대가 되었으며 두께가 증가할수록 감소하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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