• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제2권2호
• /
• pp.13-22
• /
• 2001

본 연구에서는 제지회를 성토재로 활용할 경우 제지회의 지지력 특성을 파악하기 위하여 원심모형실험을 실시하였다. 모형실험은 기초폭과 중력수준을 변화시켜 실시하였으며, 하중재하에 따른 침하와 수직토압을 측정하였다. 모형실험결과는 지지력 이론 및 유한차분 해석프로그램인 FLAC을 이용한 수치해석 결과와 비교 분석하였다. 실험결과, 하중-침하특성은 침하비 s/B가 약 25~30%에서 변곡점을 나타내는 국부전단파괴 양상을 보이며, g-level과 기초폭이 증가할수록 하중강도가 증가하고 있다. 실험에서 측정된 극한지지력은 Terzaghi 이론에 의한 결과와 유사한 것으로 나타났다. 기초 중심에서 이격거리가 증가할수록 수직토압이 크게 감소하였으며, E/B가 7이상에서는 하중재하에 따른 응력증가가 거의 발생하지 않았다. 하중재하에 의한 수직변위는 기초 직하부에서 가장 크며, 깊이 4cm 이상, 이격거리 E/B=5.0 이상에서는 거의 발생하지 않는 것으로 나타났다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제30권6호
• /
• pp.525-538
• /
• 2022

This paper presents a more general model for T-shaped combined footings that support two columns aligned on a longitudinal axis and each column provides an axial load and two orthogonal moments. This model can be applied to the following conditions: (1) without restrictions on its sides, (2) a restricted side and (3) two opposite sides restricted. This model considers the linear soil pressure. The recently published works have been developed for a restricted side and for two opposite sides restricted by Luévanos-Rojas et al. (2018a, b). The current model considers the uniform pressure distribution because the position of the resultant force coincides with the center of gravity of the surface of the footing in contact with the soil in direction of the longitudinal axis where the columns are located. This paper shows three numerical examples. Example 1 is for a T-shaped combined footing with a limited side (one column is located on the property boundary). Example 2 is for a T-shaped combined footing with two limited opposite sides (the two columns are located on the property boundary). Example 3 is for a T-shaped combined footing with two limited opposite sides, one column is located in the center of the width of the upper flange (b₁/2=L₁), and other column is located at a distance half the width of the strip from the free end of the footing (b₂/2=b-L₁-L). The main advantage of this work over other works is that this model can be applied to T-shaped combined footings without restrictions on its sides, a restricted side and two opposite sides restricted. It also shows the deficiencies of the current model over the new model.

• Ocean Systems Engineering
• /
• 제11권1호
• /
• pp.17-42
• /
• 2021

Articulated loading platforms (ALPs) belongs to a class of offshore structures known as compliant. ALP motions have time periods falling in the wind excitation frequency range due to their compliant behaviour. This paper deals with the dynamic behavior of a double hinged ALP subjected to low-frequency wind forces with random waves. Nonlinear effects due to variable submergence, fluctuating buoyancy, variable added mass, and hydrodynamic forces are considered in the analysis. The random sea state is characterized by the Pierson-Moskowitz (P-M) spectrum. The wave forces on the submerged elements of the platform's shaft are calculated using Morison's Equation with Airy's linear wave theory ignoring diffraction effects. The fluctuating wind load has been estimated using Ochi and Shin wind velocity spectrum for offshore structures. The nonlinear dynamic equation of motion is solved in the time domain by the Wilson-θ method. The wind-structure interactions, along with the effect of various other parameters on the platform response, are investigated. The effect of offset of aerodynamic center (A.C.) with the center of gravity (C.G.) of platform superstructure has also been investigated. The outcome of the analyses indicates that low-frequency wind forces affect the response of ALP to a large extent, which otherwise is not enhanced in the presence of only waves. The mean wind modifies the mean position of the platform surge response to the positive side, causing an offset. Various power spectral densities (PSDs) under high and moderate sea states show that apart from the significant peak occurring at the two natural frequencies, other prominent peaks also appear at very low frequencies showing the influence of wind on the response.

• International Journal of Automotive Technology
• /
• 제8권6호
• /
• pp.731-744
• /
• 2007

A method for dynamic analysis and design calculation of a Powertrain Mounting System(PMS) including Hydraulic Engine Mounts(HEM) is developed with the aim of controlling powertrain motion and reducing low-frequency vibration in pitch and bounce modes. Here the pitch mode of the powertrain is defined as the mode rotating around the crankshaft of an engine for a transversely mounted powertrain. The powertrain is modeled as a rigid body connected to rigid ground by rubber mounts and/or HEMs. A mount is simplified as a three-dimensional spring with damping elements in its Local Coordinate System(LCS). The relation between force and displacement of each mount in its LCS is usually nonlinear and is simplified as piecewise linear in five ranges in this paper. An equation for estimating displacements of the powertrain center of gravity(C.G.) under static or quasi-static load is developed using Newton's second law, and an iterative algorithm is presented to calculate the displacements. Also an equation for analyzing the dynamic response of the powertrain under ground and engine shake excitations is derived using Newton's second law. Formulae for calculating reaction forces and displacements at each mount are presented. A generic PMS with four rubber mounts or two rubber mounts and two HEMs are used to validate the dynamic analysis and design calculation methods. Calculated displacements of the powertrain C.G. under static or quasi-static loads show that a powertrain motion can meet the displacement limits by properly selecting the stiffness and coordinates of the tuning points of each mount in its LCS using the calculation methods developed in this paper. Simulation results of the dynamic responses of a powertrain C.G. and the reaction forces at mounts demonstrate that resonance peaks can be reduced effectively with HEMs designed on the basis of the proposed methods.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제27권4호
• /
• pp.231-238
• /
• 2014

건물의 경우, 용도 변경에 따른 중력하중 변화, 시공 단계에 따라 중력하중 변화 등이 구조물 시스템에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 시스템 식별 변수 설정에 있어 기존에 강성만을 변수로 설정한 방법에 추가적으로 질량을 변수로 설정하여 시스템을 식별하는 기법을 제안한다. 계측한 동특성과 FE모델에서 추출한 동특성 간의 차이를 최소화하여 변수를 탐색하게 된다. 최소화 기법으로 변형 유전 알고리즘을 적용하였다. 보다 전역적 해탐색을 위해 변형 유전 알고리즘은 더 넓은 해 탐색 공간에서 해를 찾는다. 철골 보 구조물의 시뮬레이션을 통해 본 연구가 제시한 기법을 검증하였고 변형 유전 알고리즘과 기존의 단순 유전 알고리즘의 성능을 비교하였다. 또한, 강성 식별만을 수행한 기존 연구의 방법과 본 연구가 제시한 기법간의 차이를 비교하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제38권
• /
• pp.329-358
• /
• 2005

감은사지 삼층석탑은 신라석탑의 규범을 이루는 시원적인 석탑으로 우리나라 석탑의 대표적인 형식으로 자리 잡고 있음은 잘 알려진 사실이다. 이와 같은 석탑은 석조미술품이면서 석구조물이다. 지금까지는 탑을 이해함에 있어서 조탑사상과 미술사적으로는 깊은 연구와 논의가 이루어져서 양식이나 편년 등은 깊이 있게 연구되었다고 생각된다. 그러나 상대적으로 석조건축물로서의 연구는 아주 미미한 것이 사실이다. 우리나라에서 연구 활동을 하고 있는 많은 석탑전문가들도 대부분이 미술사전공자이고 구조를 이해할 수 있는 공학자는 극히 소수임을 보아도 잘 알 수 있다. 앞으로는 석탑을 이해함에 있어서 미술사 못지않게 구조를 포함한 힘의 전달 등 역학 적인 부분도 검토될 수 있도록 공학적인 면으로도 접근하여 탑을 보다 깊이 있게 그리 고 구조체로서 안전하게 이해하고 안전성도 검토 되어야 할 것으로 생각된다. 탑을 조성한 우리선조들의 기술적인 부분을 곳곳에서 찾아 볼 수 있다. 첫째 : 지대석과 하층기단면석을 한 돌로 만드는 기단부의 작은 부재를 가급적 크게 만들어서 상부 하중으로 인한 부재의 이완과 침하 등 부재 변형을 최소화하기 위 한 것이며, 둘째 : 면석과 탱주의 이음에 있어서 탱주에 턱을 두어 면석을 끼워 맞추는 결구방식을 보면 탱주에 끼워지는 면석부분을 살짝 면접기하여 탱주 턱에 쉽게 끼워지도록 하였다. 이러한 면석 결구방식은 감은사석탑 이후 석탑의 면석 결구방식에서는 찾아보기 어려운 결구방식이다. 셋째 : 각 면에 옥개석과 옥개받침석의 크기를 각기 다르게 하여 상 하 부재의 이음부를 일치하지 않게 하였다. 이는 수직 하중의 분산과 부재의 이완을 방지하기 위 한 것으로 판단된다. 넷째 : 동탑 해체 시 확인된 사항으로 옥개받침의 상면을 평평하게 다듬지 않고 안쪽을 볼록하게 도드라지게 다듬어서 가능한 부재의 무게중심을 석탑의 중심에 가깝도록 고려하였다. 작은 부재를 가급적 크게 만든 것, 상하부재의 이음부를 어긋나게 한 기법과 무게중심을 되도록 석탑중심으로 오도록 한 수법 등은 당시 조탑인들은 상당한 수준의 공학적인 식견을 가지고 구조를 이해하는 기술력이 뛰어났음을 알 수 있다.

• 한국융합학회논문지
• /
• 제8권9호
• /
• pp.365-372
• /
• 2017

스쿼트운동은 운동방법과 자세에 대한 이론적 근거 및 동작에 대한 기준 확립을 통해 안전하고 효과적으로 운동성과를 기대할 수 있는 중요한 프리웨이트운동 중의 하나이다. 그러나 바르지 못한 운동에 의한 부작용과 그에 대한 과학적 대응방안에 대한 연구와 운동모형의 개발 또한 필요하다. 스쿼트운동을 위한 풋플레이트를 설계하기 위한 구조해석의 주안점은 동적 거동을 단순화하여 구분 동작으로 모델링을 수행한다. 모델링을 기반으로 설계된 풋플레이트 바닥면에 위치한 로드셀의 한계 하중으로 인한 구조적 안전성 여부를 변형율과 응력의 크기를 산출함으로써 구조의 안정성과 이로 인한 운동기구의 설계방법을 제시한다. 이러한 스쿼트운동에 따른 세그먼트별 모델링과 지면반발력에 대응한 역학적 시뮬레이션 분석, 그리고 하중해석을 통한 운동역학분석의 결과를 통해 프리웨이트운동을 지원하는 운동보조장치, VR, 등의 기구에 적용하여 관련 시스템설계를 완성할 수 있다. 본 논문에서는 스쿼트운동 기구에 활용되는 풋플레이트의 설계 시에 인가되는 수직하중분포에 대한 설계방법을 제시하고 이러한 결과를 토대로 보다 안전하고 신뢰성 높은 운동보조기구시스템의 설계 및 제작기술을 제시하였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.23-30
• /
• 2003

본 연구는 풍력발전 시스템에 관련된 IEC61400-1 국제규격 및 GL규격에 정의된 다양한 하중조건을 고려하였고, 이러한 하중들을 효과적으로 견딜 수 있는 특별한 복합재 구조형상을 제안하였다. 복합재 풍력터빈 블레이드 주고에 대한 평가를 위해 유한요소 구조해석을 수행하였다. 구조설꼐에서는 파라미터 분석 연구를 통해 블레이드 구조형상을 결정하였고, 대부분의 주요 설꼐 피라미터를 결정하였다. FEM을 이용한 응력해석결과를 검토하여 설계된 블레이드 구조는 어떠한 하중조건에 대해서도 안전함을 확인하였다. 뿐만 아니라, 본 연구에 의해 새롭게 고안된 삽입볼트를 사용한 허브 연결부의의 설계하중과 피로하중에 대한 안전성을 검토하였으며, 잘 알려진 S-N 선형 손상 이론, 하중 스펙트럼 및 Spera의 실험식에 의해 20년 이상의 피로수명을 갖도록 하였다. 몇 개의 집중하중으로 모사된 공력하중에 대한 실물 정적구조시험을 수행하였으며, 실험결과로부터 설계된 블레이드는 구조적으로 안전함을 확인하였다. 더욱이, 변위 및 응력, 중량, 무게중심 증의 측정된 결과는 해석결과와 일치함을 확인하였으며, 연구된 블레이드는 독일의 국제적 인증기관인 GL사의 인증을 획득하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제21권6호
• /
• pp.503-509
• /
• 2015

In this paper, we designed and tested an ankle joint mechanism for a gait rehabilitation robot. Gait rehabilitation programs are designed to improve the natural leg motion of patients who have lost their walking capabilities by accident or disease. Strengthening the muscles of the lower-limbs and stimulation of the nervous system corresponding to walking helps patients to walk again using gait assistive devices. It is an obvious requirement that the rehabilitation system's motion should be similar to and as natural as the normal gait. However, the system being used for gait rehabilitation does not pay much attention to ankle joints, which play an important role in correct walking as the motion of the ankle should reflect the movement of the center of gravity (COG) of the body. Consequently, we have designed an ankle mechanism that ensures the safety of the patient as well as efficient gait training. Also, even patients with low leg muscle strength are able to operate the ankle joint due to the direct-drive mechanism without a reducer. This safety feature prevents any possible adverse load on the human ankle. The additional degree of freedom for the roll motion achieves a gait pattern which is similar to the normal gait and with a greater degree of comfort.

• 한국운동역학회지
• /
• 제14권1호
• /
• pp.13-26
• /
• 2004

The purpose of this study was to investigate the differences of the kinematical and the kinetical factors that calculated from preflight to preflight of salto forward straight 3/2 turn motion between skillers and less-skillers. four S-VHS video cameras operating at 60Hz were used to record the performances. Five elite male gymnasts were participated in this study as subjects. Three-dimensional coordinates of 21 body landmarks during each trial were collected using a Direct Linear Transformation method. The raw 3-D coordinates of the 21 body landmarks were smoothed using a second order lowpass, recursive Butterworth digital filter and a cutoff frequency of 10Hz. Load cells attached on the beneath of a board were used to attain the kinetic variables. It was found that the more angular momentum in the longitudinal axis, the less vertical velocity and these angular momentum effected the height of peak in the preflight. Also, it was revealed that the larger angular momentum in the medio-lateral axis was rather than it in the longitudinal axis to increase vertical height and rotation force of the body. For the reaction force of springboard, the vertical and the horizontal reaction force were 16.52BW and 3.45BW, respectively. It was found that the higher value of the vertical reaction force induced the faster vertical velocity and the higher an ar momentum. of the whole body center of gravity.