• 제목/요약/키워드: nonlinear behaviors

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강-콘크리트 계면파괴에 관한 비선형 유한요소해석 (Nonlinear Finite Element Analysis of Considering Interface Behaviors between Steel and Concrete)

  • 주영태;이용학
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2004년도 추계 학술발표회 제16권2호
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    • pp.105-108
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    • 2004
  • In general, the nonlinear behavior of composite structures composing of steel and concrete is analyzed on the basis of the assumption of the perfect bond actions in steel-concrete interface in which the interface slip or separation is not allowed. The assumption is based on the fact that the full interface bond behavior is provided with the mechanical connectors of studs. However, since the number and spacing of the studs are determined by the stress resultants calculated in the interface area, the interface analysis is required to evaluate the stress resultants. This paper describes the nonlinear steel-concrete interface behavior considering the two interface failure mechanisms of slip and separation. Elastoplastic constitutive relation is developed. thru the formulation framework using the two energy dissipation mechanisms. As the result, the steel plate push-out tests sandwitched between concrete blocks are analyzed and compared with the test results with which the good agreements are observed.

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A Nonlinear Synchronization Scheme for Hindmarsh-Rose Models

  • Kim, Jung-Su;Allgower, Frank
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제5권1호
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    • pp.163-170
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    • 2010
  • Multiple subsystems are required to behave synchronously or cooperatively in many areas. For example, synchronous behaviors are common in networks of (electro-) mechanical systems, cell biology, coupled neurons, and cooperating robots. This paper presents a feedback scheme for synchronization between Hindmarsh-Rose models which have polynomial vector fields. We show that the problem is equivalent to finding an asymptotically stabilizing control for error dynamics which is also a polynomial system. Then, an extension to a nonlinear observer-based scheme is presented, which reduces the amount of information exchange between models.

Vibration control of low-rise buildings considering nonlinear behavior of concrete using tuned mass damper

  • Abbas Bigdeli;Md. Motiur Rahman;Dookie Kim
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제88권3호
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    • pp.209-220
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    • 2023
  • This study investigates the effectiveness of tuned mass dampers (TMDs) in controlling vibrations in low-rise reinforced concrete buildings. It examines both linear and nonlinear behaviors of concrete structures subjected to strong ground motions from the PEER database. The research follows the ASCE 7-16 provisions to model structural nonlinearity. Additionally, the study explores the effect of varying TMD mass ratios on the performance of these systems in real-world conditions. The findings emphasize the importance of accounting for structural nonlinearity in low-rise buildings, highlighting its significant influence on the controlled response under severe seismic excitations. The study suggests including nonlinear analysis in seismic design practices and recommends customizing TMD designs to optimize vibration control. These recommendations have practical implications for enhancing the safety and effectiveness of seismic design practices for low-rise buildings.

교대인접토체의 특성에 따른 강성저하를 고려한 교량시스템의 지진거동분석 (Dynamic Behaviors of a Bridge under Seismic Excitations Considering Stiffness Degradation with Various Abutment-Soil Conditions)

  • 김상효;마호성;경규혁;이상우
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2000년도 봄 학술발표회논문집
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    • pp.347-354
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    • 2000
  • The seismic behaviors of a bridge system with several simple spans are examined to see the effects of the longitudinal stiffness degradation due to abutment-soil interaction. The abutment-backfill system is modeled as one degree-of-freedom-system with nonlinear spring and linear damper. various soil-conditions surrounding the abutment such as loose sand, medium dense sand, and dense sand are considered in the bridge seismic analysis. The idealized mechanical model for the whole bridge system is modeled by adopting the multiple-degree-of-freedom system, which can consider components such as pounding phenomena, friction at the movable supports, rotational and translational motions of foundations, and the nonlinear pier motions. The stiffness of the abutment is found to be rapidly reduced at the beginning of the earthquakes, and to be converged to constant values shortly after the displacement approaches to the Predefined critical values. It is observed that the maximum relative distanced an maximum relative displacements are generally Increased as the relative density of a soil decreases As the peak ground acceleration increases, the response ratio of the case considering stiffness degradation to the case considering constant stiffness decreases.

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삼각 퍼지 소속 함수를 외력으로 가진 사랑 동력학에서의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis in Love Dynamics with Triangular Membership Function as External Force)

  • 배영철
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.217-224
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    • 2017
  • 최근에 카오스 이론을 사회과학의 한 분야의 사랑 모델에 적용하고자 하는 노력을 지속하고 있다. 로미오와 줄리엣으로 표현하는 미분 방정식에서 카오스 거동을 만들기 위해서 외력을 인가한다. 그러나 이 외력은 사람의 감정을 정확하게 표현하지 못하는 단점을 가진다. 본 논문에서는 이러한 단점을 해결하기 위하여, 로미오와 줄리엣의 사랑모델에서 외력을 사람의 말이나 행동에 가장 유사한 형태로 제공하기 위해 퍼지 소속 함수를 도입하고 이를 삼각 퍼지 소속 함수를 제시하였다. 또한 제시된 퍼지 소속 함수를 가진 로미오와 줄리엣의 사랑모델에서 카오스 거동을 확인하기 위하여, 시계열과 위상공간을 이용하였으며 이를 통하여 카오스 거동의 존재를 확인한다.

PERFORM 3D를 이용한 RC 벽식 부분구조의 반전 횡하중 거동에 대한 해석적 모사 (Analytical Simulation of Reversed Cyclic Lateral Behaviors of R.C. Shear Wall Subassemblages Using PERFORM 3D)

  • 이한선;정다훈;황경란;박홍근
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.23-31
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    • 2010
  • 우리나라 공동주택의 대부분을 이루는 철근콘크리트(RC) 벽식 구조의 지진에 대한 거동을 예측하기 위해 신뢰성이 있으며 사용하기 간편한 해석모델의 수립이 필요하다. 본 논문은 기 수행된 RC 전단벽 부분구조의 횡 하중 반전주기 실험결과를 기준으로 하여 PERFORM 3D에서 가용한 RC벽 요소 및 보 기둥 요소 해석모델을 응용하여 최대한 실험결과와 근접한 결과를 주는 모델을 수립하였다. 전체 및 국부거동에 있어서 이 해석결과를 실험결과와 비교함으로써 해석의 신뢰성과 한계성을 확인함과 동시에, 실험에서 파악하기 어려운 내부 저항력의 구성, 전체 구조물의 저항 메카니즘에 대한 정량적인 분석을 제시한다.

형상기억합금을 이용한 슬릿댐퍼 적용 역V형 편심가새골조의 내진 성능 (Seismic Performance of an Inverted V-type Eccentrically Braced Steel Frames with Slit Dampers Using Shape Memory Alloy)

  • 장한렬;김주우
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제22권4호
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    • pp.39-48
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    • 2022
  • The energy dissipation of inverted V-type eccentric steel braced frames can be achieved through the yielding of a slit link, through yielding of a number of strips between slits when the frame is subjected to inelastic cyclic deformation. On the other hand, the development of seismic resistance system without residual deformation is obtained by applying the superelasdtic shape memory alloy (SMA) material into the brace and link elements. This paper presents results from a systematic three-dimensional nonlinear finite element analysis on the structural behavior of the eccentric bracing systems subjected to cyclic loadings. A wide scope of structural behaviors explains the horizontal stiffness, hysteretic behaviors, and failure modes of the recentering eccentric bracing system. The accurate results presented here serve as benchmark data for comparison with results obtained using modern experimental testing and alternative theoretical approaches.

대향류 확산화염에서 맥동 불안정성의 비선형 거동에 대한 수치해석 (Numerical Simulations of Nonlinear Behaviors of Pulsating Instabilities in Counterflow Diffusion Flames)

  • 이수룡
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권9호
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    • pp.859-866
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    • 2010
  • 대향류 확산화염에서 확산-전도 불안정성에 의한 맥동불안정성의 비선형 거동을 수치 해석적으로 연구하였다. Lewis 수를 1보다 충분히 크게 두고 일차원 준정상상태의 화염의 해로부터 Damkohler 수를 섭동시켜 시간에 따른 화염의 전개를 계산하였다. 맥동 불안정성에 의한 비선형 화염전개는 세 가지 다른 형태, 즉 교란이 점점 감소되는 경우, 교란이 증폭되어 안정된 주기적 진동이 일어나는 경우, 그리고 교란이 계속 증폭되어 화염이 소염되는 경우 등으로 나타났다. 스트레치를 받지 않는 화염의 결과와 달리 대향류 유동장의 화염에서는 안정된 한계순환 맥동 불안정이 존재하였다. 세 가지 다른 형태의 화염 전개를 보이는 임계 Damkohler 수를 계산하여 동적 소염이 일어나는 영역을 표시하였고, 이는 층류소화염의 국소소염 계산에 이용될 수 있다. 불안정성이 나타나는 갈래질의 구조는 초임계 및 임계이하 Hopf 갈래질로 나타났다. 특정한 Damkohler 수의 영역에서 안정된 한계 순환 갈래질이 나타났으며, 화염온도가 증가함에 따라 영역이 축소되어 안정된 한계순환이 일어나는 영역은 사라지고 불안정한 한계순환 갈래질이 나타났다. 안정된 한계순환 영역이 확장되는 영역이 존재하며, 이는 단순한 한계순환 불안정성이 주기배증에 의한 Rossler 갈래질이 나타나면서 한계 영역이 확장되었다.

Study on mechanical behaviors of column foot joint in traditional timber structure

  • Wang, Juan;He, Jun-Xiao;Yang, Qing-Shan;Yang, Na
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제66권1호
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    • pp.1-14
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    • 2018
  • Column is usually floating on the stone base directly with or without positioning tenon in traditional Chinese timber structure. Vertical load originated by the heavy upper structure would induce large friction force and compression force between interfaces of column foot and stone base. This study focused on the mechanical behaviors of column foot joint with consideration of the influence of vertical load. Mechanism of column rocking and stress state of column foot has been explored by theoretical analysis. A nonlinear finite element model of column foot joint has been built and verified using the full-scale test. The verified model is then used to investigate the mechanical behaviors of the joint subjected to cyclic loading with different static vertical loads. Column rocking mechanism and stress distributions of column foot were studied in detail, showing good agreement with the theoretical analysis. Mechanical behaviors of column foot joint and the effects of the vertical load on the seismic behavior of column foot were studied. Result showed that compression stress, restoring moment and stiffness increased with the increase of vertical load. An appropriate vertical load originated by the heavy upper structure would produce certain restoring moment and reset the rocking columns, ensuring the stability of the whole frame.

체결장치 비선형 거동을 고려한 교량 단부에서의 체결장치 압상력 평가 (Evaluation of Uplift Forces Acting on Fastening Systems at the Bridge Deck End Considering Nonlinear Behaviors of the Fastening Systems)

  • 양신추;김학형;공정식
    • 한국철도학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.521-528
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    • 2017
  • 실제 체결장치는 들림하중이 작용할 때 압축하중이 작용할 때와 동일한 강성은 작은 하중범위 내에서 유지되고 어느 정도 들림하중이 커지면 매우 강한 비선형 거동특성을 보인다. 압상력 기준을 초과하는 개소들에서는 보통보다 매우 고가인 특수체결장치를 부설하여야하는데, 설계하고자하는 선로 전체구간에서 그 비용은 매우 크게 소요될 수 있다. 따라서 경제적 설계를 위하여 체결장치의 비선형 거동특성을 반영하여 압상력을 정확하게 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 현재 국내 콘크리트궤도에서 주로 사용되고 있는 일반 체결장치들(SFC와 System 300-1)을 대상으로 압상력 작용 시 거동특성을 파악하기 위하여 실내시험을 실시하였다. 시험결과를 토대로 수치해석에 적용하기 위한 체결장치의 비선형 하중-변위선도를 도출하였다. 기존의 선형모델과 더불어 도출된 비선형모델을 적용하여 교량단부의 변형에 따른 체결장치에 작용하는 압상력을 평가하였다. 또한 교량단부 체결장치 압상력에 미치는 영향요소인 침목간격, 교좌장치 중심으로부터 교량상판 최 끝단에 위치한 체결장치까지의 수평거리, 교량 거더높이 등에 대한 매개 변수연구를 통하여 이들 영향요소가 체결장치의 최대 압상력에 미치는 영향을 분석하였다. 평가결과 경제적인 궤도 설계를 위해서는 교량단부에 부설되는 체결장치의 사용성 검토 시에 체결장치의 비선형 특성이 반영될 필요가 있음을 알 수 있었다.