• 제목/요약/키워드: nonlinear structure

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비선형 구조 해석과 공력 해석의 효율적인 연계 알고리즘에 대한 연구 (An efficient method for fluid/structure interaction analysis considering nonlinear structural behavior)

  • 김의영;장성민;이동호;조맹효
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권11호
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    • pp.957-962
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    • 2012
  • 비행체 구조는 공기력에 의해 변형이 발생하고 이 구조의 변형은 다시 공기력의 변화를 유발하므로 비행체 구조 시스템의 고정밀 설계를 위해서는 공력/구조 연계 해석이 필요하다. 그러나 발생하는 변형이 비선형 구조 해석을 요구할 정도로 큰 경우, 선형 시스템에서와 같이 공력 해석과 구조 해석을 순차적으로 반복하는 연계 해석 기법은 바람직하지 않다. 구조적 변형에 따라 변하는 공기력을 충분히 고려하지 못하며, 소요 시간 또한 크기 때문이다. 본 연구는 공력장 내부의 비선형 구조의 거동을 보다 효율적으로 예측할 수 있는 공력/구조 연계 해석 기법을 다룬다. 즉, 비선형 구조 해석 단계 도중에 주기적으로 공력 해석을 통한 외력 업데이트를 수행하는 알고리즘을 제안한다. 또한 고세장비의 유연날개를 가지는 글로벌 호크 모델을 사용하여 여러 가지 기법의 비선형 공력/구조 연계 해석의 결과를 비교하였다.

Nonlinear stability analysis of porous sandwich beam with nanocomposite face sheet on nonlinear viscoelastic foundation by using Homotopy perturbation method

  • Rostamia, Rasoul;Mohammadimehr, Mehdi
    • Steel and Composite Structures
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    • 제41권6호
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    • pp.821-829
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    • 2021
  • Nonlinear dynamic response of a sandwich beam considering porous core and nano-composite face sheet on nonlinear viscoelastic foundation with temperature-variable material properties is investigated in this research. The Hamilton's principle and beam theory are used to drive the equations of motion. The nonlinear differential equations of sandwich beam respect to time are obtained to solve nonlinear differential equations by Homotopy perturbation method (HPM). The effects of various parameters such as linear and nonlinear damping coefficient, linear and nonlinear spring constant, shear constant of Pasternak type for elastic foundation, temperature variation, volume fraction of carbon nanotube, porosity distribution and porosity coefficient on nonlinear dynamic response of sandwich beam are presented. The results of this paper could be used to analysis of dynamic modeling for a flexible structure in many industries such as automobiles, Shipbuilding, aircrafts and spacecraft with solar easured at current time step and the velocity and displacement were estimated through linear integration.

지반-말뚝-구조물 상호작용을 고려한 교량구조물의 지진해석 (Seismic Analysis of Bridges Accounting for Soil-Pile-Structure Interaction)

  • 김문겸;임윤묵;조경환;김지순
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.405-412
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    • 2005
  • In this study, a numerical method for soil-pile-structure interaction problems in multi-layered half-plane is developed. The total soil-pile-structure interaction system is divided into two parts namely, nonlinear structure part and linear soil-pile interaction parts. In the structure field, the general finite element method is introduced to solve the dynamic equation of motion for the structure. In the soil-pile structure interaction part, physical model consisting of lumped parameter, which is frequency dependent coefficient and determined by rigorous analysis method is introduced. Using proposed analysis procedure, the nonlinear behavior of structure considering soil-structure interaction can be efficiently determined in time domain and the analysis cost is dramatically reduced.

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Aerodynamic stability analysis of geometrically nonlinear orthotropic membrane structure with hyperbolic paraboloid in sag direction

  • Xu, Yun-ping;Zheng, Zhou-lian;Liu, Chang-jiang;Wu, Kui;Song, Wei-ju
    • Wind and Structures
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    • 제26권6호
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    • pp.355-367
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    • 2018
  • This paper studies the aerodynamic stability of a tensioned, geometrically nonlinear orthotropic membrane structure with hyperbolic paraboloid in sag direction. Considering flow separation, the wind field around membrane structure is simulated as the superposition of a uniform flow and a continuous vortex layer. By the potential flow theory in fluid mechanics and the thin airfoil theory in aerodynamics, aerodynamic pressure acting on membrane surface can be determined. And based on the large amplitude theory of membrane and D'Alembert's principle, interaction governing equations of wind-structure are established. Then, under the circumstance of single-mode response, the Bubnov-Galerkin approximate method is applied to transform the complicated interaction governing equations into a system of second-order nonlinear differential equation with constant coefficients. Through judging the frequency characteristic of the system characteristic equation, the critical velocity of divergence instability is determined. Different parameter analysis shows that the orthotropy, geometrical nonlinearity and scantling of structure is significant for preventing destructive aerodynamic instability in membrane structures. Compared to the model without considering flow separation, it's basically consistent about the divergence instability regularities in the flow separation model.

Comparative assessment of seismic rehabilitation techniques on a full scale 3-story RC moment frame structure

  • Di Ludovico, M.;Balsamo, A.;Prota, A.;Manfredi, G.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제28권6호
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    • pp.727-747
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    • 2008
  • In the framework of the SPEAR (Seismic PErformance Assessment and Rehabilitation) research Project, an under-designed three storey RC frame structure, designed to sustain only gravity loads, was subjected, in three different configurations 'as-built', Fiber Reinforced Polymer (FRP) retrofitted and rehabilitated by reinforced concrete (RC) jacketing, to a series of bi-directional pseudodynamic (PsD) tests under different values of peak ground acceleration (PGA) (from a minimum of 0.20g to a maximum of 0.30g). The seismic deficiencies exhibited by the 'as-built' structure after the test at PGA level of 0.20g were confirmed by a post - test assessment of the structural seismic capacity performed by a nonlinear static pushover analysis implemented on the structure lumped plasticity model. To improve the seismic performance of the 'as-built' structure', two rehabilitation interventions by using either FRP laminates or RC jacketing were designed. Assumptions for the analytical modeling, design criteria and calculation procedures along with local and global intervention measures and their installation details are herein presented and discussed. Nonlinear static pushover analyses for the assessment of the theoretical seismic capacity of the structure in each retrofitted configuration were performed and compared with the experimental outcomes.

Observers for nonautonomous discrete-time nonlinear systems

  • Nam, Kwanghee;Lee, Wonchang
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1991년도 한국자동제어학술회의논문집(국제학술편); KOEX, Seoul; 22-24 Oct. 1991
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    • pp.1828-1832
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    • 1991
  • We study the observer design problem for nonautonomous discrete-time nonlinear systems. We investigate the structure of nonautonomous discrete-time systems which are state equivalent to the nonlinear observer form and characterize their class. Necessary and sufficient conditions for the existence of an input independent (local) diffeomorphism axe derived which transforms multi-input, multi-output nonlinear systems into the nonlinear observer form.

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Theory of Optical Second Harmonic Generation from Al Metal Surfaces

  • Lee, Kyungmee;Lee, Hyungrak;Choi, Seongsoo
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.199.1-199.1
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    • 2014
  • In nonlinear optics, the properties of nonlinear optical responses such as polarization and nonlinear analysis of the nonlinear surfaces were investigated using the jellium model by optical second harmonic generation. The nonlinear response of the Al metal surfaces were calculated using TDLDA. Band structure, lattice constant and bulk modulus of the Al metal were investigated. Effective potential and electron density were compared by changing different.

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비선형 지반-구조물 상호작용해석을 위한 새로운 복합법 (A New Hybrid Method for Nonlinear Soil-Structure Interaction Analysis)

  • 김재민;최준성;이종세
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제7권6호
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    • pp.1-7
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    • 2003
  • 이 논문에서는 비선형 지반-구조물 상호작용해석을 위한 새로운 시간-주파수영역 복합법을 제시하였다. 제안한 방법은 등가선형 지반-구조물 상호작용해석 프로그램과 범용 비선형 유한요소해석 프로그램을 동시에 사용하는 실용적인 방법이다. 이 방법에서는 먼저 주파수영역에서 등가선형 지반-구조물 상호작용해석을 수행하여 유한요소 영역의 경계면에서 응답을 구한 다음, 이를 범용 비선형 유한요소해석 프로그램에 의한 비선형 동적해석의 시간의존 경계조건으로 입력한다. 제안된 방법의 검증을 위하여 2차원 지하철 정거장 구조물에 대한 지진해석을 수행하였다. 이를 위하여 등가선형 지반-구조물 상호작용해석 프로그램 KIESSI-2D와 비선형 유한요소해석 프로그램 ANSYS를 사용하였다 수치적인 해석결과로부터 이 연구에서 제안한 방법의 타당성을 확인할 수 있었다.

강·콘크리트 경계면의 비선형성에 따른 합성구조체 거동(I) -비선형 경계면 모델에 따른 매개변수 연구- (Behavior of Composite Structure by Nonlinearity of Steel - concrete Interface (I) -Parametric Study for Nonlinear Model of Interface-)

  • 정연주;정광회;김병석
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제15권5호통권66호
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    • pp.499-507
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    • 2003
  • 합성 구조체에서 강 콘크리트 경계면은 하중이 증가함에 따라 합성작용 저하, 미세균열, 슬립 및 분리등으로 나타내어 부분합성에 적합한 해석기법이 필요하다. 그러나 경계면을 고려하는 해식방법과 경계면 비선형 해석 모델 구성의 어려움으로 지금까지 합성 구조체에 대한 해석적 연구는 경계면 거동을 완전합성, 또는 선형-탄생으로 가정하여 정확한 거동 규명이 어려웠다. 따라서 합성 구조체의 설계는 대부분 실험적 방법에 의존하였지만 이것은 사용환경에 따라 매번 실험을 수행해야 하는 비효율성이 있다. 본 논문에서는 합성작용의 변화에 따른 다양한 강-콘크리트 경계면의 비선형 해석 모델을 바탕으로 하여 최대 접선응력과 슬립-연화 현상에 따르는 보다 정밀한 구조성능과 거동 특성을 규명하였다. 연구결과 경계면에 대한 비선형 모델은 최대하중 등과 같은 행복 이후의 거동을 보다 정확하게 나타내며, 이때 인터페이스의 초기 접선강성은 부재의 항복하중에, 최대 접선응력과 슬립-연화 합성 구조체의 최대하중과 같은 항복이후 거동에 주로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 협성 구조체의 구조성능은 강-콘크리트 경계면의 합성작용, 즉 인터페이스 요소의 초기 접선강성, 최대 접선응력과 슬립-연화현상에 크게 의존적인 것으로 나타났다.