• 제목/요약/키워드: rotational behaviour

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이바노브-율리신 항복조건을 이용한 4절점 비선형 준적합 쉘요소 (A nonlinear Co-rotational Quasi-Conforming 4-node Shell Element Using Ivanov-Ilyushin Yield Criteria)

  • 파노트 송삭 프라민;김기두
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제20권3호
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    • pp.409-419
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    • 2008
  • 율리신-이바노브 항복 조건을 이용하여 4절점 순수변위 준적합 쉘요소의 정식화를 제안하였다. 기하강성 행렬은 그린 변형률 텐서를 이용하여 휨변형률 및 전단변형률도 기하강성행렬에 고려되었다. 그 결과 접선강성행렬의 해석적인 적분으로 비선형 해석시 매우 효율적으로 계산이 되고 있다. 이 정식은 변형률 경화의 이바노브-유리신 항복조건을 이용하여 재료 비선형 해석시에도 쉽게 적분이 된다. 즉 두께 방향의 적층 적분을 하지 않는 율리신-이바노브의 정식은 대규모의 쉘 구조에도 계산상 아주 적합하다. 검증된 수치 예제에서 만족스러운 결과를 보여주고 있다.

Free vibration of cross-ply laminated plates based on higher-order shear deformation theory

  • Javed, Saira;Viswanathan, K.K.;Izyan, M.D. Nurul;Aziz, Z.A.;Lee, J.H.
    • Steel and Composite Structures
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    • 제26권4호
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    • pp.473-484
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    • 2018
  • Free vibration of cross-ply laminated plates using a higher-order shear deformation theory is studied. The arbitrary number of layers is oriented in symmetric and anti-symmetric manners. The plate kinematics are based on higher-order shear deformation theory (HSDT) and the vibrational behaviour of multi-layered plates are analysed under simply supported boundary conditions. The differential equations are obtained in terms of displacement and rotational functions by substituting the stress-strain relations and strain-displacement relations in the governing equations and separable method is adopted for these functions to get a set of ordinary differential equations in term of single variable, which are coupled. These displacement and rotational functions are approximated using cubic and quantic splines which results in to the system of algebraic equations with unknown spline coefficients. Incurring the boundary conditions with the algebraic equations, a generalized eigen value problem is obtained. This eigen value problem is solved numerically to find the eigen frequency parameter and associated eigenvectors which are the spline coefficients.The material properties of Kevlar-49/epoxy, Graphite/Epoxy and E-glass epoxy are used to show the parametric effects of the plates aspect ratio, side-to-thickness ratio, stacking sequence, number of lamina and ply orientations on the frequency parameter of the plate. The current results are verified with those results obtained in the previous work and the new results are presented in tables and graphs.

구조물의 대변형 비탄성 해석을 위한 범용 목적의 XFINAS 4절점 순수 변위 합응력 쉘요소 (A General and Versatile XFINAS 4-node Co-Rotational Resultant Shell Element for Large Deformation Inelastic Analysis of Structures)

  • 김기두;이창수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권3A호
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    • pp.447-455
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    • 2006
  • 순수변위 비선형 4절점 쉘요소의 정식화를 제안하여 철근 콘크리트, 강재및 복합재료등 범용 목적의 구조물의 해석에 적합하도록 하였다. 기하강성의 정식은 2차 운동역학적 관계를 이용하여 쉘이 중립면에서 정의되었고 이러한 기하강성은 면내응력, 휨 모멘트와 수직 전단력의 형태로 구성되어 두꺼운 판 및 쉘의 해석에 효과적이다. 가정된 자연 변형률 방법을 사용하여 전단잠김 문제를 제거한 복합 쉘 요소는 얇은 판및 쉘의 경우에도 정확한 해를 구할 수 있다. 콘크리트 경우 소성이론 및 탄소성 파괴역학에 근거한 비탄성 해석이 가능하며 강재경우 폰미스의 항복이론과 이바노브의 항복이론을 이용한 소성해석이 가능하다. 복합 재료의 수직전단 강성 행렬은 평형방정식으로부터 유도하여 구성하였다. 본 연구에서 제안한 쉘 요소는 해석 예제들이 참고문헌과 잘 일치하여 정확성이 입증되었으며 범용목적의 박판구조 해석에 적합한 것으로 사료 되었다.

김 양식장 채취선의 운항거동과 수확조업에 관한 연구 (A study on the havesting process and operating behaviour of working ships for farming laver)

  • 김옥삼;민은비;황두진
    • 수산해양기술연구
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    • 제56권3호
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    • pp.223-229
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    • 2020
  • We analyzed the cutting mechanism of laver harvesting machine in the sea area near Gooam Port in Goheung, Jeollanam-do, and investigated the change and efficiency of laver collecting operation in the working ship. The laver working ship slides uniformly from the bow to the upper part of the laver collecting machine on the deck and cuts the wet laver attached to the bottom of the net at the blade of the havesting machine. The laver farming net, which was loaded with laver turrets on the deck by gravity and collected primitives, consisted of a ship structure that led to the stern side and into the sea. The working ship operation is in harvesting process while driving in a S-shape that is separated by one space to efficiently collect the laver net. During laver working ship operation, the speed was 0.51 m/s in the access stage, 0.56 m/s in the havesting stage, and 0.52 m/s in the exit stage. Considering the cutting edge life and production efficiency of the laver harvesting machine, it is appropriate to harvest 1.15 to 1.26 kg/rpm by operating at a rotational speed of about 700 to 800 rpm rather than forcibly harvesting the product at high speed. On the deck of the working ship, 959.7 kg of starboard and 1048.7 kg of center were 964.7 kg of port side. Based on the starboard, 9.3% of the central part and 0.5% of the port side appeared. The reason for this was due to the difference in harvest time according to the turning direction of the working ship.

Nonlinear response of stiffened triceratops under impact and non-impact waves

  • Chandrasekaran, Srinivasan;Nassery, Jamshed
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제7권3호
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    • pp.179-193
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    • 2017
  • Dynamic response analysis of offshore triceratops with stiffened buoyant legs under impact and non-impact waves is presented. Triceratops is relatively new-generation complaint platform being explored in the recent past for its suitability in ultra-deep waters. Buoyant legs support the deck through ball joints, which partially isolate the deck by not transferring rotation from legs to the deck. Buoyant legs are interconnected using equally spaced stiffeners, inducing more integral action in dispersing the encountered wave loads. Two typical nonlinear waves under very high sea state are used to simulate impact and non-impact waves. Parameters of JONSWAP spectrum are chosen to produce waves with high vertical and horizontal asymmetries. Impact waves are simulated by steep, front asymmetric waves while non-impact waves are simulated using Stokes nonlinear irregular waves. Based on the numerical analyses presented, it is seen that the platform experiences both steady state (springing) and transient response (ringing) of high amplitudes. Response of the deck shows significant reduction in rotational degrees-of-freedom due to isolation offered by ball joints. Weak-asymmetric waves, resulting in non-impact waves cause steady state response. Beat phenomenon is noticed in almost all degrees-of-freedom but values in sway, roll and yaw are considerably low as angle of incidence is zero degrees. Impact waves cause response in higher frequencies; bursting nature of pitch response is a clear manifestation of the effect of impact waves on buoyant legs. Non-impact waves cause response similar to that of a beating phenomenon in all active degrees-of-freedom, which otherwise would not be present under normal loading. Power spectral density plots show energy content of response for a wide bandwidth of frequencies, indicating an alarming behaviour apart from being highly nonlinear. Heave, being one of the stiff degrees-of-freedom is triggered under non-impact waves, which resulted in tether tension variation under non-impact waves as well. Reduced deck response aids functional requirements of triceratops even under impact and non-impact waves. Stiffened group of buoyant legs enable a monolithic behaviour, enhancing stiffness in vertical plane.

선형 전산해석을 이용한 자연 습식 냉각탑의 기하형상에 대한 평가 (Evaluation of Shell Geometry of the Natural Draught Cooling Tower using Linear Numerical Analysis)

  • 노삼영;이상윤;허동현
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.97-104
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    • 2012
  • 하이퍼볼릭 쉘로 구성된 냉각탑에서 쉘의 형상은 풍하중에 대하여 냉각탑 전체의 동적 거동에 민감하게 응답한다. 이에 따라 냉각탑 설계 시 기하형상의 결정은 매우 중요하며 일반적으로 고유진동수를 기반으로 하여 산정한다. 본 연구의 목적은 냉각탑 쉘의 구조적 거동에서 형상변수가 미치는 영향을 파악하고자 한다. 기존의 냉각탑 형상변수를 변화시켜 32개의 모델을 선정하였고 이를 1차 고유진동수를 기반으로 하여 분석한 후, 3개의 대표적인 형상을 선택하여 선형 해석을 수행하였다. 그 결과, 전체적으로 작은 반지름을 가지는 기하형상이 높은 1차 고유진동수를 나타내고 풍하중에 대하여 덜 민감한 시스템이 되는 것을 알 수 있었다.

경계요소를 가진 철근콘크리트 전단벽의 비선형 해석을 위한 간편 모델 (A Simple Model for the Nonlinear Analysis of an RC Shear Wall with Boundary Elements)

  • 김태완;정성훈;유태상
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제15권4호
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    • pp.45-54
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    • 2011
  • 경계요소를 가지는 철근콘크리트 전단벽의 비선형 해석을 위한 간편 모델을 제안하였다. 이 간편 모델은 전단벽의 휨 및 전단 거동을 스프링요소로 나타낸 거시적 모델이다. 휨거동은 벽체의 단면해석을 기초로 한 모멘트강도와 회전능력을 벽체 양단의 수직 스프링요소로 나타내었다. 경계요소를 가지는 전단벽은 휨거동에 의해 지배되므로 전단거동은 휨거동에 바탕하여 변수를 계산하였고 중앙부 수평 스프링요소로 나타내었다. 제안된 모델은 전단벽 정적이력시험 결과와 비교한 후 비선형동적해석을 수행하여 사용된 이력법칙 및 변수들의 타당성을 조사하였다. 비선형동적해석을 이용한 변수연구를 통하여 내진성능평가의 주요변수인 요구값과 성능값에 미치는 영향을 검토하였다. 그 결과 전단력-전단변형 관계에서 약간의 차이가 있지만 전단벽의 전체거동은 잘 일치하였으며, 주요 변수의 변화에 대해 요구값과 성능값도 일정하게 변화하므로 제안된 해석모델은 경계요소를 가진 철근콘크리트 전단벽에 알맞은 것으로 판단된다.

Investigation of rotation and shear behaviours of complex steel spherical hinged bearings subject to axial tensile load

  • Shi, Kairong;Pan, Wenzhi;Jiang, Zhengrong;Lv, Junfeng
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제73권2호
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    • pp.123-132
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    • 2020
  • Steel spherical hinged bearings have high loading capacity, reliable load transfer, flexible rotation with universal hinge and allowance of large displacement and rotation angle. However, bearings are in complex forced states subject to various load combinations, which lead to the significant influence on integral structural safety. Taking the large-tonnage complex steel spherical hinged bearings of Terminal 2 of Guangzhou Baiyun International Airport as an example, full-scale rotation and shear behaviour tests of the bearings subject to axial tensile load are carried out, and the corresponding finite element simulation analyses are conducted. The results of experiments and finite element simulations are in good agreement with the coincident development tendency of stress and deformation. In addition, the measured rotational moment is less than the calculated moment prescriptive by the code, and the relationship between horizontal displacement and horizontal shear force is linear. Finally, based on these results, the rotation and shear stiffness models of bearings subject to axial tensile load are proposed for the refinement analysis of integral structure.

충전각형강관 기둥-합성 H형강보 접합부 휨성능 결정요인에 관한 연구 (A Parametrical Study on the flexural strength of Concrete-Filled SHS Columns to Composite H-Beam Connections)

  • 이종석
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제11권4호통권41호
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    • pp.385-395
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    • 1999
  • 철골구조물에 각형강관기둥과 H형강보가 많이 사용되는 추세에 있다. 각형강관기둥과 H형강보의 접합부는 그 회전강성이 약한 것으로 알려져 있다. 그러한 약점을 보완하기 위해서 콘크리트 충전된 각형강관과 H형강보 접합부에 대한 많은 고안이 이루어지고 있다. 그런데 이렇게 고안된 모든 접합부 모델에 대해서 실험을 행할 수는 없으므로 수치해석 모델링과 수치해석에 의해 그 강도를 규명해야 한다. 본 논문에서는 유한요소 모델링기법을 연구하고 접합부의 강성을 좌우하는 여러요소 즉 콘크리트 강도, 각형강관두께, 축력의 크기 및 편심위치 등을 변화시켜 접합부 강성변화에 어떤 영향을 미치는지 살펴보았다.

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회전자계하 전기강판의 2차원 자기적 특성 분석 (2-Dimensional Magnetic Properties of Electrical Steel Sheet Under Rotating Magnetic Field)

  • 하경호;김지현;권오열;차상윤;김재관
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.621-622
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    • 2008
  • This paper deals with the magnetic properties under the rotational magnetic field on the electrical steel sheet by using Single Sheet Tester with two excitation coils. Actually, the magnetic flux of stator cores in running motors have the behaviour of rotating and alternating flux. In order to improve motor characteristics, it is require to estimate these magnetic properties. When the magnetic field vectors are rotating around in the plane of the sheet during one period of cycle, the magnetization properties and the core loss are measured and then, the results are compared with the magnetic properties obtained by the alternating magnetic fields.

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