• 제목/요약/키워드: structural response analysis

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Numerical and experimental verifications on damping identification with model updating and vibration monitoring data

  • Li, Jun;Hao, Hong;Fan, Gao;Ni, Pinghe;Wang, Xiangyu;Wu, Changzhi;Lee, Jae-Myung;Jung, Kwang-Hyo
    • Smart Structures and Systems
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    • 제20권2호
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    • pp.127-137
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    • 2017
  • Identification of damping characteristics is of significant importance for dynamic response analysis and condition assessment of structural systems. Damping is associated with the behavior of the energy dissipation mechanism. Identification of damping ratios based on the sensitivity of dynamic responses and the model updating technique is investigated with numerical and experimental investigations. The effectiveness and performance of using the sensitivity-based model updating method and vibration monitoring data for damping ratios identification are investigated. Numerical studies on a three-dimensional truss bridge model are conducted to verify the effectiveness of the proposed approach. Measurement noise effect and the initial finite element modelling errors are considered. The results demonstrate that the damping ratio identification with the proposed approach is not sensitive to the noise effect but could be affected significantly by the modelling errors. Experimental studies on a steel planar frame structure are conducted. The robustness and performance of the proposed damping identification approach are investigated with real measured vibration data. The results demonstrate that the proposed approach has a decent and reliable performance to identify the damping ratios.

Damping and vibration response of viscoelastic smart sandwich plate reinforced with non-uniform Graphene platelet with magnetorheological fluid core

  • Eyvazian, Arameh;Hamouda, Abdel Magid;Tarlochan, Faris;Mohsenizadeh, Saeid;Dastjerdi, Ali Ahmadi
    • Steel and Composite Structures
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    • 제33권6호
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    • pp.891-906
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    • 2019
  • This study considers the instability behavior of sandwich plates considering magnetorheological (MR) fluid core and piezoelectric reinforced facesheets. As facesheets at the top and bottom of structure have piezoelectric properties they are subjected to 3D electric field therefore they can be used as actuator and sensor, respectively and in order to control the vibration responses and loss factor of the structure a proportional-derivative (PD) controller is applied. Furthermore, Halpin-Tsai model is used to determine the material properties of facesheets which are reinforced by graphene platelets (GPLs). Moreover, because the core has magnetic property, it is exposed to magnetic field. In addition, Kelvin-Voigt theory is applied to calculate the structural damping of the piezoelectric layers. In order to consider environmental forces applied to structure, the visco-Pasternak model is assumed. In order to consider the mechanical behavior of structure, sinusoidal shear deformation theory (SSDT) is assumed and Hamilton's principle according to piezoelasticity theory is employed to calculate motion equations and these equations are solved based on differential cubature method (DCM) to obtain the vibration and modal loss factor of the structure subsequently. The effect of different factors such as GPLs distribution, dimensions of structure, electro-magnetic field, damping of structure, viscoelastic environment and boundary conditions of the structure on the vibration and loss factor of the system are considered. In order to indicate the accuracy of the obtained results, the results are validated with other published work. It is concluded from results that exposing magnetic field to the MR fluid core has positive effect on the behavior of the system.

청소년의 인터넷 중독현상과 자기통제기대의 구조적 경로모형에 관한 연구 (The Structural Path Model of Adolescents′ Internet Addiction and Expected Self-Control)

  • 박재성
    • 보건교육건강증진학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.1-17
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    • 2004
  • The purpose of this study is to evaluate the roles of expected self-control and expected self-control results in explaining adolescents' Internet addiction. In the study model, expectations of self-control and self-control results directly determine Internet addiction and Internet use time meditates the impacts of expectations of self-control and self-control results on Internet addiction. The study subjects are 1,080 middle and high school students in Busan. Stratified cluster sampling is applied by school type and school year. The response rate is 96%(l,037cases). This study develops the scales of expected self-control and expected self-control results. The scales of Internet addiction are devised by using the concept of functional dependency such as salience, withdrawal symptoms, mood modification, tolerance, relapse, and conflict. For verifying the study model, path analysis and multiple regression models are applied for identifying path significants and evaluating confounding effects of control variables, respectively. Moreover, multi partial F-test is performed for selecting the best regression model. Expected self-control is a significant determinant of Internet addiction and Internet use time that also significantly explains Internet addiction. The total effect of expected self-control towards Internet addiction is -.95. The total effect is comprised with the direct effect (-.71) and the indirect effect(-.24). In this result, the direct effect refers a curative effect since expected self-control directly reduces the level of Internet addiction, and the indirect effect refers a preventive effect because self-control can reduce time of Internet use that is a direct determinant of Internet addiction. In the test of the confounding effects of control variables, there are no confounding effects in the models of multiple regression. It implies a robustness of the study model as regards control variables. In conclusion, improving adolescents' expected self-control can control Internet addiction level. This finding implies that a health promotion program for improving expected self-control can be a cost effective method compared to other approaches.

가스압력을 이용한 자유벌징에서 성형양 최대화를 위한 두께 분포 최적화 (Study of Blank Thickness Optimization in Free Bulging for Maximizing Bulged Height)

  • 유준태;윤종훈;이호성;윤성기
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제38권8호
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    • pp.899-904
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    • 2014
  • 자유벌징에 있어서 성형 높이를 최대화하기 위하여 블랭크의 두께 분포를 최적화 하였으며, 등가정하중을 이용한 구조최적화법을 사용하였다. 두께형상은 부드러운 곡선으로 나타내기 위하여 베지어곡선을 사용하였고 제어점의 위치가 설계변수이며, 최대 변형률을 일정 값으로 제한하였다. 사용된 소재는 인코넬 718 이며 최적화된 두께분포로 가공된 블랭크를 이용한 자유벌징 시험을 수행하여 평판형 블랭크를 사용한 결과보다 22% 더 높은 성형 높이를 얻었다. 최적화결과에서 예측된 변형형상, 정점에서의 변형 경향, 두께분포가 실험에서 얻은 결과와 유사하여 최적화 과정의 유효성을 입증하였고, 최적화 결과가 실제 구현될 수 있음을 검증하였다.

지진하중을 받는 지하구조물에 대한 동적 거동 해석 (Analysis of dynamic behavior for underground structures under earthquake loading)

  • 박성용;이재진;최승호;김수일;박인준
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.205-217
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    • 2007
  • 지진 시 지하구조물의 거동은 구조물 자체의 동적 특성 보다는 주변지반의 동적특성에 영향을 받는다. 따라서 구조물을 감싸고 있는 지반의 특성이 구조물의 동적 거동특성을 좌우한다. 본 연구의 목적은 지진시 지하구조물의 동적 거동 및 응답특성(축방향 변형 및 ovaling 변형)을 분석하는 것이다. 지진시 지하구조물의 동적 거동 및 응답특성을 분석하기 위해서 지반조건, 지진조건, 구조물 조건 변화에 따라 구조물에 발생하는 응답을 이론해법을 이용하여 분석하였다. 추가적으로 소규모의 모형 실험체를 이용한 진동대 실험을 수행하여 구조물의 동적거동을 분석하였으며, 이론해를 이용한 해석결과와 비교분석한 결과 경향성이 잘 일치함을 확인할 수 있었다.

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A new nonlocal trigonometric shear deformation theory for thermal buckling analysis of embedded nanosize FG plates

  • Khetir, Hafid;Bouiadjra, Mohamed Bachir;Houari, Mohammed Sid Ahmed;Tounsi, Abdelouahed;Mahmoud, S.R.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제64권4호
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    • pp.391-402
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    • 2017
  • In this paper, a new nonlocal trigonometric shear deformation theory is proposed for thermal buckling response of nanosize functionally graded (FG) nano-plates resting on two-parameter elastic foundation under various types of thermal environments. This theory uses for the first time, undetermined integral variables and it contains only four unknowns, that is even less than the first shear deformation theory (FSDT). It is considered that the FG nano-plate is exposed to uniform, linear and sinusoidal temperature rises. Mori-Tanaka model is utilized to define the gradually variation of material properties along the plate thickness. Nonlocal elasticity theory of Eringen is employed to capture the size influences. Through the stationary potential energy the governing equations are derived for a refined nonlocal four-variable shear deformation plate theory and then solved analytically. A variety of examples is proposed to demonstrate the importance of elastic foundation parameters, various temperature fields, nonlocality, material composition, aspect and side-to-thickness ratios on critical stability temperatures of FG nano-plate.

미국 도시개발사업의 구조적 특징과 위기대응의 유연성 연구 -허드슨 야드 개발의 위기극복 과정을 중심으로- (A Study on Structural Characteristics of US Urban Development Project and Flexibility of Crisis Response -Focusing on A Comparative Analysis of Hudson Yard and Yongsan International Business District Development-)

  • 이우형
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권12호
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    • pp.80-87
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    • 2017
  • 과거 미국은 낙후된 도심 지역을 되살리기 위한 도시재생의 도구로 대규모 도시개발사업을 진행하여왔고, 이를 통해 현재의 공공주도적 사업형태를 개발하였다. 특히 2008년의 경제위기이후 세계적으로 대규모 도시개발사업이 정체되거나 중단되었으나, 본 연구의 분석대상 사업인 미국 뉴욕시의 허드슨 야드 개발은 그 구조적 특성 및 합리적 협상과정을 통해 경제위기로 인한 어려움을 극복하고 현재 순조롭게 진행되고 있다. 그러나 이와 유사하게 경제상황에 좌우되는 국내 대부분의 개발은 민간주도로 이루어지고 있는 개발현실에서 노출되는 문제점을 반복하고 있으며, 그 대표적인 실패 사례가 용산국제 업무지구 개발이다. 이에 본 연구는 과거 용산국제업무지구 개발의 실패에서 노출된 주요 미비점을 중심으로 허드슨 야드 개발에서 나타나는 사업의 구조적 특성 및 협상과정상의 특성을 분석함으로, 위기를 극복할 수 있게 한 개발 사업의 구조적 유연성과 합리적 협상내용으로 부터 국내 참조가능한 시사점을 도출하고자 한다. 이를 통해 국내 대규모 도시개발의 계획시, 본 연구에서 도출된 다양하고 상이한 구조적 특징과 위기대처 방안의 시사점을 통하여 보다 합리적이고 위기상황에 유연한 개발로 계획함에 일조하고자 한다.

홍수재해조사 및 재해자료관리 기법 (Techniques of flood damage investigation and flood losses data management)

  • 김양수
    • 지질공학
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    • 제10권2호
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    • pp.36-51
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    • 2000
  • 우리나라는 매년 태풍, 호우 등 자연재해로 인하여 많은 피해가 발생하고 있다. 지난 10년간 피해현황을 살펴보면, 한해 평균 약 6,000 억원의 재산피해가 발생하고 잇으며 이러한 재산 피해의 대부분은 홍수로 인한 침수 및 유실에 의한 것이다. 이러한 홍수피해에 대한 대책을 수립하기 위해서는 피해발생 원인을 제대로 파악하여야 한다. 본 연구에서는 재해발생시 기상조건, 홍수범람 현상, 피해현황, 방재대책 등 용인을 중심으로 피해원인을 분석하기 위한 홍수재해 현장조사 방법에 대해 검토하였다. 비구조적 홍수대책의 하나인 침수실적도는 지자체에서 홍수에 취악한 지역의 개발을 제한하는 토지 이용 규제에 사용하기 위한 것이다. 따라서, 지자체에서는 침수실적도를 작성하여야 하며 이를 위해서는 먼저 침수실적도 작성 지침이 필요하다. 본 연구에서는 우리나라 특성에 맞는 침수실적도 작성 지침과 작성된 침수시적도를 관리할 수 있는 관리시스템을 개발·제시하였다.

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고차전단변형을 고려한 비등방성 적층복합판의 임계좌굴온도 (Critical Buckling Temperatures of Anisotropic Laminated Composite Plates considering a Higher-order Shear Deformation)

  • 한성천;윤석호;장석윤
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제10권2호통권35호
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    • pp.201-209
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    • 1998
  • 강섬유보강 적층복합구조물에서 온도의 변화는 구조물의 응답에 중요한 영향을 미칠수 있다. 온도의 급작스런 변화는 재료의 강도와 성질을 현저히 저하시켜 구조물의 대변형, 좌굴, 고응력상태를 유발하는 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 등분포로 재하된 온도하중에 의한 적층복합판의 온도좌굴에 관한 해석을 수행하였다. 전단변형의 효과를 정확히 고려하기위해 5개의 변수로 구성된 고차전단변형이론을 적용하였다. 적층판의 배열각도, 적층판의 수, 폭-두께비의 변화, 형상비의 변화에 따른 임계좌굴온도를 구하여 1차전단변형이론에 의한 결과와 고전적이론에 의한 결과와 비교분석하였다.

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Seismic performance assessments of precast energy dissipation shear wall structures under earthquake sequence excitations

  • Zhang, Hao;Li, Chao;Wang, Zhi-Fang;Zhang, Cai-Yan
    • Earthquakes and Structures
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    • 제18권2호
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    • pp.147-162
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    • 2020
  • This paper presents a novel precast energy dissipation shear wall (PEDSW) structure system that using mild steel dampers as dry connectors at the vertical joints to connect adjacent wall panels. Analytical studies are systematically conducted to investigate the seismic performance of the proposed PEDSW under sequence-type ground motions. During earthquake events, earthquake sequences have the potential to cause severe damage to structures and threaten life safety. To date, the damage probability of engineering structures under earthquake sequence has not been included in structural design codes. In this study, numerical simulations on single-story PEDSW are carried out to validate the feasibility and reliability of using mild steel dampers to connect the precast shear walls. The seismic responses of the PEDSW and cast-in-place shear wall (CIPSW) are comparatively studied based on nonlinear time-history analyses, and the effectiveness of the proposed high-rise PEDSW is demonstrated. Next, the foreshock-mainshock-aftershock type earthquake sequences are constructed, and the seismic response and fragility curves of the PEDSW under single mainshock and earthquake sequences are analyzed and compared. Finally, the fragility analysis of PEDSW structure under earthquake sequences is performed. The influences of scaling factor of the aftershocks (foreshocks) to the mainshocks on the fragility of the PEDSW structure under different damage states are investigated. The numerical results reveal that neglecting the effect of earthquake sequence can lead to underestimated seismic responses and fragilities, which may result in unsafe design schemes of PEDSW structures.