• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
• /
• v.19 no.3 s.73
• /
• pp.303-312
• /
• 2006

This paper presents the equivalent nodal load for the element stiffness which represents the influence of the stiffness change such as the addition of elements, the deletion of elements, and/or the partial change of element stiffness. The reanalysis of structure using the equivalent load improves the efficiency very much because the inverse of the structural stiffness matrix, which needs a large amount of computation to calculate, is reused in the reanalysis. In this paper, the concept of the equivalent load for the element stiffness is described and some numerical examples are provided to verify it.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.17 no.6
• /
• pp.750-758
• /
• 2016

In general, a system can be stable when it is designed with a rigid material. However, the use of a rigid system can be limited, such as grasping a glass or using a small surgical instrument. To resolve this limitation, a variable stiffness mechanism was developed using a flexible material. Previous research verified the variable stiffness mechanism where flexible segments and rigid segments were connected alternately in series. However, research into the design parameters of the variable stiffness structure is needed to satisfy the desired stiffness. Therefore, a variable stiffness structure was tested by varying the design parameters to confirm the trend of the stiffness variation. When the radius of the structure becomes larger, the stiffness increases. The stiffness increased with decreasing length of the flexible segments. Under the same design parameters, the length of the flexible segments had a greater effect on the stiffness than the length of the rigid segments. In addition, the stiffness was estimated using the pseudo rigid body model and was compared with the experimental results. This parametric study can be used as a design guideline for designing the variable stiffness mechanism to satisfy the desired stiffness.

• Composites Research
• /
• v.32 no.4
• /
• pp.191-198
• /
• 2019

The basic mechanical properties of helicopter rotor blade are important parameters for the analysis of helicopter performance. However, it is difficult to estimate these properties because the most of rotor blades consist of various materials such as composite materials and metals, etc. In this paper, the bending/torsional stiffness for composite rotor blade of unmanned helicopter were evaluated through experimental and analytical studies. In finite element analysis, the bending/torsional stiffness were evaluated through the relationship of load-displacement and element stiffness matrix. The evaluated stiffness from the measured strains and displacements in bending and torsional test agreed well with the derived results of FEA.

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
• /
• 2009.09a
• /
• pp.498-503
• /
• 2009

얕은기초의 침하량은 기초강성에 따라 크게 좌우되지만 기존의 이론적인 연구결과는 실무에 적 하기에 불충분하였다. 그러므로, 본 연구에서는 3차원 수치해석법을 이용하여 직사각형 기초의 길이비에 따른 강성 보정계수를 산정하고자 하였다. 우선, Mayne & Poulos(1999)가 정사각형 기초에 대하여 제안한 강성 보정계수와 비교하여 본 수치해석 기법의 적용성을 검증하였다. 그리고, 검증된 수치해석 기법을 적용하여 직사각형 기초의 길이비를 L/B=1, 2, 5로 달리하여 해석을 수행하였다. 그 결과, 동일한 기초강성에서 기초의 길이비(L/B)가 증가함에 따라 강성 보정계수 값이 점차 증가하는 결과를 보여주었다. 그러나 L/B=5 인 경우에는 강성계수가 10이상 되더라도 기초는 완전강성 거동을 보이지 않았다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.42 no.5
• /
• pp.390-397
• /
• 2014

BO-105 helicopter applies hingeless rotor hub system and blade root uses a flexure of hingeless rotor hub system. So bending stiffness reinforcement for flexure was conducted for preparation of whirl tower test using BO-105 blade. Bending moment of flexure area was calculated with FE modeling of section shape for stiffness reinforcement of flexure and thickness of composite material for reinforcement was chosen. Flexure bending stiffness reinforcement was conducted and bending stiffness measurement test was performed before and after bending stiffness reinforcement. And the test data are compared with analysis results.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
• /
• 2011.04a
• /
• pp.357-361
• /
• 2011

본 논문에서는 확률적 불확실성을 포함한 손상 장에서 강성저감 효과를 추정하는 방법을 제안하였다. 실제 교량 구조물에 분포된 손상 장은 매우 불확실하며 손상의 위치와 형상 또한 정확히 알 수 없는 경우가 많다. 그러나 대부분의 손상 추정 문제는 균열이나 손상의 위치와 형상을 기지의 주어진 정보로 가정하고 손상을 추정한다. 제안 기법에서는 이러한 손상의 위치와 형태가 본질적으로 불확실하다는 가정 하에 이 불확실성을 수정 가우스 강성 저감 분포 함수를 도입하여 기술한다. 교량에 국부적으로 발생된 손상은 교량의 요소강성의 저감 분포로 변환되어 손상이 발생한 전체 시스템의 강성을 표현하고 이를 통해 손상이 발생한 시스템의 전체 응답을 해석할 수 있게 된다. 수정 가우스 강성 저감 분포 함수는 손상 분포의 개략적 중심을 표현하는 평균 변수와 강성 저감의 비국소적 분포 특성을 묘사하는 표준편차 변수, 손상 중심의 손상 정도를 표현하는 강성저감 변수로 구성된다. 본 논문에서는 손상 장에서 손상의 위치나 형태에 대한 확률적 불확실성을 기술하는 수정 가우스 강성 저감 분포 함수를 포함한 유한요소모델을 정식화하여 제시한다. 또한 단일 또는 복합 균열로 인해 교량 구조물에 국부적인 손상이 야기된 경우에 대한 수치 예제를 통하여 균열 등에 대한 정보가 불확실하더라도 수정 가우스 강성 저감 분포 함수를 통해 강성 저감 효과가 분석될 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
• /
• 1996.05c
• /
• pp.27-32
• /
• 1996

공학보 이론과 strain energy에 기초한 Castiliano의 제2정리를 이용하여 두께감소 holddown spring(HDS) 집합체의 탄성강성도를 해석적으로 구할 수 있는 방법을 제시하였고 아울러 보의 굽힘 모우멘트. 전단력, 축력등에의한 모든 strain energy를 고려하여 탄성강성도 식을 유도하였다. KOFA형 HDS과 동일한 칫수 설계 공간을 갖도록 고안된 너비감소 HDS에 대해서 유도한 식으로부터 탄성강성도를 계산하고 분석하였다. 너비감소 HDS의 탄성강성도는 KOFA HDS의 탄성강성도 보다 약32-33%이상 높았으며 전단력과 축력이 탄성강성도에 미치는 영향은 약 0.15-0.21%정도였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.28 no.2A
• /
• pp.179-186
• /
• 2008

To analyzing the validity for using the stiffness ratio in evaluating edge stiffness effect of the composite girder bridges, modification factors are analyzed with changing girder spacing. The relation between stiffness ratio, loading type, girder spacing and modification factors is analyzed. From the results of comparing modification factors analyzed from the field loading test and the established design method with the modification factor analyzed from this study, it was concluded that evaluating the edge stiffness effect using stiffness ratio is possible.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
• /
• 2014.10a
• /
• pp.311-313
• /
• 2014

전동기는 산업 전 분야에 걸쳐 다양하게 사용되는 회전기기로서, 소형화, 경량화, 고속화하는 추세에 있다. 이는 전동기 프레임의 구조강성을 약화시키고, 축계 위험속도를 낮춤으로써 진동에 취약한 구조를 가지게 된다. 회전체 진동 관련 규정 중 API 684 에서는 베어링 지지강성이 베어링 강성에 비해 3.5 배 이하인 경우 베어링 지지강성이 위험 속도 해석 모델에 포함되어야 함을 명시하고 있다. 산업 현장에서는 베어링 지지강성을 정확하게 산출하기 어려워 이를 고려하지 않고 회전체를 설계하는 경우가 많아 실제 조건에서 예측하지 못한 진동 문제가 발생할 가능성이 있다. 본 논문에서는 전동기 베어링 하우징 및 프레임에 대한 가진 시험을 통해 얻은 주파수 응답함수의 실수부를 분석하여 베어링 지지강성을 추출하는 방법을 제시하였다. 이를 바탕으로 유한요소 해석모델을 이용하여 베어링 지지강성을 해석적으로 예측하는 기법을 정립하였다. 추출된 베어링 지지강성을 축계 해석 모델에 포함하여 베어링 지지강성 포함 유무에 따른 축계 위험속도 및 안정성을 비교하였다. 그 결과 베어링 지지강성을 포함한 경우, 보다 정확한 위험속도 및 진동응답 수준을 예측할 수 있음을 확인하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
• /
• v.37 no.10
• /
• pp.1195-1200
• /
• 2013

In recent years, variable stiffness actuation has attracted much attention because interaction between a robot and the environment is increasingly required for various robot tasks. Several variable stiffness actuators (VSAs) have been developed; however, they find limited applications owing to their size and weight. For realizing their widespread use, we developed a compact and lightweight mini-VSA. The mini-VSA consists of a control module based on an adjustable moment arm mechanism and a drive module with two motors. By controlling the relative motion of cams in the control module, the position and stiffness can be simultaneously controlled. Experimental results are presented to show its ability to change stiffness.