• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.3
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• pp.789-798
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• 1991

본 연구에서는 원통형 구조물의 진동해석을 위하여 통계에너지 분석방식(st- atistical energy analysis:SEA)이 사용되었다. SEA는 4개의 물리적 변수인 구조물 질량(Mi), 주파수대역에 존재하는 고유진동수(Ni), 내부손실계수(internal loss fact- or) 및 상호손실계수(coupling loss factor)를 이용하여 구조물의 진동수준과 구조물 상호간의 에너지 교환을 해석하는 방법으로서 비록 넓은 주파수 범위에 걸쳐 정확한 진동예측을 하기에는 어느정도 오차가 예상되는 단점이 있으나 진동해석이 용이하고 복잡한 계산을 필요로 하지 않기 때문에 대형구조물의 진동해석에 많이 사용되고 있 는 기법이다. 따라서 연구의 대상인 원통형 구조물의 고유진동수를 예측하기 위하여 일차적으로 반경에 의한 곡률영향을 배제시킨 평판에 대한 분석이 시도되었다. 이와 함께 주어진 주파수 대역에 걸쳐 평판및 원통형 구조물의 고유진동수의 차이를 비교하 였다.그결과로부터 원통형 구조물에 대한 고유진동수 계산식을 평판구조물의 굽힘 강성과 곡률반경으로 야기되는 표면응력에 의한 함수로 표현하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.187-190
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• 2010

기초세굴에 따른 교각에서의 1차 모드 고유진동수 변화를 이용하여 교량 세굴 건전성을 정량적으로 평가하기 위하여 공용중인 광탄1교의 T형 교각 1기에 대하여 충격진동실험을 수행하였으며, 교축직각방향의 1차 모드 고유진동수를 수치해석결과와 비교하였다. 교량 상부구조물의 모델링 방법에 따라 상부구조물을 전체 모델링한 방법과 교각만을 모델링하고 상부구조물의 영향범위를 가정하여 교량받침 위치에 질점질량으로 변환하여 적용한 방법으로 구분하여 수치해석을 수행하였다. 상부구조물을 전체 모델링한 경우와 집중하중 형태로 상부구조물을 모델링한 경우 모두 고유진동수는 충격진동실험결과와 큰 차이를 보였다. 충격진동실험을 통해 얻은 고유진동수는 교각의 국부적인 진동수로 사료되는 반면, 수치해석을 통해 구한 결과는 교량 상부와 하부의 Coupling 효과가 반영된 시스템 전체의 고유진동수이기 때문에 결과의 큰 편차가 생기는 것으로 판단된다. 따라서 충격진동실험에서 구한 고유치 양상을 올바로 구현하기 위한 모델링을 찾기 위해서는 새로운 접근 방법이 필요할 것으로 사료된다.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.22 no.3
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• pp.289-296
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• 2009

Natural frequency is a key parameter to determine the seismic and wind loading of tall flexible structures, and to assess the wind-induced vibration for serviceability check. In this study, natural frequencies and associated mode shapes were obtained from measured acceleration data and system identification technique. Subsequently, finite element(FE) models for a tall reinforced concrete buildings were built using a popular PC-based finite element analysis program and calibrated to match their natural frequencies and mode shapes to actual values. The calibration of the FE model included: 1) compensation of modulus of elasticity considering the mix design strength, 2) flexural stiffness of floor slabs, and 3) major non-structural components such as plain concrete walls. Natural frequencies and mode shapes from the final FE model showed best agreement with the measured values.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.21 no.2
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• pp.182-188
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• 2001

This paper presents the vibration characteristics of a rectangular plate with $45^{\circ}$ oblique crack subjected to a uniaxial tension. The experiment is adopted by the time-average Electronic Speckle Pattern Interferometry(ESPI) method. The natural frequency and mode shape are considered accurately according to the increase of tensile load. When tensile load is zero, the vibration modes we agreed with the smooth and the $45^{\circ}$ obliquely cracked plate. But according to the increasement of load it is shown that vibration modes are extremely varied. The effects of the crack under the vibration are discussed in detail. It is indicated that the increase of load makes the variation of the frequencies and modes complicate in the range of even a small load. The results are agreed with the FEM analysis within 5%.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.15 no.4
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• pp.619-628
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• 2002

This paper deals with the FE analysis for the free vibration of sloshing in horizontal cylindrical tank with baffles. We use Laplace equation based on potential theory as governing equation. This problem is solved by FEM using lineal isoparametric elements. We assume that the tank as well as baffles is rigid body and by separating nodes into two at the baffle location, baffle effect is obtained by separating nodes into two at the baffle location. For the calculation of natural frequencies and mode shapes, we introduce Lanczos transformation and Jacobi iteration methods. Numerical results of the first longitudinal and transverse modes, while comparing with literature cited, are very good. In order for the baffle effects on the free vibration of sloshing, various combinations of baffle parameters, which are location, inner diameter and number, are examined.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.12 no.2
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• pp.149-159
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• 1999

본 연구에서는 고유진동수를 사용하여 균열의 위치와 크기를 발견하는 비파괴 균열발견모델을 유도하고 Euler-Bernoulli 보를 대상으로 이 모델의 적합성을 검증하였다. 먼저, 균열위치예측모델과 균열크기예측모델로 이루어진 균열발견체계를 제시하였는데, 균열위치예측모델은 모드민감도와 고유진동수 사이의 선형적인 관계로부터 간접적으로 유도되었으며 균열크기예측모델은 균열발생에 의한 변형에너지의 손실을 진동특성치의 변화와 비교하는 동적 파괴역학적 방법으로부터 유도되었다. 다음으로, 기존에 발표된 양단-자유보에 대한 진동모드 실험결과를 사용하여 균열위치와 균열크기를 예측하고 평가하므로 균열발견모델의 적합성과 적용성을 실험적으로 검토하였다. 대부분의 손상시나리오에서 균열위치와 균열크기 예측치는 실제값과 근사하게 일치하였다.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2011.04a
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• pp.516-520
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• 2011

본 논문에서는 먼저 흥인지문에 대해 상시진동실험을 수행하고, 그 데이터를 분석하여 흥인지문의 고유진동수, 모드, 감쇠비의 특성을 분석하였다. 그 결과로부터 흥인지문의 병진모드를 파악하였고, 병진모드에서 측정한 여러 기둥의 모드 상대크기와 위상이 동일함을 확인하였다. 저차 병진모드에서 모든 기둥이 같은 방향으로 강성을 발휘하기 때문에 각층의 강성을 합한 등가의 층강성을 가지는 2자유도의 동적강체해석모델을 제시하였다. 이 해석모델은 선형 범위 내에서 거동한다는 것으로 가정하여 층강성을 산정하였다. 실제 흥인지문의 접합부에는 부재간의 이음과 맞춤에 의한 마찰력이 작용한다. 접합부를 누르는 무거운 지붕하중에 의해 이 마찰력은 증가하게 되고, 이로써 횡하중에 저항하게 된다. 이러한 접합부에 강한 횡하중이 작용하게 되면, 접합부의 이완 및 마찰력의 저하 등으로 인하여 횡강성의 저하가 급격히 일어나는 비선형 특성을 갖게 된다. 이러한 흥인지문의 비선형적인 특성을 파악하기 위해 흥인지문 해석모델에 쿨롱 마찰력을 도입하여 비선형적인 해석모델을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05d
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• pp.346-351
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• 1996

현재 원전의 내진해석 절차에는 수직방향의 동적해석모델을 집중질량-보요소 모델로 나타내고 있으나, 층슬래브이 동적유연성을 합리적으로 고려할 수 있는 기준이 마련되어 있지 않다. 본 연구에서는 벽체로 지지된 4변고정 슬래브를 유한요소모델 및 집중질량모델로 이상화한 후 고유치해석 및 시간이력해석을 수행한 결과, 현재 층슬래브의 수직응답을 얻기 위해 통상적으로 사용되는 일련의 단자유도계 모델은 이에 상응하는 유한요소모델의 각 모드에 대한 평균응답밖에 주지 못함을 확인하였고, 각 모드 층슬래브의 최대응답을 얻기 위해서는 각 고유진동수가 최소한 이자유도계로 모델링되어야 하며, 이때 이자유도계에 분배할 질량 및 연결보의 강성크기가 각각 1:5와 1:6일때 잘 일치함을 확인하였다. 또한 이렇게 결정된 모델링 방법은 실제 전단벽 구조물의 해석을 통해 그 적용성이 입증되었다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1998.05b
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• pp.903-908
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• 1998

KALIMER 원자로 건물에 대하여 3차원 쉘요소 모델과 단순 빔모델을 작성하고 고유진동수 해석을 수행하였다. 두 모델의 1차 수평방향 고유진동수는 대체로 일치하였다. 단순 빔모델에 대해 원자로건물의 회전 관성모멘트를 해석에 반영한 경우 3차원 모델에는 없는 회전모드가 발생되었다. 지진응답해석은 1940 EL Centro와 인공지진에 대하여 수행하였으며, 두 결과는 면진구조물의 경우 비면진구조물과 비교하여 응답가속도가 크게 줄고, 상대변위가 증가하는 경향을 보였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.13 no.5
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• pp.77-83
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• 1993

A modified Lanczos method combined with a substructure analysis technique was used for calculating natural frequencies and mode shapes of large structural systems. The method does not require generation and storage of stiffness and mass matrices of the entire structure. It only uses the stiffness and mass matrices of each substucture. No approximating assumptions are required other than the usual assumption of linear elastic system modelled by finite elements. Thus, natural frequencies and mode shapes for the finite element model employed are the same as those with or without the suhstructuring algorithm. To check the efficiency of the proposed method, first ten natural frequencies and the corresponding mode shapes of an open truss helicopter tail-boom structure are calculated by using it.