• Title/Summary/Keyword: 구조 및 진동 해석

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Soil-Structure Interaction Analysis by Infinite Elements : Simulation of Forced Vibration and Earthquake Responses (무한요소를 이용한 지반-구조물 상호작용해석 : 강제진동 및 지진응답 해석)

  • Yun, Chung-Ban;Yang, Shin-Chu;Kim, Jae-Min
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 1993.04a
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    • pp.199-206
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    • 1993
  • 동적무한요소를 이용한 지반-구조물 상호작용에 대하여 연구하였다. 동적무한요소는 무한원방향으로 전파되어 나가는 여러종류의 지진파 성분을 동시에 모형화 할 수 있도록 개발된 축대칭요소로서, 구조물에서 멀리 떨어진 지반영역(외부영역)을 모형화 하는데 사용되었다. 반면, 구조물에 가까운 지반영역(내부영역)은 재래의 축대칭요소를 사용하여 모형화 하였다. 본 해석방법의 검증은 적충된 반무한 지반위에 놓여진 원형강판의 임피던스함수를 구하여, 이를 이론적 결과와 비교하는 방법으로 수행되었다. 또한, 지반에 일부가 묻힌 원통형구조물에 대하여 수행된 강제진동시험 결과와 실제 지진발생시 구조물의 거동기록을 같은 입력조건에 대하여 본 해법으로 구한 결과와도 비교하였다. 해석결과로 부터 본 해석방법이 구조물의 거동을 타당히 산정하여 줌을 알 수 있었다.

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A Study on Experimental and Numerical Analysis for Behavior of Multi-layerd Pipeline Subjected to Blasting Vibration (지중 다중 관의 발파 진동 특성 분석을 위한 실험 및 수치해석적 연구)

  • Kim, Moon-Kyum;Won, Jong-Hwa;Noh, Gi-Seok;Cho, Seok-Ho;Kim, Kyung-Min
    • Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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    • 2010.04a
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    • pp.417-420
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    • 2010
  • 지중매설관은 경우에 따라 긴 수송거리를 보이기 때문에 부식 및 충격에 의한 파손 등에 대한 모니터링이 어려운 실정이다. 이러한 조건을 극복하기 위하여 복합관 및 다중관을 설치하고 있으나, 이에 대한 연구는 아직 미비한 실정이다. 본 연구에서는 발파진동원에서 고정된 이격거리, 매설심도에서 배관 상단에 특정 진동속도를 발생시키는 발파 하중을 고려하여, 이격거리에 대한 수치해석을 수행하였으며 장약량에 따른 이격거리와 발파효율을 측정하였다. 실험값과 수치해석 값의 오차는 발파지점에서 가까울수록 크게 나타났으며 발파지점과 마주보는 방향이 반대방향보다 크게 나타났다.

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Analysis of Vibration of a Simple Plate In a Medium-to-High Frequency Range With Power Flow Finite Element Method (파워흐름유한요소법에 의한 중고주파수 영역에서 단순 평판의 진동 해석)

  • Seo, Seong-Hoon;Hong, Suk-Yoon;Kil, Hyun-Gwon;Huh, Young
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.16 no.2
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    • pp.125-131
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    • 2003
  • In this paper Power Flow Finite Element Method(PFFEM) has been implemented to analyze the vibration of a plate in mid and high frequency ranges. In order to solve the vibration energy governing equation in Power Flow Analysis(PFA), The Finite Element Method(FEM) was used as a numerical tool. It allowed one to predict the distribution of displacement and Intensity in the plate vibrating at mid and high frequencies. The results were compared with the analytical solutions and the approximate FEM solutions. The comparison showed that PFFEM can be an effective tool to analyze the structural vibration in mid and high frequency ranges.

Vibration Control of Cantilevered Structures Laminated of fiber-reinforced Composite Materials (섬유강화 복합재료 적층 구조물 (외팔보형태)의 면진 및 제진)

  • 오동훈
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.67-72
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    • 1995
  • 본 연구에서는 섬유강화 복합재료로 구성된 항공기 날개를 외팔보 형태 구조물로 모델링하고 동특성 해석을 위해 횡전단변형 이론과 고전 적층판 이론을 적용, Rayleigh-Ritz 방법에 의한 진동해석을 수행한뒤 진동 발생시 효과적으로 제어할 수 있는 방법을 제시하고 시뮬레이션을 통하여 동특성 향상을 정량적으로 제시하였다. 진동을 제어하기 위한 방법으로서 수동적, 능동적 방법을 모두 사용하고 있는데, (보다 자세한 사항은 참고문헌[12] 참조) 본 연구에서는 TMD(Tuned Mass Damper)를 사용하지 않고 복합소재 구조물의 성질을 이용한 탄성배열설계(Structural Tailoring)로 수동적 의미의 면진효과를 거둘 수 있게 하였다. 능동 제어의 경우 되먹임(feedback) 제어기를 이용, 이산(discret) 작동기(actuator)를 통하여 외팔보의 휨 및 비틀림 모우드를 함께 제어하여 효과적인 제어기를 설계하였다.

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Efficient Modal Analysis of Prestressed Structures via Model Order Reduction (모델차수축소법을 이용한 프리스트레스 구조물의 효율적인 고유진동해석)

  • Han, Jeong-Sam
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.35 no.10
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    • pp.1211-1222
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    • 2011
  • It is necessary to use prestressed modal analysis to calculate the modal frequencies and mode shapes of a prestressed structure such as a spinning blade, a preloaded structure, or a thermally deformed pipe, because the prestress effect sometimes causes significant changes in the frequencies and mode shapes. When the finite element model under consideration has a very large number of degrees of freedom, repeated prestressed modal analyses for investigating the prestress effects might become too computationally expensive to finish within a reasonable design-process time. To alleviate these computational difficulties, a Krylov subspace-based model order reduction, which reduces the number of degrees of freedom of the original finite element model and speeds up the necessary prestressed modal analysis with the reduced order models (ROMs), is presented. The numerical process for the moment-matching model reduction is performed directly on the full order models (FOMs) (modeled in ANSYS) by the Arnoldi process. To demonstrate the advantages of this approach for performing prestressed modal analysis, the prestressed wheel and the compressor impeller under their high-speed rotation are considered as examples.

Free and Ambient Vibration of Steel-Deck Truss Bridge (강합성 데크 트러스 보도교의 자유진동해석 및 상시진동실험에 관한 연구)

  • Jung, Sung Yeop;Oh, Soon Taek
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.16 no.4
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    • pp.60-68
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    • 2012
  • This study describes an analytical and experimental investigation of the pedestrian steel-deck truss bridge in the City of Rochester, New York, U.S.A. This investigation was undertaken to provide assurance that this important bridge continues to be functional for this use. An ambient vibration experiment on full-scale structures is a way of assessing the reliability of the various assumptions employed in the mathematical models used in analysis. It is also the most reliable way of determining the structural parameters of major importance in structural dynamics, such as the mode shapes and the associated natural frequencies. Pedestrian-induced vibrations have been measured on the bridge to determine the displacement and the vertical and transverse dynamic characteristics of the steel deck truss. In the analytical modeling, three-dimensional finite element analysis was developed and validated against the ambient tests.

Free Vibrations of Circular Curved Beams Resting on Two-Parameter Elastic Foundation (두 개의 매개변수로 표현되는 탄성지반위에 놓인 원호형 곡선보의 자유진동)

  • 이병구;박광규;오상진
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.4
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    • pp.661-669
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    • 1999
  • 이 논문은 탄성지반위에 놓인 원호형 곡선보의 자유진동에 관한 연구이다. 회전관성 및 전단변형을 고려하여 두 개의 매개변수로 표현되는 탄성지반위에 놓인 원호형 곡선보의 자유진동을 지배하는 미분방정식을 유도하고, 이를 수치적분기법과 시행착오적 행렬값탐사법이 결합된 수치해석기법으로 해석하였다. 회전-회전, 회전-고정 및 고정-고정의 단부조건을 갖는 곡선보의 최저차모드 3개의 고유진동수를 산출하였다. 곡선보의 수평높이 지간길이비, Winkler 지반계수, 전단지반계수에 따른 고유진동수 변화를 분석하였으며, 회전관성 및 전단변형의 영향을 고찰하였다.

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Nonlinear Seismic Estimates of Recorded and Simulated Ground Motions Normalized by the Seismic Design Spectrum (설계용 탄성응답스펙트럼으로 규준화된 인공지진동과 기록지진동의 비선형 지진응답)

  • Jun, Dae-Han;Kang, Pyeong-Doo;Kim, Jae-Ung
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.15 no.5
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    • pp.25-33
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    • 2011
  • In the nonlinear response history analysis of building structures, the input ground accelerations have considerable effect on the nonlinear response characteristics of structural systems. As the properties of the ground motion, using time history analysis, are interrelated with many factors such as the fault mechanism, the seismic wave propagation from source to site, and the amplification characteristics of the soil, it is difficult to properly select the input ground motions for seismic response analysis. In this paper, the most unfavourable real seismic design ground motions were selected as input motions. The artificial earthquake waves were generated according to these earthquake events. The artificial waves have identical phase angles to the recorded earthquake waves, and their overall response spectra are compatible with the seismic design spectrum with 5% of critical viscous damping. It is concluded that the artificial earthquake waves simulated in this paper are applicable as input ground motions for a seismic response analysis of building structures.

A Study on the Characteristics of Coupling Loss factor Associated with Fluid Loading (접수 구조물의 연성손실계수 변화에 관한 연구)

  • 류정수
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.19 no.6
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    • pp.17-22
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    • 2000
  • Statistical Energy Analysis(SEA) is an efficient tool to predict the broadband noise and vibration for the huge and complex structures such as aircraft and ships. To estimate the noise and vibration by using SEA accurately, the characteristics of SEA parameters associated with fluid loading have to be investigated. In this report, the fluid loaded coupling loss factors were calculated for an 'L' and 'T' type line connections and compared to the ones without fluid loading. Then, the vibration levels for steel box model with 'L' and 'T' type line connection were computed using the fluid loaded and no fluid loaded coupling loss factors, respectively. As a result, the calculated vibration levels of the model using the fluid loaded coupling loss factors were lower than those without fluid loading. As a conclusion, it is necessary to use the fluid loaded coupling loss factors for increasing the prediction accuracy on the noise and vibration of immersed structures.

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Experimental Identification of Nonlinear Parameters in Frequency Domain (주파수영역에서 비선형 연결부 매개변수의 실험적 규명)

  • 김원진;박윤식
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1993.04a
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    • pp.57-61
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    • 1993
  • 본 연구목적은 선형부분구조물과 그 부분구조물들을 결합하는 비선형연결부 로 이루어진 구조물을 해석하기 위해 비선형 연결부의 모델변화를 효과적으 로 규명하는데 있다. 제안된 방법은 시간영역에서만 계산이 가능하였던 힘- 상태 사상법을 주파수영역으로 확장함으로써, 전체구조물에서 선형부분구조 물들은 분리 해석이 가능하고, 시간영역의 많은 데이터를 줄일 수 있는 장점 이 있다. 제안된 방법의 타당성 및 장점을 검증하기 위해서 쿨롱마찰 비선형 특성을 갖는 두 가지의 구조물에 대하여 각각 실험적으로 연결부의 매개변 수를 규명하였다.

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