• 제목/요약/키워드: 구조 및 진동 해석

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산업시설 근접발파 시 발파진동 영향 분석 및 평가 (Analysis and Evaluation of the Effect of Blast-induced Vibration Adjacent to Industrial Facilities)

  • 곽창원;박인준;김영준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제43권4호
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    • pp.459-468
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    • 2023
  • 발전소와 같은 산업시설은 국가 기간산업으로서 재해 발생 시 막대한 물적, 인적 피해가 발생하며 사회경제적 파급효과가 지대하다. 본 연구에서는 상업운전 중인 ○○발전소 부지 하부로 철도터널이 발파굴착될 때 발파진동의 특성과 영향을 평가하였다. 이를 위하여 진동 예민 구조물과 근접하여 발파한 기존 사례를 검토하고 발전소 근접 발파 시 합리적인 발파진동 허용 기준을 결정하였다. 발전소 내 주요 시설물들에 대한 발파진동 영향은 3차원 유한요소해석법에 의한 동적수치해석을 이용하여 발파하중 재하 시의 입자진동속도를 분석하고, 탁월주파수 산정을 통한 공진검토를 수행하였다. 해석결과 발파원과 가장 인접한 펌프기초에서 진동속도가 허용기준치에 근접하여 일부 발파패턴을 수정 후 계측하여 허용치 이내임을 확인함으로서 산업시설 근접발파 시 안정성을 확보할 수 있는 진동영향평가의 합리적인 의사결정과정을 확립하였다.

터널라이닝 안전관리를 위한 발파제한영역 평가 (Evaluation of the blast-restriction zone to secure tunnel lining safety)

  • 신종호;문훈기;최규철;김태균
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제11권1호
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    • pp.85-95
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    • 2009
  • 도심에서 지하구조물, 고층빌딩의 건설은 기존 지하철 터널의 근접시공이 수반되는 경우가 많다. 이 경우 지하철 구조물의 정적 동적인 안정성이 동시에 확보 되도록 하여야 하며 국내에서는 일반적으로 정적인 관리 기준만 제시되었다. 하지만, 도심지 근접시공이 많은 굴착 제약 조건하에서도 발파를 수행되는 경우가 대부분이므로 동적 가이드라인 또한 필요하다. 본 연구에서는 수치해석을 활용하여 발파진동에 따른 영향을 검토하고, 발파 제약영역을 추정하고자 하였다. 특히, 지하철 터널의 토피고 및 지반특성을 변화시켜 구조물의 최대진동속도 변화를 분석하였다. 해석결과 토피가 증가할수록 진동속도가 감소하는 결과를 보였다. 지반강성 변화 파라미터 스터디 결과 직경의 $1{\sim}2$배 이격 시 풍화암, 연암, 경암의 순서로 라이닝 진동속도가 더 커지는 결과를 보였지만, 이격되는 거리가 직경의 3.5배의 경우는 지반과 무관해지는 경우를 보였다. 진동규제속도인 1 cm/sec를 만족하는 발파위치 포락선 분석결과 전반적으로 지반특성이나, 심도의 차이에도 그 영향은 현저하지 않음을 보였다.

보에 있어서 진동인텐시티에 관한 연구 (Study on the Vibration Intensity in a Beam)

  • 김영완;박병전
    • 한국음향학회지
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    • 제16권5호
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    • pp.36-42
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    • 1997
  • 본 논문은 건축구조체 내에서 진동 에너지의 크기와 흐름을 측정하는 하나의 방법인 진동인텐시티측정법에 관한 내용이다. 진동인텐시티법의 기본적인 원리와 계측이론을 이론적 해석이 명쾌한 1차원 보를 대상으로 하여 이론 및 실험적으로 검토하였다. 또한 징동가속도레벨을 이용한 해석 결과와 비교함으로써 진동인텐시티의 계측가능성을 검토하였다. 그 결과, 근접장의 영향이 무시가능한 조건에서는 진동가속도 분포로부터 구한 계산값과 진동인텐시티법에 의한 측정값이 거의 일치하여, 이러한 류의 진동 계측에 진동인텐시티법이 응용될 가능성이 있음을 알수 있었다. 그러나 반사파의 성분이 많이 존재하는 음장, 특히 근접장에 있어서는 측정신호가능 위상차비가 적어 진동인텐시티를 계측하기 어렵다는 것을 알았다.

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풍압에 의한 방음벽의 구조성능 산정 및 평가 (The structural performance estimation and assessment of noise barrier by wind pressure)

  • 윤제원;박진일;권형오;김영찬;김두훈
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 추계학술대회논문집 I
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    • pp.150-154
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    • 2001
  • 도로 및 철도에서 발생하는 소음을 저감시키기 위해 설치되는 방음벽은 흡음률, 투과손실 등과 같은 음향성능 외에도 태풍과 같은 강풍에 견딜 수 잇는 구조성능이 확보되어야 한다. 따라서, 본 논문에서는 지역별 특성 및 풍속을 고려한 풍압을 산정하는 방법을 소개하고, 풍압에 의한 방음판의 구조해석을 수행하였다. 또한, EN 1794-1의 규정에서 정하는 시험방법에 따른 방음판의 하중변형량 시험을 통하여 방음판의 구조성능을 평가하였다.

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대형 진동대 실험 및 수치해석을 이용한 다자유도 기둥 구조물과 군말뚝 기초의 지반-구조물 상호작용 평가 (Evaluation of the Soil-Structure Interaction of a MDOF Column Type Structure on Group Piles Based on the Large Scale 1g Shaking Table Test and the Numerical Analysis)

  • 채종훈;윤형철;안재훈;정종원
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제38권4호
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    • pp.47-58
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    • 2022
  • 동적 하중 재하시 지반-구조물 상호작용 확인을 위해 최근까지 단말뚝을 고려한 진동대 실험이 많이 시행됐다. 그러나, 실제 구조물의 대부분은 군말뚝 기초로 지지되는 기둥 형태의 다자유도 구조물이므로 본 연구에서는 이를 고려하여 대형 진동대 실험 및 수치해석을 통해 지반-구조물 상호 작용을 분석하였다. 연구 결과, 다자유도 기둥 구조물은 가속도의 증가 및 구조물의 고유 진동수와의 일치 여부에 따라 말뚝의 모멘트는 증가하였다. 또한, 동적 p-y 곡선의 기울기는 가속도 및 입력 진동수의 변화에 상관없이 일정한 기울기를 나타내었다. 다자유도 기둥 구조물의 동적 p-y 중추 곡선 및 군말뚝의 모멘트에 대한 분석 결과, 반복하중에 의해 배후말뚝 조건인 양 측면말뚝보다 선두말뚝의 중심말뚝에서 큰 지반 저항력을 나타내며, 군말뚝 효과는 기존 연구와는 상이하게 7D 이상에서도 발현되는 것으로 나타났다.

큐브위성 탑재를 위한 MEMS 고체 추력기의 구조설계 및 검증 (Structural Design and Verification of MEMS Solid Thruster for CubeSat Application)

  • 장수은;한성현;김태규;이종광;장태성;오현웅
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권5호
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    • pp.432-439
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    • 2015
  • MEMS 고체 추력기 모듈은 MEMS 고체 추력기와 MEMS 추력기 제어보드로 구성된다. MEMS 고체 추력기는 학문적 연구개발 목적으로 개발되었기 때문에 발사환경을 고려한 설계 및 시험이 이루어지지 않아 이를 큐브위성에 탑재 및 궤도검증을 위해서는 설계 시 추력기 모듈로의 발사 하중이 최소화 되도록 하는 위성체 시스템 레벨에서의 설계노력이 요구된다. 본 논문에서는 MEMS 고체 추력기의 조립 및 시험과정에서의 탈장착 용이성 및 발사환경에서의 구조건전성 확보를 위해 브래킷을 이용한 구조설계를 제안하였으며, 준정적해석과 랜덤해석 및 진동시험을 통해 설계의 유효성을 검증하였다. 또한, 본 논문에서 제안한 스프링 핀을 이용한 MEMS 추력기와의 전기적 체결방식은 발사 진동에서의 구조건전성 확보에 유효함을 입증하였다.

저진동 슬래그 분쇄장치용 감속기 개발 (Development of the Decelerator for Briquetting Machine with Low Vibration)

  • 이형우;허남수;김인환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제36권8호
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    • pp.1043-1049
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    • 2012
  • 다단의 기어와 이를 구동하고 지지하는 축 및 베어링으로 구성되는 슬래그 분쇄장치(Briquetting M/C) 용 감속기를 개발하기 위하여, AGMA 규격에 의한 치차의 굽힘강도와 면압강도의 해석과 케이스의 구조해석을 포함한 정적설계를 수행하고, 감속기의 불평형 질량, 기어의 맞물림 전달오차에 의한 기진력을 고려한 동적설계를 하였다. 진동해석 결과 감속기의 운전속도 범위 내에 위험속도가 없는 것을 확인하였다.

현수교의 시공절차와 인위적 불확실성을 고려한 구조신뢰성 평가 (Structural Reliability Evaluation Considering Construction Stage and Epistemic Uncertainty of Suspension Bridges)

  • 한성호;신재철
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권3A호
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    • pp.181-188
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    • 2009
  • 본 연구에서는 현수교의 합리적인 시공방안 결정 및 구조안전성 평가에 대한 기초자료를 제시하였다. 기 연구된 현수교의 해석모델 및 신뢰성이론을 바탕으로 초기형상해석, 자유진동해석, 시공변수를 고려한 시공단계해석 및 신뢰성해석 등을 수행 할 수 있는 수치해석프로그램을 개발하였다. 현수교의 시공방안은 보강형의 시공순서, 시공방향 및 주경간과 측경간의 동시 시공성 등의 다양한 시공변수를 고려하여 설정하였다. 시공방안에 따른 동적시공단계해석은 작성된 해석프로그램에 의해 수행하였으며 주요부재의 응답특성을 검토하여 각각의 시공방안에 대한 장 단점을 제시하였다. 시공단계별 구조신뢰성해석은 자연적 불확실성을 고려하여 신뢰성지수 및 파괴확률을 산정함으로써, 설정된 시공방안에 따른 현수교의 안전성을 정량적으로 평가하였다. 아울러, 인위적 불확실성을 고려하여 산정된 해석결과에 대해 재평가하였으며, 시공단계 위험성의 주요 퍼센트 분포를 빈도수 히스토그램을 이용하여 제시하였다.

1차원 및 2차원 구조물의 진동해석을 위한 파워흐름경계요소법의 연구 (Research of Power Flow Boundary Element Method for Vibrational Analysis of One and Two Dimensional Structures)

  • 박도현;홍석윤;이호원;서성훈;길현권
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2001년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.78-84
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    • 2001
  • In this paper, Power Flow Boundary Element Method(PFBEM) has been developed for one and two dimensional noise and vibration problems in the medium to high frequency ranges. Green functions used for PFBEM are the fundamental solutions of energy governing equations. Both direct and indirect methods of PFBEM have been formulated and numerically applied to predict the vibrational energy density and intensity distributions of simple beams, rectangular plates and L-type plates.

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4계 상미분방정식에 의한 변단면 Timoshenko 보의 자유진동 (Free Vibrations of Tapered Timoshenko Beam by using 4th Order Ordinary Differential Equation)

  • 이병구;박광규;이태은
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.185-194
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    • 2012
  • 이 연구는 회전관성과 전단변형을 동시에 고려한 변단면 Timoshenko 보의 자유진동에 관한 연구이다. 변단면 보의 단면은 폭이 포물선 함수로 변화하는 변화폭 직사각형 단면으로 채택하였다. 이러한 보의 자유진동을 지배하는 수직변위에 대한 4계 상미분방정식을 유도하였다. 이 상미분방정식을 수치해석하여 고유진동수와 진동형을 산출하였다. 수치해석 예에서는 회전-회전, 회전-고정, 고정-고정 지점을 고려하였다. 진동형은 변위의 진동형뿐만 아니라 합응력의 진동형도 산출하여 그림에 나타내었다. 휨 회전각과 전단변형에 의한 수직변위 및 전단면 회전각의 구성비율을 산정하였다.