Park, Kook Jin;Park, Yong Jin;Cho, Jin Yeon;Park, Chan Yik;Kim, Seung Jo
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.40
no.11
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pp.963-971
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2012
In this paper, development of optimal design tools for wing structure is described including multi load spectra condition and fatigue analysis. Two dimensional CFD result are used for calculating aerodynamic force. Design variables are composed of a number of rib and spar, positions, and thickness of each structural member. The mission profile for fatigue analysis is composed based upon the results of CFD analysis, the flight-by-flight spectra method, the excessive curves for gust loads. Minor's rule was used to deal with multi-load condition. Stress analysis and fatigue analysis are performed to calculate objective functions. Particle Swarm Optimization(PSO) algorithm was used to apply to problems which have dozens of design variables.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.20
no.9
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pp.2800-2811
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1996
The deformation of a structure shall be called homologous, if a given geometrical relation holds, for a given number of structural points, before, during, and after the deformation. Some researchers have utilized the idea on structural design with finite element method. The approaches use the decomposition of the FEM equation or equality of eqality equations to obtain homologous deformation. However, weight reduction and response constraints such as stress, displacement or natural frequency cannot be considered by those theories. An optimization method solving the above problems is suggested to gain homologous deformation. Homology constraints can be considered under multiple loadindg conditions as well as a single loading condition. Homology index is defined for the multiple loading conditions Examples are solved to present the performances of the method.
Spatial structures have the different dynamic characteristics from general rahmen structures. Therefore, it is necessary to accurately analyze dynamic characteristics and seismic response for seismic design of spatial structure. Keel arch structure is used as an example structure because it has primary characteristics of spatial structures. In case of spatial structures with different ground condition and time lag, multiple support excitation may be subjected to supports of a keel arch structure. In this study, the response of the keel arch structure under multiple support excitation and with time lag are analyzed by means of the pseudo excitation method. Pseudo excitation method shows that the structural response is divided into two parts, ground displacement and structural dynamic response due to ground motion excitation. It is known that the seismic responses of spatial structure under multiple support excitation are different from those of spatial structure under simple excitation. And the seismic response of spatial structure with time lag are different from those of spatial structure without time lag. Therefore, it has to be necessary to analyze the seismic response of spatial structure under multiple support excitation and time lag because the spatial structure supports may be different and very long span. It is shown that the seismic response of spatial structure under multiple support seismic excitation are different from those of spatial structure under unique excitation.
Many research of elastohydrodynamic lubrication (EHL) has been performed under the condition of steady state loading. However, mechanical elements undergo severe high loads that are in the fluctuating modes of frequency and amplitude. Conventional numerical method for the circular contact of EHL study has the difficulty in making the film thickness and pressure of EHL converged in high loads of steady state as well as fluctuating loading conditions. In this work, multigrid multilevel method are used for the stable convergence of film pressure and thickness under the conditions of high as well as varying loads, and very stable solutions of film behaviors with elastic deformation are obtained. Several results of dynamic loading condition are shown and compared with those of steady state condition in the aspects of circular EHL film thickness and pressure.
Kim, Ji-Ho;Jeong, Hyeon-Sic;Kwon, Oh-Yeob;Shin, Jong-Ho
Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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v.16
no.1
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pp.25-50
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2014
In order to identify a load transfer mechanism of ground anchors, the behavior of multi load transfer ground anchor systems was investigated and compared with those of compression type anchors and tension type anchors. Large scale model tests were performed and stress-strain relationships were obtained. The load transfer mechanism of ground anchors was also investigated in the field tests. Finally, numerical analyses to predict the load-displacement relationships of anchors were conducted. It is concluded that the load transfer characteristics of MLT anchors are mechanically much more superior in the pull-out resistance effect than those of existing compression and tension type anchors. From the results of research work, we could suggest that the max pull-out capacity of anchor capacity to each the soil condition. Also, the MLT anchors can be used to achieve both structural enhancement and economic construction in earth retaining or supporting structures.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.30
no.11
s.254
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pp.1472-1478
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2006
Double-deck train has been attracted growing attention as next generation transportation around metropolis because of high passenger carrying capacity. To develop high-speed double-deck train with low operational costs, the carbody must be designed as light as possible. In addition, the carbody must be strong enough to ensure the safety of passengers. To meet these design requirements, we perform systematically weight minimization that determines thickness of aluminum extruded panels of the carbody. First, to reduce the design variables, we carry out the screening process that select sensitive or/and important design variables through design exploration. Then, weight minimization is accomplished under multi-loading condition such as vertical, compressive and torsional loads, while satisfying strength constraints of the design regulations. Finally, the result of design optimization is discussed by comparison with its initial design.
The characteristics of the skin shear stress distribution for the fixed length of the ground anchor are extremely nonlinear and the engineering mechanisms are complex relatively. So it is difficult to design the anchors simulating the actual behavior by considering various soil conditions and nonlinear behavior. Due to these limits, constant skin shear stress distributions for the whole fixed length of the ground anchor are usually assumed in the design for the sake of convenience. In this study, to assess the pull-out behavior of the tension-type ground anchors, the in-situ pull-out tests in weathered-soil conditions were carried out. Based on the test results, the skin shear behaviors for the fixed length of tension-type ground anchors were established and the multi-linear slip shear model predicting this behavior and an analytical technique applying this model were proposed. From the similarity between the results of the in-situ pull-out tests and those of the analytical technique, the applicability and availability of the multi-linear slip shear model and the proposed analytical technique were verified. The maximum shear stress was developed at the start point of the fixed length acting with the smaller load than the maximum pull-out load but the minimum shear stress was developed at the start point of the fixed length and the maximum shear stress was developed at the point apart from the start point of the fixed length after the maximum pull-out load.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2011.04a
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pp.570-573
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2011
본 논문에서는 배관의 국부변형을 고려하여 각 배관의 특성으로 인하여 발생하게 되는 최대 응력 발생지점에 대한 평가 및 설계기법을 제안한다. 다중관은 일반적으로 배관의 매설 조건이 불안정한 곳이나 배관의 내부 유체의 유출 모니터링 및 난방관 등의 보온을 목적으로 사용되나, 다중관의 거동에 대한 거동 및 설계에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서 제안한 기법은 탄성범위에서 거동하는 연성관을 대상으로 하며 외관의 형상 및 외부 하중에 의하여 예상되는 국부 변형을 설계 인자로 고려하는 방법이다. 일반적인 원형관의 경우 관의 하단부에서 가장 큰 국부 변형 반경을 나타나며, 국내외에서 사용하고 있는 정사각 콘크리트 보호공의 경우 관의 상측, 하측부($45+90n^{\circ}$)에서 가장 큰 반경을 관찰할 수 있다. 이는 내압이 작용하는 구조물에 대하여 낮은 압력에도 항복에 이르는 환경을 제공하기 때문에 설계 시 반영되어야 할 중요한 요소이다.
Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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v.30
no.6
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pp.107-115
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2002
A parametric study has been conducted to evaluate the effects of finite element modeling methods on the internal loads, sizing and the weight of the multi-spar aircraft wing structures. The wing is idealized into total 18finite element models and subjected to 4typical external load conditions. An automatic sizing algorithm based on MSC/NASTRAN and MSC/PATRAN is developed. The results show that the critical part affection the internal loads and weight of the structure is wing skin. Effect of modeling of the spar and rib on the structural behavior is not manifest. On the contrast to the general expectation, the models using the bending-resistant elements show the heavier weight than ones by the elements without bending stiffness. From this results, designers of multi-spar wing are recommended to construct the finite element model considering the bending stiffness, or to check the characteristics of the structure before modeling.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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