• Title/Summary/Keyword: 동적해석모델

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Efficient Analysis of Structure Vibration Induced by Walking Loads (보행하중에 의한 구조물 진동의 효율적인 해석)

  • 김기철;이동근
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.5 no.1
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    • pp.21-29
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    • 2001
  • 주차장, 버스터미널, 스타디움, 집회공간과 같은 낮은 고유진동수를 갖는 장경간 건축물에서는 저속 차량의 이동하중이나 보행자의 보행하중과 같은 동적하중에 의해 과도한 바닥판 진동이 발생할 수 있으며 이러한 진동은 건축물의 이용자에게 불쾌감을 일으켜 건축물의 사용성에 심각한 영향을 주게된다. 구조물에 가해지는 보행하중의 일반적인 적용방법은 분할된 요소의 절점을 따라 절점하중으로 가하는 것이다. 그러나 이러한 해석모델은 보행하중을 절점에만 가해야하는 제한적인 문제점을 가지고 있어 보폭 수만큼 절점을 생성시켜야 하며 보폭이 변하거나 절점이외에 하중이 작용할 경우 해석모델을 수정해야하는 번거로움이 있다. 본 연구에서는 보행하중에 대한 계측과 분석을 통하여 보행하중의 동적특성을 분석하였으며 계측한 보행하중을 예제구조물에 적용하였다. 그리고 보행하중에 의한 구조물 진동의 효율적인 해석을 위하여 구조물에 가해지는 보행하중을 등가의 절점하중으로 치환하는 방법을 제안하였으며 제안된 등가절점 하중의 타당성을 검증하기 위하여 예제구조물의 진동해석을 수행하였다.

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dynamic Analysis of Ring-Stiffened Axisymmetric Shells (링보강 축대칭 쉘 구조물의 동적 해석)

  • 황철성
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.2
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    • pp.83-98
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    • 2000
  • 자오방향 및 주변방향으로 피르스트레스트 하중이 작용된 축대칭 쉘 구조물을 기하학적으로 축대칭인 구조물의 특성을 최대한으로 이용할 수 있도록 회전 링요소로 모델화하였다 보강링 요소의 모델은 축대칭 쉘요소를 이용하였으며 본체 구조물과 절점에서 부착되있는 것으로 가정하여 이의 편심을 고려하였다 유체-구조물의 상호관계는 접촉면에서 구조물의 가속도에 비례한 부가질량으로 표현하였으며 부가질량은 유체를 비점성 비압축 및 비회전을 가정하여 유한요소법에 의해 구하였다 이에 대한 수치해석을 통하여 고유진동해석 및 지진하중을 주하중으로 한 동적해석을 실시하였다 프로그램을 통하여 해석한 결과를 프리스트레스 하중 하에서 고유진동수에 대한 정해와 비교한 결과 20개의 요소로 모델링한 경우에서도 정해와 근접한 해를 얻을 수 있었다 또한 내부유체가 있는 경우와 링보강을 한 경우에 대한 고유진동수를 문헌과 비교한 결과 근접한 해를 얻을 수 있었다.

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A Dynamic Analysis of PSC Box Bridge Varying Span Lengths for Increased Speeds of KTX (고속철 속도변화에 대한 PSC박스 교량의 경간길이 별 동적해석)

  • Oh, Soon Taek;Lee, Dong Jun;Shim, Young Woo;Yun, Jun Kwan
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.15 no.4
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    • pp.204-211
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    • 2011
  • A dynamic analysis procedure is developed to provide a better estimation of the dynamic responses of bridge during the passage of high speed railway vehicles. Particularly, a three dimensional numerical model including the structural interaction between high speed vehicles, bridges and railway endures to analyse accurately and evaluate with in-depth parametric studies for dynamic responses of various bridge span lengths running KTX railway locomotive up to increasing maximum speed(450km/h). Three dimensional frame element is used to model the simply supported pre-stressed concrete (PSC) box bridges for four span lengths(40~25m). Track irregularity employed as a stationary random process from the given spectral density functions and irregularities of both sides of the track are assumed to have high correlation. The high-speed railway vehicle (KTX) is used as 38-degree of freedom system. Three displacements (Vertical, lateral, and longitudinal) as well as three rotational components (Pitching, rolling, and yawing) are considered in the 38-degree of freedom model. The dynamic amplification factors are evaluated by the developed procedure under various traveling conditions, such as track irregularity camber, train speed and ballast. The dynamic analysis such as Newmark-${\beta}$ and Runge-Kutta methods which are able to analyse considering the dynamic impact factors are compared and contrasted.

Dynamic Instability and Multi-step Taylor Series Analysis for Space Truss System under Step Excitation (스텝 하중을 받는 공간 트러스 시스템의 멀티스텝 테일러 급수 해석과 동적 불안정)

  • Lee, Seung-Jae;Shon, Su-Deok
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.24 no.3
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    • pp.289-299
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    • 2012
  • The goal of this paper is to apply the multi-step Taylor method to a space truss, a non-linear discrete dynamic system, and analyze the non-linear dynamic response and unstable behavior of the structures. The accurate solution based on an analytical approach is needed to deal with the inverse problem, or the dynamic instability of a space truss, because the governing equation has geometrical non-linearity. Therefore, the governing motion equations of the space truss were formulated by considering non-linearity, where an accurate analytical solution could be obtained using the Taylor method. To verify the accuracy of the applied method, an SDOF model was adopted, and the analysis using the Taylor method was compared with the result of the 4th order Runge-Kutta method. Moreover, the dynamic instability and buckling characteristics of the adopted model under step excitation was investigated. The result of the comparison between the two methods of analysis was well matched, and the investigation shows that the dynamic response and the attractors in the phase space can also delineate dynamic snapping under step excitation, and damping affects the displacement of the truss. The analysis shows that dynamic buckling occurs at approximately 77% and 83% of the static buckling in the undamped and damped systems, respectively.

Dynamic Analysis of Lateral Pile under Seismic Loading (지진하중을 받는 파일기초의 횡방향 동적 거동해석)

  • 이인모;이현종
    • Geotechnical Engineering
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    • v.4 no.1
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    • pp.29-36
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    • 1988
  • Dynamic analysis of lateral pile under seismic loading is performed in this paper. As an analytical model, the Bean-on-twinkler Foundation Model is used for this study because of its simplicity and acceptible accuracy . The method suggested by Kagawa and Kraft, which can account for non-linear effects, is used for the dynamic P-y relationship This relationship is found to be the most important factor in analysis . Group pile effects are also considered approximately The results of dynamic analysis show that a pile without supporting mass follows the soil movement ; in the case of a pile with supporting mass, the relative displacement between the soil and the pile occurs . When designing piles, it must be considered that piles have to resist the curvatures originated by the soil movement.

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On the III-condition of Reverse Process from Structural Dynamic Response Data (구조시스템의 동적응답을 이용한 역해석에서의 악조건 특성 규명)

  • 양경택
    • Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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    • v.12 no.1
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    • pp.83-94
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    • 1999
  • 본 연구에서는 시스템의 해석적 모델과 측정된 응답을 이용하여 입력하중을 추정하는 역해석 기법을 유한요소모델과 같은 해석적 모델을 알고 있는 경우와 주파수응답함수와 같은 실험적 모델을 알고 있는 경우에 대하여 제시하였으며 이때 발생되는 수학적 악조건의 특성을 규명하였다. 역해석시 발생되는 수학적 악조건은 시스템의 동강성행렬과 측정위치에 의해 결정되는 특성행렬의 조건수에 따라 결정되며 역해석기법을 공학문제에 적용하기 위하여는 특성행렬의 조건수가 낮아지도록 주자유도 및 측정점을 선택하여야 하고 특히 공진영역 및 반공진영역에서는 필연적으로 악조건이 발생됨을 알 수 있었다. 수학적 악조건의 특성을 명확히 규명하기 위하여 간단한 수치해석을 통하여 그 결과를 제시하였다.

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An Analytical Study on Moment Response of Welded Steel Pipe for Loading Rate (재학속도에 따른 용접강관의 모멘트 응답특성에 관한 해석적 연구)

  • Chang, Kyong-Ho;Jang, Gab-Chul
    • Journal of Korean Association for Spatial Structures
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    • v.11 no.4
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    • pp.37-47
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    • 2011
  • This article aims to analytically research for influence of residual stresses on bending moment responses against welded steel pipes subjected to quasi -static or dynamic loadings. The residual stresses of the welded steel pipe are computed by three-dimensional welding simulation. The bending moment responses of the welded and seamless steel pipes are determined by using three-dimensional dynamic elastoplastic FE analysis as a function of loading rate. It is seen from analytical results that the welded steel pipe shows lower moment response comparing to the seamless steel pipe, and moment difference between seamless and welded steel pipes tends to decrease as loading rate increases.

Effects of Nonlinear Soil Characteristics on the Dynamic Stiffnesses of a Foundation- Soil system Excited with the horizontal Motion (지반의 비선형 특성이 수평방향 운동을 받는 기초지반 체계의 동적강성에 미치는 영향)

  • 김용석
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.4 no.3
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    • pp.55-65
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    • 2000
  • 구조물 지진해석을 위한 구조물 -지반 상호작용 해석에서도 비선형 지반 특성을 고려한 비선형해석이 요구되고 있어 구조물 비선형 지진 해석을 위해 기초 지반에 대한 수평방향 비선형 해석을 수행하였다. 기초지반은 UBC 분류에서 규정한 보통지반인 Sn 지반과 연약지반인 SE 지반을 고려하였고, 지반의 비선형 특성은 Ramberg-Osgood 모델을 이용하였다. 비선형 지반이 기초지반 수평 및 회전 동적 강성 및 감쇠비에 미치는 영향을 조사하기 위하여 얕은 기초와 묻힌기초에 대해 기초 크기, 지반깊이 및 말뚝유무에 따른 동적 강성 및 감쇠비 변화를 조사하였는데, 지반의 비선형 특성이 기초지반의 선형 수평 및 회전 강성과 감쇠비를 크게 감소 또는 증가시키는 것으로 나타났으며, 기초크기, 지반깊이 및 말뚝유무의 영향도 큰 것으로 나타나 구조물 지진해석시 기초크기, 지반깊이 및 말뚝유무와 함께 지반의 비선형성도 고려하는 것이 필요한 것으로 판단되었다.

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An Efficient Model for Dynamic Analysis of Caisson Breakwaters under Impulsive Wave Loadings (충격파력을 받는 케이슨 방파제의 동적 해석 모델)

  • 박우선;안희도
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.7 no.1
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    • pp.108-115
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    • 1995
  • An efficient model for the dynamic analysis of caisson breakwaters under impulsive wave loadings is presented. The caisson structure is. regarded as a rigid body, and the rubble mound foundation is idealized as virtual added masses, springs, and dampers using the elastic half-space theory. The frequency-dependent hydrodynamic added mass and damping coefficients are considered by using the time memory functions and added mass at infinite frequency. To simulate the permanent sliding phenomenon of the caisson, the horizontal spring is modeled as a nonlinear spring with plastic behaviors. Comparisons with experimental results show that the present model gives fairly good results. Sensitivity analysis is performed for the relevant parameters affecting the dynamic responses of a caisson breakwater. Numerical experiments are also carried out to investigate the applicability to the prediction of permanent sliding distance and critical weight of the caisson.

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Development of MATLAB Simulator to Analyze HEV Operation (HEV 운전 특성 분석을 위한 MATLAB 시뮬레이터 개발)

  • Lim, Deok-Young;Im, Jae-Kwan;Choi, Jae-Ho;Chung, Gyo-Bum
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2010.07a
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    • pp.554-555
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    • 2010
  • HEV 운전특성 연구를 위한 시뮬레이터에 사용되는 HEV 구성요소들의 모델링은, 연구 목적에 따라 크게 정상상태 모델과 동적모델로 분류할 수 있다. 정상상태 모델이 시스템의 구조해석과 포괄적인 운전전략에 관한 툴이라면 동적모델은 각 구성요소의 특성과 손실에 관하여 더 자세한 정보를 제공한다. 본 논문은 HEV 운전 특성 분석을 위한 시뮬레이터에 사용하기 위한, Energy-based system model을 기반으로 한 정상상태 모델과 동적 모델을 제안한다.

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