An explicit finite element nonlinear formulation for very large deformations of plane frame structures is developed. The formulation is based on an updated material reference frame and hence a true stress-strain relationship can be directly applied to characterize the properties of material which is subjected to very large deformations. In the formulation, a co-rotational approach is applied to deal with the large rotations but small strain problems. Straight beam element is considered when the strain of an element is large. The element formulation is based on the small deflection beam theory but with the inclusion of the effect of axial force. The element equations are constructed in an element local coordinate system which rotates and translates with the element, and then transformed to the global coordinate system. Several numerical examples are analyzed to validate the presented formulation.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2010.04a
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pp.449-453
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2010
본 논문에서는 점성 및 감쇠가 있는 단자유도 구조물의 등가감쇠비를 효율적으로 구하는 방법을 제시하였다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 마찰감쇠기가 설치된 단자유도 건물은 마찰감쇠기외에 점성감쇠가 동시에 존재하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 등가감쇠비를 산정하기 위해서 첫째, 점성과 마찰감쇠가 있는 단자유도계 건물의 자유진동 정해를 통하여 변위응답과 가속도 응답특성을 분석하였다. 둘째, 자유진동의 경우 응답이 멈출 때까지 소산에너지식을 이용하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 셋째, 조화가진 일 때는 수치해석을 통하여 마찰력비 $F_r$에 따른 응답 특성을 알아보았다. 넷째, 조화가진의 경우 에너지 균형식을 바탕으로 등가점성감쇠비를 유도하였다. 등가점성감쇠비는 변위응답비의 영향을 받으므로 응답을 알아야만 구할 수 있다. 건물 응답의 진동수 특성은 협소영역(narrow band)이므로 고유진동수에 의해 지배된다고 가정하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 마지막으로, 유도한 자유진동과 조화가진의 등 가점성감쇠비를 이용한 등가선형운동방정식의 해를 비선형 수치해석 한 결과와 비교하여 검증하였다.
Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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v.30
no.2
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pp.139-145
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2010
Bending fatigue of aluminium alloy was characterized by acoustic nonlinearity of narrow band laser-generated surface wave. The higher harmonic components generated intrinsically by arrayed line laser beam were analyzed theoretically and acoustic nonlinearity was measured successfully on the surface of fatigue damaged aluminium 6061 alloy. The acoustic nonlinearity increased as a function of fatigue cycles and has close relation with damage level. Consequently, the nonlinear acoustic technique of laser-generated surface wave could be potential to characterize surface damages subjected to fatigue.
Investigations of the relation between the stack temperature profile of a standing wave thermoacoustic cooler and the cooling efficiency were performed. Based on the mathematical derivations using the Rott Equation, it was found that the temperature profile along the stack becomes nonlinear as the enthalpy flux passing through the stack increases. It was also found that such nonlinear temperature profiles lower the cooling efficiency. Simulations using a thermoacoustic simulation program called DELTAE showed that the nonlinear temperature profile occurs with a long stack and large cooling load.
The objective of this study is to investigate the correlation between steady shear flow (nonlinear behavior) and dynamic viscoelastic (linear behavior) properties for concentrated polymer solutions. Using both an Advanced Rheometic Expansion System(ARES) and a Rheometics Fluids Spectrometer (RFS II), the steady shear flow viscosity and the dynamic viscoelastic properties of concentrated poly(ethylene oxide)(PEO), polyisobutylene(PIB), and polyacrylamide(PAAm) solutions have been measured over a wide range of shear rates and angular frequencies. The validity of some previously proposed relationships was compared with experimentally measured data. In addition, the effect of solution concentration on the applicability of the Cox-Merz rule was examined by comparing the steady flow viscosity and the magnitude of the complex viscosity Finally, the applicability of the Cox-Merz rule was theoretically discussed by introducing a nonlinear strain measure. Main results obtained from this study can be summarized as follows : (1) Among the previously proposed relationships dealt with in this study, the Cox-Merz rule implying the equivalence between the steady flow viscosity and the magnitude of the complex viscosity has the best validity. (2) For polymer solutions with relatively lower concentration, the steady flow viscosity is higher than the complex viscosity. However, such a relation between the two viscosities is reversed for highly concentrated polymer solutions. (3) A nonlinear strain measure is decreased with increasing stran magnitude, after reaching the maximum value in small strain range. This behavior is different from the theoretical prediction demonstrating the shape of a damped oscillatory function. (4) The applicability of the Cox-Merz rule is influenced by the $\beta$ value, which indicates the slope of a nonlinear stain measure (namely, the degree of nonlinearity) at large shear deformations. The Cox-Merz rule shows better applicability as the $\beta$ value becomes smaller.
The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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v.29
no.6C
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pp.763-769
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2004
It is known that a bent function corresponds to a perfect nonlinear function, which makes it difficult to do the differential cryptanalysis in DES and in many other block ciphers. In this paper, for an odd prime p, quadratic p-ary bent functions defined on finite fields are given from the families of p-ary sequences with optimal correlation properly. And quadratic p-ary bent functions, that is, perfect nonlinear functions from the finite field F $_{p^{m}}$ to its prime field $F_{p}$ are constructed by using the trace functions. trace functions.
Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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v.12
no.3
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pp.475-484
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1999
압력절점은 요소의 균등한 압력증분을 1개의 자유도로 갖는 절점이며, 유한요소의 하중-변위 평형방정식에 체적과 압력의 관계를 추가하여 한계압력 이후에서도 체적변화에 따른 압력증분을 직접적으로 제저할 수 있는 절점이다. 본 연구에서는 철근콘크리트의 평면 구성 방정식과 적층정식화에 적용한 쉘 요소에 압력절점을 추가하고 해석시 체적을 제어함으로써 철근콘크리트 원통형 구조에 대해 파괴까지의 극한내압 능력을 해석할 수 있는 체적제어 비선형 해석기법을 개발하였다. 본 논문에서 제안한 해석기법을 이용하여 철근콘크리트 원통형 구조물에 대하여 비선형 해석을 수행하여 한계압력과 한계압력 이후의 구조물의 거동을 예측하였으며 실험결과와 비교 검증하였다.
Proceedings of the Korean Institute of Intelligent Systems Conference
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2007.04a
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pp.382-385
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2007
본 논문에서는 다중 표적의 중첩이라는 상황에 대한 새로운 해결 방식을 소개한다. 비선형 표적의 위치와 속도에 대한 추적을 중심으로 표적과 비표적의 중첩이 일어나는 순간 이후 분리되었을 때 추적중인 표적을 지속적으로 유지할 수 있는 방법에 대해 이야기 하고자 한다. 이 논문에서 제안된 알고리즘은 예측 명중위치 개념과 최대 잡음수준을 이용한 칼만필터 기반의 적응 상호작용 다중모델 기법으로 측정된 위치값과 예측된 명중위치 사이의 차이를 고려한 변형된 칼만필터 개념을 이용한다. 이 논문에서는 비선형 표적의 가속도를 시변 변수인 표적의 추가적인 잡음으로 두고 각각의 가속도 간격의 정도에 따라 얻어지는 모든 잡음에 대한 변수에 의해 각각의 하부 모델들을 특성화시켰다. 제안된 알고리즘은 표적의 운동특성에 따라 적응적으로 기법을 선택할 수 있는 선택적 방식을 구현하고자 한다. 표적의 기동중에 나타나는 가속도를 효과적으로 다루기 위하여 잡음의 크기가 급격히 증가하는 경우 그 증가분을 가속도로 인식하여 기동표적 관계식에 이용한다. 그리고 제안된 알고리즘의 수행 가능성을 보여주기 위하여 몇 가지 예를 제시하였다.
Fatigue life prediction of matrix dominated composite laminates, which have a nonlinear stress/strain response, was studied analytically and experimentally. A stress function describing the relation of initial fatigue modulus and elastic modulus was used in order to consider the material nonlinearty. New modified fatigue life prediction equation was suggested based on the fatigue modulus and reference modulus concept as a function of applied stress. The prediction was verified by torsional fatigue test using crossply carbon/epoxy laminate tubes. It was shown that the proposed equation has wide applicability and good agreement with experimental data.
계측 시스템이나 시스템 식별을 수행할 때 정확히 모델링 되는 플랜트를 가정할 경우, 입출력 신호간 혹은 상태 변수들 사이의 비선형 함수 관계를 유도해 낼 수 있다. 그런데 특히 비선형 함수가 매우 복잡하여 해를 닫힌 형태로 구할 수 없을 경우 고려하는 변수들 양자간의 수학적 모델링을 기반으로 루프내 변수가 방정식의 해로 수렴하는 대수 루프를 구성할 수 있다. 이는 모델을 정확히 아는 시스템에 대하여 출력으로부터 입력을 추정하는 역시스템(inverse system)을 구성하는 것과 유사하다. 이러한 개념을 응용한 간단한 예로 용량형 센서의 입출력 비선형성을 제거해주는 역시스템을 대수 루프를 통하여 구현하였다. 또한 구현한 루프가 항상 유일한 해로 수렴할 수 있도록 하는 조건을 구하였다. 해석된 결과를 바탕으로 구현된 루프가 컴퓨터 시뮬레이션 및 아날로그 회로 실험에서도 잘 동작함을 검증하였다. 시뮬레이션 결과로 보인 잡음에 대한 강인성과 실제 회로 실험 결과는 대수 루프의 구현이 실제 용량형 센서 등에 용이하게 적용될 수 있음을 보여준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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