• 제목, 요약, 키워드: 빔-스프링 모델

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복층터널 안정성 분석을 위한 빔-스프링 모델 개발 (Development of beam-spring model to analyse the stability of double-deck tunnel)

  • 이상현;안준상;강경남;김병찬;송기일
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • v.19 no.2
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    • pp.301-317
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    • 2017
  • 본 연구는 복층터널 생애전주기 안정성 평가 프로그램 개발을 위한 초기 연구로서, 복층터널 안전성 분석을 위한 빔-스프링 모델 기반의 구조해석 솔버를 개발하였다. 구축된 복층터널의 빔-스프링 모델을 사용하여 중간슬래브 지지방식, 터널심도 및 지반탄성계수가 복층터널의 안정성에 미치는 영향에 대하여 분석하였으며, 상용 구조해석 프로그램과 비교검토를 수행하였다. 중간슬래브의 지지방식은 세그먼트 라이닝과 일체화 거동에 영향을 미치고, 터널심도가 깊어질수록 중간슬래브가 복층터널의 안정성에 미치는 영향력이 상대적으로 작아지는 것으로 판단된다. 지반탄성계수와 중간슬래브가 세그먼트 라이닝 부재력 분포에 미치는 영향의 관계는 추가적인 연구가 필요할 것으로 판단된다.

쉴드 터널 세그먼트 라이닝 설계에서 빔-스프링 구조 모델이 단면력에 미치는 영향 (A study on the factors influencing the segment lining design solved by beam-spring model in the shield tunnel)

  • 김홍문;김현수;심경미;안성율
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • v.19 no.2
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    • pp.179-194
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    • 2017
  • 쉴드터널의 세그먼트 라이닝 단면 설계는 일반적으로 빔-스프링 모델을 사용하여 이루어지며, 산정되는 단면력은 모델구성요소인 작용하중, 지반반력계수, 세그먼트 조인트 위치 및 강성 등의 영향을 받는다. 국내 쉴드터널 세그먼트라이닝의 설계는 해외에서 사용되고 있는 구조해석 모델과 이음부 강성을 주로 이용하고 있으며, 기존 설계에서 사용하고 있는 구조해석 모델이나 조인트 강성을 적합여부 검토 없이 관행적으로 사용해오고 있다. 본 연구에서는 쉴드터널 세그먼트 라이닝의 부재력을 산정하기 위해 필요한 지반반력계수, 모델링 방법 등 빔-스프링 모델의 기본 구성요소들에 대한 비교 검토를 통하여 세그먼트 라이닝 설계법을 구성하는 기본 요소들의 적용방법을 제안하였다.

멀티스팬 빔의 진동특성에 관한 연구 (A study on the vibration characteristics of multispan beams)

  • 홍진선
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • pp.420-425
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    • 1997
  • 본 연구에서는 병진 스프링과 회전 스프링으로 동시에 지지되어 있으며 다수의 집중질량과 회전관성이 결합된 멀티스팬빔의 무차원 설계변수에 따른 진동특성의 엄밀해를 빠른 계산속도로 해석할 수 있는 이론적 진동해석 방법을 제시하였다. 그리고, 지금까지 연구되어 온 여러 가지 해석모델에 적용하여 본 연구에서 이용한 해석기법의 타당성을 검증하였다.

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조인트 등가빔을 이용한 저진동 차체 모델링 및 해석기법 (Modeling and Vibration Analysis of Vehicle Structures Using Equivalent Beam Stiffness for Joint)

  • 임홍재;김윤영;이상범;송명의
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • pp.40-44
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    • 1995
  • 본 논문에서는 결합부의 강성도를 나타내기 위해 그동안 사용되어 오던 기존의 스프링 모델을 사용하는 대신 등가빔 조인트 모델을 차체의 유한요소모델에 적용하여 보았으며 차체의 기본 진동 모드 해석을 통해 그 타당성을 검증하여 보았다. 특히 본 연구를 통해 차체 설계시 특정 결합부 강성도를 효율적으로 결정할 수 있는 방법의 개발이 가능해졌으며 그 방법의 개발을 위해 현재 계속 연구가 진행되고 있음을 밝힌다.

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스프링-매스-빔 모델을 이용한 유연매체의 정.동적 거동해석 (Static and Dynamic Analysis of Flexible Media Using Spring-Mass-Beam Model)

  • 지중근;정진우;홍성권;박노철;박영필
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • pp.906-911
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    • 2004
  • In the development of sheet-handling machinery, it is important to be able to predict the italic and dynamic behavior of the sheets with a high degree of reliability because the sheets are fed and stacked at such a high speed. In this paper, a spring-mass-beam model is introduced. This model consists of rotational springs, shear springs and masses. The formulations for static and dynamic behavior of sheets are introduced. And some simulations are presented for static and dynamic cases.

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실차 측정 정보를 이용한 군용 차량의 다물체 동역학 모델링 및 검증 (Modeling and Verification of Multibody Dynamics Model of Military Vehicle Using Measured Data)

  • 류치영;장진석;유완석;조진우;강이석
    • 대한기계학회논문집A
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    • v.38 no.11
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    • pp.1231-1237
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    • 2014
  • 군용 차량의 경우 야지 주행에 대한 성능 시험이 필수적인데 실차 시험의 경우 비용과 시간에 의한 제약을 받게 되므로, 시뮬레이션을 통한 성능 분석이 효율적이다. 본 연구에서는 상용 다물체 해석프로그램인 MSC.ADAMS 를 이용하여 차량 모델을 개발한다. 타이어 수직 강성 시험을 수행하고 FTire 모델에 반영하여 타이어 모델을 생성한다. 댐퍼의 경우 비선형 특성 시험을 통해 얻은 결과를 반영하여 댐퍼를 모델링 하였으며, 겹판 스프링은 빔 요소 모델로 차량 모델을 구성한다. 단순 장애물 통과 시험 및 파형로 통과 시험을 수행하고 가속도 응답 및 휠 하중 응답 분석을 통해 차량 모델의 신뢰성을 검증하였다.

광기록 장치의 픽업헤드용 2.4mm 크기의 미러의 제작과 구동실험 (Fabrication and driving experiment of 2.4mm size mirror for optical pick-up head)

  • 박근우;김용권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • pp.2266-2268
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    • 2000
  • 본 논문에서는 스캐닝 미러의 일종으로, 광저장 장치의 픽업헤드용으로 미세회전을 하면서 레이저 빔을 편향시키는 용도로 사용되는 미러를 제작하고 구동실험을 하였다. 제작된 미러의 크기는 $2400{\times}2400{\times}64{\mu}m^3$이고, 빔 스프링은 $500{\times}9.6{\times}64{\mu}m^3$이다. 니켈 전해 도금으로 29${\mu}m$ 높이의 구동 전극을 제작하였고(세가지 모델: 공기통로가 없는 전극, 공기통로와 간격이 각각 200${\mu}m$인 전극, 공기통로와 간격이 각각 100${\mu}m$인 전극), 미러판과 전극을 조립하여(미러판과 전극 사이의 간격은 각각 29${\mu}m$, 26${\mu}m$, 26${\mu}m$) 구동실험을 하였다. 공진 주파수의 계산간은 576Hz, 측정값은 3개의 미러에서 모두 568Hz이었다. 전극과 미러판의 간격이 최대 접근거리 18${\mu}m$가 되도록 미세 회전을 시켰을 때, 공기통로가 없는 전극에서는 공진 주파수가 524Hz, 공기통로가 200${\mu}m$인 전극에서는 544Hz로 각각 감쇠되었고, 공기통로가 100${\mu}m$인 전극에서는 그대로 568Hz이었다.

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하지 절단환자의 보행 능력 향상을 위한 에너지 저장형 의족의 유연 용골 설계를 위한 기초연구 (A Basic Study on the Design of the Flexible Keel in the Energy-Storage Prosthetic Foot for the Improvement of the Walking Performance of the Below Knee Amputees)

  • 장태성;이정주;윤용산;임정옥
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • v.19 no.5
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    • pp.519-530
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    • 1998
  • 본 논문에서는 하지 전단 환자의 보행 성능을 개선하고, 활동성을 증대시긴 목적으로 에너지 저장형 의족의 유연 용골 선계를 위한 기초 연구를 수행하였다. 문헌에서 얻을 수 있는 2차원 시상면에서의 정성걸음새와 인체측정 데이터를 분석하여, 의족의 유연 용골 기초 구조 모델을 제시하였다. 기초 구조 모델은 단순한 빔과 선혈 회전 스프링 ·댐퍼로 구성되었다. 고강도 경량 소재를 의족의 유연 용골 기초 구조에 적용하기 위해 탄소섬유 강화 복합재료를 용골의 기초 구조 소재로 선정하였다. 빔의 형상 변화에 따른 복원변형에너지를 유한요소해석에 의해 계산해내고, 빔형상 변화가 설계변수가 될 수 있음을 제시하였다. 복원변형에너지를 많이 저장할 수 있는 유연 용골 구조의 설계를 위해, 직교배열표를 이용한 조지전 시뮬레이션 계획을 세우고, 유한요소 프로그램인 ABAQUS를 이용하여 계획에 따른 유한요소해석을 수행하고, 분산활석을 통해 효과적인 에너지 저장형 의족의 유연 용골 구조를 얻어냈다. 유연 용골 구조를 이용한 의족걸음새의 동적 시뮬레이션 모델을 완성하고, 한 보행 사이클 동안의 동적 해석을 수행하였다. 그리하여 의족 시스템 개발을 위한 효과적 설계 과정이 제시되었다.

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파랑 중에 전진하는 선박에 대한 스프링잉 현상 해석 (An Analysis of the Springing Phenomenon of a Ship Advancing in Waves)

  • 이호영;신현경;박홍식;박종환
    • 대한조선학회논문집
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    • v.38 no.3
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    • pp.41-46
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    • 2001
  • 최근에 선박이 대형화되는 추세에 힘입어 조선소는 광폭천흘수선, 초대형 원유운반선 및 초대형 컨테이너선 등을 건조하고 있다. 이와 같은 선박은 상대적으로 다른 선박에 비해 강성이 작기 때문에 파랑 중에서 유탄성 운동을 하게 되고, 입사하는 파고가 작은 경우에도 선체의 2절 모드의 진동에 의해 선체의 갑판이 피로 파괴되는 경우가 종종 발생하는 것으로 알려져 있다. 본 논문에서 전진하는 선박의 유체 압력을 계산하기 위해 적분방정식은 3차원 소오스 분포법을 사용하고, 그린함수는 전진하면서 동요하는 형태를 이용하였다. 방사문제는 선박을 여러 개의 단면으로 나누어 단면간의 간섭효과를 고려하여 heave 및 pitch 강제동요와 관련된 부가질량 및 조파 감쇠계수를 계산하였고, 파강제력은 각 단면에서 선행해에 의한 힘만 고려하였다. 선박의 각 단면의 수직운동은 선박에 대한 운동방정식을 이용하고 강성행렬은 오일러 보 이론에 의해 산정되었다. 계산은 Esso-Osaka 선박을 모델로 도입하여 입사하는 파도의 주파수가 변함에 따른 선박의 각 단면에 대한 운동, 굽힘 모우멘트를 계산하였다.

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복층터널 내부슬래브의 연결형식에 관한 수치해석적 연구 (Numerical study on the connection type of inner-slab in double deck tunnel)

  • 이호성;문현구
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • v.18 no.5
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    • pp.441-451
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    • 2016
  • 본 연구에서는 쉴드 TBM에 의한 대심도 복층터널의 계획 시 세그먼트 라이닝의 거동을 주요 구조물인 내부 슬래브의 연결구조 형식에 따라 검토하였다. 복층터널의 내부슬래브와 세그먼트 라이닝 설계 요구조건을 정립하기 위하여 용도에 따라 내부 구조물의 형식을 정의하고, 터널 라이닝과 내부 슬래브의 연결구조를 비교하였다. 그리고 MIDAS Civil 2012 프로그램으로 빔-스프링 모델을 이용하여 수치해석을 수행하였다. 본 연구결과 중간슬래브 및 하부슬래브, 내부슬래브와 세그먼트 라이닝의 연결 형식 그리고 측압계수들은 복층터널 계획시 주요 설계사항임을 확인하였다.