• Title/Summary/Keyword: 스프링 모델

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Prediction of the Natural Frequency of Pile Foundation System in Sand during Earthquake (사질토 지반에 놓인 지진하중을 받는 말뚝 기초 시스템의 고유 진동수 예측)

  • Yang, Eui-Kyu;Kwon, Sun-Yong;Choi, Jung-In;Kim, Myoung-Mo
    • Journal of the Korean Geotechnical Society
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    • v.26 no.1
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    • pp.45-54
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    • 2010
  • It is important to calculate the natural frequency of a piled structure in the design stage in order to prevent resonance-induced damage to the pile foundation and analyze the dynamic behavior of the piled structure during an earthquake. In this paper, a simple but relatively accurate method employing a mass-spring model is presented for the evaluation of the natural frequency of a pile-soil system. Greatly influencing the calculation of the natural frequency of a piled structure, the spring stiffness between a pile and soil was evaluated by using the coefficient of subgrade reaction, the p-y curve, and the subsoil elastic modulus. The resulting natural frequencies were compared with those of 1-g shaking table tests. The comparison showed that the natural frequency of the pile-soil system could be most accurately calculated by constructing a stiffness matrix with the spring stiffness of the Reese (1974) method, which utilizes the coefficient of the subgrade reaction modulus, and Yang's (2009) dynamic p-y backbone curve method. The calculated natural frequencies were within 5% error compared with those of the shaking table tests for the pile system in dry dense sand deposits and 5% to 40% error for the pile system in saturated sand deposits depending on the occurrence of excess pore water pressure in the soil.

Seismic Response Analysis of Bridges Using Equivalent Linear Soil/Foundation Spring Model (등가선형 지반스프링모델을 사용한 교량의 지진응답해석)

  • 박형기
    • Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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    • 2000.10a
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    • pp.372-380
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    • 2000
  • Seismic forces for member design of bridges may be determined by modifying elastic member forces induced by design earthquakes using appropriate response modification factors according to national design code of bridges. Modeling of soil/foundation system is one of the critical parameter in the process of elastic seismic analysis of bridge system which greatly affects on the analysis results. In this paper, a simplified modelling procedure of soil/foundation system which gives practically reasonable results is presented and its applicability has been validated through example bridge. Based on the results, it has been shown that the procedure is acceptable in modelling soil/foundation system for practical seismic analysis of bridges.

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Investigation of Load Transfer Characteristics at Slab Joints In The Floating Slab Track by Equivalent Shear Spring Model (등가 전단 스프링 모델을 이용한 플로팅 슬래브궤도 연결부에서의 하중전달 특성 분석)

  • Jang, Seung-Yup;Ahn, Mi-Kyoung;Choi, Won-Il;Park, Man-Ho
    • Proceedings of the KSR Conference
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    • 2011.10a
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    • pp.2838-2843
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    • 2011
  • Recently, the floating slab track that can effectively mitigate the vibration and structure-borne noise is being discussed to be adopted. The floating slab track which is a track system isolated from the sub-structure by vibration isolators. Unsimilarly to conventional track and the slab deflection is large. Therefore, the running safety and ride comfort should be investigated. Especially at slab joint since the load cannot be transferred, the possibility that the dynamic behavior of track and train became unstable is high. Thus, in general dowel bar are often installed at slab joints. To determine the appropriate dowel ratio the load transfer characteristics should be investigated. In this study, dowel bar joint is modeled by equivalent shear spring and this model is verified by comparison with experimental results. Using the proven model, the load transfer efficiency and deflection at slab joint according to dowel ratio, and stiffness and spacing of vibration isolator were examined.

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A Study on the Effect of First-order Hold Method on the Stability Boundary of a Virtual Mass-spring Model (일차-홀드 방법이 가상 질량-스프링 모델의 안정성 영역에 미치는 영향에 대한 연구)

  • Lee, Kyungno
    • Journal of Institute of Convergence Technology
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    • v.10 no.1
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    • pp.41-45
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    • 2020
  • This paper presents the effects of a virtual mass on the stability boundary of a virtual spring in the haptic system with first-order-hold. The virtual rigid body is modeled as a virtual spring and a virtual mass. When first-order-hold is applied, we analyze the stability boundary of the virtual spring through the simulation according to the virtual mass and the sampling time. As the virtual mass increases, the stability boundary of the virtual spring gradually increases and then decreases after reaching the maximum value. The results are compared with the stability boundary in the haptic system with zero-order-hold. When a virtual mass is small, the stability boundary of a virtual spring in the system with first-order-hold is larger than that in the system with zero-order-hold.

A Study on the Robust Digital Tracking Control of a Robot with Flexible Joints (플렉시블한 관절을 갖고 있는 로보트의 강인한 디지탈 추적 제어에 관한 연구)

  • Kim, Jin-Geol
    • Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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    • v.9 no.2
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    • pp.92-100
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    • 1992
  • 플렉시블한 관절을 가지고 있는 로보트에 대하여 계단(step) 혹은 경사(ramp) 함수로 기준입력이 주어졌을 때, 모델의 불확실성이나 외란 아래에서 추적오차가 없는 디지찰 제어기법을 제시하고 실제로 실험을 통하여 제어기를 MC 68000으로 구현함으로써 제안한 제어 알고리즘의 유용성을 보였다. 제어기 설계에 있 어서 고려한 사항들은 비선형 마찰력, 중력에 의한 외란, 구동기와 부하사이의 뒤틀림 스프링 효과, 구리고 측 정할 수 없는 상태변수들이다. 또한 미분불가능한 쿨롱마찰로 인하여 전체 시스템이 이산/연속 혼성 시스템이 되어 출력에서 나타나는 리미트 싸이클을 해석/추정하기 위하여 혼성 시스템에서의 기술함수(Describing Function) 법을 제시하였다.

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Handling Virtual Objects on Haptic Workbench (햅틱 워크벤치 상에서의 가상객체 조작)

  • 임아영;박주영;최유주;김명희
    • Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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    • 2003.04c
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    • pp.630-632
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    • 2003
  • 컴퓨터 가상현실 기술은 반복적인 교육과 훈련을 필요로 하는 의료 시뮬레이션 분야에 도입되어 시술 훈련, 수술 계획 및 수술 시뮬레이션 등의 영역에 응용되고 있다. 3차원적 가시화나 네비게이션에 치중하던 기존의 의료 시뮬레이션에 보다 현실감을 증진시키기 위해서는 인체 해부학적 기관의 변형성과 사용자와 대상 기관 사이의 물리적인 상호작용이 반영되어야 한다. 본 연구에서는 기존의 2차원 및 3차원 마우스만을 사용하던 상호작용 환경을 개선하여 시술 동작시 물리적인 역감을 전달받을 수 있는 햅틱 인터페이스를 도입하고. 보다 현실감 있는 시각적 디스플레이를 위해 햅틱 워크벤치를 사용하였다. 사용자의 햅틱 인터페이스 조작에 따른 가상 인체 기관의 물리적 변형 및 이에 따른 물리적 역감은 삼각메쉬를 이용한 매스-스프링 모델을 사용하여 구현하였고. 가상 시술 도구와 가상 인체 기관와의 빠른 충들 감지를 위해서는 OBBTree를 적용하였다.

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플로팅 함체의 시공단계별 수직처짐의 영향

  • Lee, Yeong-Uk;Chae, Ji-Yong
    • Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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    • 2012.06a
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    • pp.422-424
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    • 2012
  • 본 연구에서는 수상위에 진수된 콘크리트 플로팅 폰툰에 상부골조를 단계별로 시공함에 따라 발생하는 추가 처짐이 상부골조에 미치는 영향을 고찰하고 하였다. 이러한 추가변형에 의한 상부골조에 추가 모멘트량을 산정하는 해석절차를 제시하였으며 제시된 절차에 따라 3층 예제 철골 건물을 해석하고 분석하였다. 제시된 시공단계를 고려한 해석 방법과 비교하여, 상부골조를 지반위에 고정하여 모델링하는 일반적인 해석은 수직하중에 의한 변형을 무시하여 설계하중을 과소평가 하며, 플로팅 구조물을 전체적으로 모델링하고 하부 폰툰에 등가의 스프링으로 치환하여 하중을 동시에 재하하는 모델은 과대한 처짐의 영향으로 설계하중을 과대 평가함을 알게 되었다.

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Simulation of Plastic Collapsing Load and Deformation Behaviours(I) (소성 붕괴하중 및 변형거동 해석(1))

  • 김영석
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.19 no.9
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    • pp.2165-2172
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    • 1995
  • Optimization of mesh discretization has been proposed to improve the accuracy of limit analysis solution of collapse load by using the Rigid Body Spring Model(R. B. S. M) under the plane strain condition. Moreover, the fracture behaviour of materials was investigated by employing the fracture mechanism of a spring connecting the triangular rigid body element. It has been clarified that the collapse load and the geometry of slip boundary for optimized mesh discretization were close to those of the slip line solution. Further, the wedge-shaped fracture of a cylinder under a lateral load and the central fracture of a strip in the drawing process were well simulated.

Dynamic Modeling of Bolt Joints Using Lumped Mass-Spring Model (집중 질량-스프링 모델을 이용한 볼트 결합부 모델링)

  • Go, Gang-Ho;Lee, Jang-Mu
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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    • v.25 no.3
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    • pp.495-501
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    • 2001
  • In this paper, a new technique which models the joints characteristics through reduction of DOFs of structures with joints using component mode synthesis (CMS) method is proposed. Bolt joints are modeled by mass-spring systems. Also generalized mass and stiffness matrices for this models are introduced. Because bolt joints have influence on eigenvalues of structures, exact eigenvalues from modal test are used. The results show that the behaviors of structures with bolt joints depend to a large extent on the translational DOFs and not on rotational DOFs of mass and stiffness matrices of bolts. Furthermore it is confirmed that lumped mass-spring systems as models of bolt joints are effective models considering the facts that joint characteristics converged to constant values in some iterations and eignevalues from proposed method are in good agreement with ones from modal test.

Effects of the design parameters of the suspension system on the bounce of an electric railway car (현가장치 설계변수 변화에 따른 전동차 상하진동의 영향)

  • Park, Ki-Soo;Choi, Yeon-Sun
    • Proceedings of the KSR Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.175-181
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    • 2007
  • 본 연구에서는 지하철용 전동차의 현가장치를 구성하는 1차 현가장치 및 2차 현가장치의 강성 및 감쇠지수 변화가 전동차의 상하진동에 미치는 영향을 분석하였다. 실제 운행 중인 전동차에 대하여 액슬박스, 대차, 객차에서 측정된 진동 데이터를 바탕으로 대차와 차체로 구성된 2자유도계 해석모델을 생성하였고, 실측된 윤축의 진동을 입력신호로 하여 수치해석을 수행하였다. 1, 2차 현가장치의 강성 및 감쇠지수의 변화에 따른 응답을 고찰한 결과, 차량의 상하진동에 지배적인 영향을 주는 설계변수는 2차 공기스프링의 강성임을 알았다. 또한 이러한 결과는 ADAMS/RAIL 전산해석을 통해서도 검증할 수 있었다.

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