• 제목/요약/키워드: 연성설계

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기술논문 : 연성하중해석을 이용한 구조 최적화 기법 연구 (Technical Papers : Optimization Method of Structure by Using Coupled Load Analysis)

  • 이영신;김인걸;황도순
    • 한국항공우주학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.132-138
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    • 2002
  • 오늘날 여러 가지 측면에서 전략적으로 고성능의 위성 본체를 개발하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 부분구조합성법의 하나인 구속모드법을 이용한 연성하중해석 기법 및 모달 과도해석법을 사용하여 위성체 구조부재에 대한 최적화를 수행하였다. 제안된 방법은 초기 설계시, 일반적으로 사용되고 있는 준정적 하중을 이용하지 않고, 동종의 발사체에 대해 유사한 위성과의 연성하중해석 자료를 이용함으로써, 각 구조부재에 대해 보다 정확한 결과를 얻을 수 있는 장점이 있다. 예제를 통해 제안된 기법이 초기단계의 위성체 구조 부재의 효율적인 최적설계 및 중량 감소를 위해 적용될 수 있음을 확인하였다.

15,000 마력급 원심식 압축기 임펠러 블레이드의 유체-구조 연성해석을 이용한 형상최적설계 (Shape Optimization of Impeller Blades for 15,000 HP Centrifugal Compressor Using Fluid Structural Interaction Analysis)

  • 강현수;오정수;한정삼
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권6호
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    • pp.547-556
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    • 2014
  • 본 논문에서는 15,000 마력급 원심식 압축기 임펠러 블레이드에 대한 단방향 유체-구조 연성해석 및 응답표면법을 이용한 형상최적설계를 제시하였다. 임펠러 블레이드의 형상은 공력 성능에 영향을 미칠 뿐만 아니라, 유체의 압력과 원심력에 의한 임펠러의 구조적 안전성에도 큰 영향을 미치므로 유체-구조 연성해석을 함께 고려한 형상최적설계가 필요한 분야이다. 본 논문에서 유체-구조 연성해석의 유체영역과 구조영역을 ANSYS CFX와 Mechanical을 사용하여 각각 해석하였다. 실험계획법을 기반으로 유체 및 구조해석 결과에 대한 응답표면을 생성하여 구조적 안전성 및 압축비를 제한조건으로 하고 임펠러의 효율을 최대화하는 임펠러 블레이드의 형상최적설계를 수행하였다.

일반교량의 내진성능 확보를 위한 기본설계 (Basic Design for Earthquake Resistance of Typical Bridges)

  • 국승규
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.49-57
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    • 2013
  • 일반교량은 상부구조, 연결부분, 하부구조 및 기초로 구성되어 있고 내진성능은 하부구조와 연결부분의 파괴메카니즘에 의해 결정된다. 그러므로 내진설계는 구조부재의 설계강도, 즉 설계단면을 결정하는 기본설계단계에서 수행되어야 한다. 도로교설계기준 내진설계편은 두 가지 기본설계 방식을 제시하고 있다. 첫째는 기존 설계방식으로 내진설계편이 제시한 응답수정계수를 적용하는 방식이고 둘째는 새로 도입된 연성도 내진설계 방식으로 설계자가 응답수정계수를 결정하는 방식이다. 이 연구에서는 일반교량을 대상으로 두 설계방식을 같이 적용하는 기본설계를 수행하고 내진성능 확보의 관점에서 요구되는 보완사항을 제시하였다.

부재의 이력모델에 따른 건축구조물의 내진성능 평가 (Evaluation of Seismic Performance for Building Structures by Hysteresis Model of Elements)

  • 한덕전;고현
    • 한국공간구조학회논문집
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    • 제9권4호
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    • pp.73-80
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    • 2009
  • 성능에 기초한 내진설계에서 구조물의 지진에 대한 성능평가를 위하여 구조물의 비탄성 지진거동을 정확하게 예측하는 젓이 중요하다. 정확한 시스템의 연성능력 평가를 위해서는 각부재의 하중과 변형의 관계를 보다 실제적으로 규정하는 것이 중요하다. 비선형 해석에 의한 구조물의 비탄성 거동 파악을 위해서 단순화된 부재의 하중-변형 관계 모델을 적용한다면 구조물의 실제적이고 정확한 거동을 예측하기에는 어려움이 있다. 본 논문에서는 하중-변형 관계를 Backbone 이력모델을 적용하여 단순화된 하중-변형 관계를 적용한 모델과 시스템연성능력 및 층연성능력을 비교, 평가하였다. 해석결과로 이선형 이력모델의 경우에 시스템 및 층 연성도의 과소평가는 실제구조물의 소성거동을 과소평가하는 곁과를 초래하며 보다 정착한 비선형해석을 위하여 부재의 이력모델은 Backbone 이력모델을 사용하는 것이 바람직하다.

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연성하중해석 모델과 모달과도해석을 이용한 위성체 구조부재의 최적화 연구 (A Study on the Optimization of a Spacecraft Structure by Using Coupled Load Analysis Model and Modal Transient Analysis)

  • 황도순;이영신;김인걸
    • 한국항공우주학회지
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    • 제32권6호
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    • pp.34-48
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    • 2004
  • 본 연구에서는 대형 구조물의 최적설계에서 문제되는 많은 계산시간과 컴퓨터의 계산능력을 최소화할 수 있도록 부분구조합성법의 하나인 구속모드법을 이용한 연성하중해석 모델 및 모달과도해석을 포함한 최적화 절차를 제시하였다. 제안된 방법의 수치모사를 위한 프로그램을 개발하여 위성체 주요 구조부재인 플랫폼에 대한 최적화를 수행함으로써 그 타당성을 검증하였다. 제안된 기법을 통해 초기설계 단계에서 정확성을 유지하면서 계산시간을 단축할 수 있었고 위성체 구조부재에 대한 최적화를 수행하여 각각의 구조부재에 대한 특성을 파악함으로써 설계 활용방안을 제시하였다.

역기전력을 이용한 슬림형 광 픽업의 연성 해석 및 비연성 제어기 설계 (Coupling Analysis of Slim Type Optical Pick-up using Back Electromotive Force, and Decoupling Control for It)

  • 최진영;이광현;이재성;김상훈;양현석;박노철;박영필
    • 정보저장시스템학회논문집
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    • 제2권2호
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    • pp.117-122
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    • 2006
  • A novel method to find interaction dynamics between focusing direction and tracking direction in an optical pick-up is proposed. and the decoupling control to reduce the interaction effect is discussed. First, the basic principle to detect dynamic interaction analysis using back electromotive force is introduced. Second, the interaction analysis between focusing and tracking direction of is analyzed for a commercial slim type optical pick-up. Finally. decoupling control process and its simulation results are shown.

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독립 공리를 이용한 구조 최적화 방법론 개발 (A Structural Optimization Methodology Using the Independence Axiom)

  • 이광원;박경진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제24권10호
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    • pp.2438-2450
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    • 2000
  • The Design Axioms provide a general framework for design methodologies. The axiomatic design framework has been successfully applied to various design tasks. However, the axiomatic design has been rarely utilized in the detailed design process of structures where the optimization technology is generally carried out. The relationship between the axiomatic design and the optimization is investigated and Logical Decomposition method is developed for a systematic structural optimization. The entire optimization process is decomposed to satisfy the Independence Axiom. In the decomposition process, design variables are grouped according to sensitivities. The sensitivities are evaluated by the Analysis of Variance(ANOVA) to avoid considering only local values. The developed method is verified through examples such as the twenty -five members transmission tower and the two -bay-six-story frame.

단일주 원형 철근콘크리트 교각의 내진거동에 관한 준정적 실험 (Quasi-Static Tests for Seismic Performance of Circular RC Bridge Piers)

  • 정영수;이강균;한기훈;박종협
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.55-66
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    • 1999
  • 본 연구는 철도, 도시고속화도로 및 고속도로 교량의 교각으로 많이 이용디고 있는 철근콘크리트 기둥으 내진성능 평가에 관한 quasi-static 실험으로서 사용된 실험 변수는 축하중 내진설계유무에 따른 띠철근량 변위제어 하중형태 등을 채택하였다 RC 기둥시험체는 수원에 위치한 하갈교의 교각을 1/3.4의 축소모델로 하여 내진설계된 단면과 내진설계되지 않은 시험체를 각각 4개씩 총 8개를 제작하였으며 소성힌지구간에서 띠철근의 간격은 2.2cm 및 4.4cm 이다 실험변수에 따른 내진 및 비내진 시험체의 내진성능검토를 위하여 충진콘크리트 교각의 하중변위 이력특성 연성능력, 강도감소, 에너지 흡수능력, 등가점성계수 등을 실험적으로 분석조사하였다. '96년 개정된 도로교시방서의 RC기둥에 관한 내진설계기준은 AASHTO(1992)와 유사한 것으로서 중.약지진 지역으로 구분되는 국내의 실정에는 다소 과다설계로 판단된다. 실험결과 비내진설계된 콘크리트 교각도 어느 정도의 연성능력을 발휘한 것으로 조사되었으나 추가의 충분한 실험연구가 요구된다. 그러나 비내진설계교각도 적절한 내진보강방안을 강구한다면 우수한 내진성능을 발휘할수 있으리라판단된다.

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MSC/Nastran Superelement를 이용한 연성하중해석 (Coupled Load Analysis Using MSC/Nastran Superelement)

  • 김경원;김진희;이주훈;김선원
    • 항공우주기술
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    • 제5권2호
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    • pp.60-66
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    • 2006
  • 본 논문은 MSC/Nastran superelement를 이용한 연성하중해석에 대한 연구이다. 위성개발시 발사체가 선정되면, 발사체와 위성체간의 연성하중해석이 실시된다. 연성하중해석 결과로부터 위성구조체의 주요 부위에서의 하중과 변위를 도출하고, 이로부터 현 설계의 안정성을 판단하게 된다. 지금까지의 연성하중해석은 MSC/Nastran의 DMAP 코드를 이용하여 수행이 되었다. DMAP 코드의 경우 코드가 매우 복잡하고, 길기 때문에 코드 분석 및 수정에 어려움이 많았다. 이를 해결하기 위해서 MSC/Nastran 2005의 superelement를 이용하여 연성하중해석을 수행하였다. 던저 위성체 유한요소모델을 MSC/Nastran 2005 superelement를 이용하여 Craig-Bampton 모델로 변환하고 이를 정확성을 검증하었다. Craig-Bampton 모델로 변환된 위성체 모델을 발사체 모델과 접속하여 연성하중해석을 수행하였고, 이의 정확성을 검증하였다.

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