• 기술사
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• 제20권3호
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• pp.5-14
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• 1987

연속체의 해석에 있어서, 특별한 경우를 제외하고는, 구조물의 개략적인 거동을 파악해야 될 경우가 종종 있다. 이러한 요구에 부응하기 위해서 강체요소법(Rigid Element Method)이라 불리우는 새로운 해석법이 개발되었다. 강체요소법은 원래 평정연구실에서 벽식프리캐스트 철근콘크리트 구조물의 탄소성해석을 하기 위해서 개발된 해석법에 착안하여, 내수벽과 같은 연속체에 적용함으로서 시작된 수치해석법이다. 그 후 저자들은 도통쉘, 구형쉘 혹은 이들이 조합된 쉘구조물에 적용할 수 있도록 개발 확장하였다. 강체요소법의 기본개념은 연속체의 분해된 각 요소를 강체(rigid body)라고 가정하고, 각 요소들은 요소의 강성으로 치환된 가상스프링으로 서로 연결되어 있다고 가정하여, 이 가상스프링의 거동을 평가함으로서 전체구조물의 거동을 파악하는 해석법이다. 이때 요소의 주변에 취해진 스프링은 해석을 단순화하기 위해서 축력, 면내전단력 및 면외전단력만을 전달한다고 가정하고, 요소의 강체변위(자유도)는 요소내의 임의의 한 점에서 취하며, 이 점에서의 강체변위(rigid displacements)는 요소의 주변에 취해진 스프링을 통하여 다른 요소로 전달된다. 상기와 같은 강체요소법의 개념을 연속체의 탄성 및 탄소성해석에 적용하면, 해석적 개념이 단순할 뿐만 아니라 구조물 전체의 자유도수를 대폭 줄여 컴퓨터 계산시간을 절약할 수 있는 잇점이 있고, 거시적인 모델(macroscopic modeling)과 미시적인 모델 (microscopic modeling)의 중간적인 성격을 가지기 때문에 구조물의 파괴상황에 대해서도 그 개략을 파악할 수 있다. 본 논문에서는 강체요소법을 보다 일반화된 해석법으로 개발, 확장하기 위해서 종전에 단층스프링시스템(single-layer spring system)으로 해석이 어려웠던 문제점들을 보완한 복층프링시스템(double-layer spring system)을 사용함으로서 휨, 비틀림의 효과를 파악할 수 있는 이론적 개념을 적용한 새로운 구요소, 원통요소 및 평면요소를 개발하고, 이러한 강체요소들의 적합매트릭스의 유도 및 해석저긴 방법을 정식화하였다. 또 휨, 비틀림 및 전단력의 효과를 고려한 사각형원통요소 및 능형원 통요소를 이용하여 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석할 수 있는 프로그램을 개발하고, 이 프로그램으로 캔틸레버로된 연속형철근콘크리트 원통쉘의 탄성 및 탄소성해석에 적용하여 구조물의 거동에 관한 수치해석의 결과, 즉 내력의 분포, 균열의 진전, 파괴의 상황 및 변형의 상태 등을 파악해 보았다.

• 동력기계공학회지
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• 제3권1호
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• pp.74-79
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• 1999

This paper describes formulation for algorithm of time historical response analysis of vibration for straight-line structure. This method is derived from a combination of the transfer stiffness coefficient method and the Newmark method. And this present method improves the computational accuracy of the transient vibration response analysis remarkably owing to several advantages of the transfer stiffness coefficient method. We regarded the structure as a lumped mass system here. The analysis algorithm for the time historical response was formulated for the straight-line structure containing crooked, tree type system. The validity of the present method compared with the transfer matrix method and the Finite Element Method for transient vibration analysis is demonstrated through the numerical computations.

• 수산해양기술연구
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• 제27권4호
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• pp.303-312
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• 1991

직선상 2층 구조물의 임의의 절점에 변위벡터가 불연속인 죠인트 요소를 갖는 경우, 면내 굽힘 자유진동을 해석하기 위한 알고리즘을 전달영향계수법에 의해 정식화하고, 간단한 모델에 의해 수치실험을 행한 결과, 다음과 같이 요약할 수 있다. (1) 전달영향계수법은 종래의 전달매트릭스법에 비해 계산정도 및 계산속도 양면에서 우수함을 확인할 수 있다. (2) 구조물의 임의의 중간 절점에서 상태벡터량(횡변위, 각변위, 전단력 및 모멘트 등) 중 일부의 물리량이 불연속성을 갖더라도, 알고리즘 자체를 변화시켜야 하는 전달매트릭스법과는 달리, 스프링전수 값의 조절만으로 간단히 처리할 수 있어, 알고리즘의 일반화 및 프로그램의 범용화가 가능하다. (3) 전달영향계수법에서는, 구조물의 중간에 반고정지지와 같은 단단한 탄성지지부가 다수 존재하는 경우에도, 기본적인 알고리즘을 변경할 필요 없이 전단 및 회전 스프링정수에 적당한 값을 대입하는 것만으로 중간조건에 대응시킬 수 있고, 모든 경계조건도 마찬가지로 처리할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.57-66
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• 1982

본(本) 연구(硏究)는 불규칙적(不規則的)인 지지형태(支持形態)를 갖는 곡선항교(曲線桁橋)의 정적(靜的) 해석(解析)에 관(關)한 것으로서 그 목적(目的)은 소형(小型) 전자계산기(電子計算機)에 의해 곡선항교(曲線桁橋)의 단면력(斷面力)과 변위량(變位量)을 구하기 위한 해법(解法)을 제시(提示)하는 데 있다. 본(本) 연구(硏究)서는 곡선항교(曲線桁橋) 단면특성(斷面特性)과 풀이식(式)의 실제설계(實際設計)에의 이용(利用) 가능성(可能性)을 고려(考慮)하여 전달(傳達)매트릭스법(法)을 적용(適用)하였다. 이 전달(傳達)매트릭스법(法)은 소형(小型) 전자계산기(電子計算機)에 의한 구조해석(構造解析)에 효율적이며 보편적으로 사용되는 전산해법(電算解法)이다. 또한 본(本) 연구(硏究)에서는 부재중심각(部材中心角)으로 나누어지는 항(項)을 제거시킴으로써 항(桁)의 곡선(軸線)이 직선화(直線化)되어도 풀이가 가능(可能)하도록 하였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 1990년도 추계학술대회논문집; 한양대학교, 서울; 24 Nov. 1990
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• pp.173-178
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• 1990

로터-베어링축계는 증기및 가스터빈, 터보 발전기, 압축기등 거의 모든 산업 기계류에서 동력 전달의 기본 도구로써 사용되고 있다. 즉 회전에 의한 동력 의전달은 비교적 간단히 대용량의 동력을 효율적으로 전달할 수 있다. 이에 따라 회전기계류에 대한 연구는 산업 혁명 이후 꾸준히 발전되어 온바, 특히 근래에 들어와 산업기계류의 경쟁이 치열하여짐에 따라 산업기계류의 고정 밀화, 고속화, 고신뢰화 요구가 증대하고 있는 현실을 비추어 볼때, 산업 기 계류의 근간을 이루고 있는 로터-베어링 축계의 안정성을 포함한 진동에 관 한 문제는 회전기계류 설계의 주요 기술로써 연구.개발의 필요성이 매우 높 다 하겠다. 회전축계 진동 관련 연구는 두 분야로 대별될 수 있는데 언밸런 스(Unbalance)에 의한 Synchronous진동과 여러가지 원인에 의해 계의 불안 정성을 유발시키는 Nonsynchronous진동으로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 이들 연구의 기본이 되는 회전축-베어링계 동특성 해석 프로그램을 개발하 였다. 여러가지 방법이 있으나 여기서는 Holzer가 비틀림 진동에 적용하고, Mykiestad(2)와 Prohl(3)에 의하여 회전축의 횡 진동에 적용된 이후 Lund(4) 등에 의하여 베어링의 영향등이 첨가된 전달 매트릭스 (Transfer Matrix) 방 법을 이용하여 임계속도(Critical Speed), 모우드 형태(Mode shapes)를 예측 하고 불안정 판정(Instability Criteria)등을 할 수 있는 프로그램을 개발하였 다. 특히 Murphy(1)의 다항식 방법(Polynomial Method)에 기본을 두어 기존 의 전달 매트릭스가 가지고 있던 반복, 수렴 시간 문제와 빠뜨리는 임계속도 예측에 대한 개선을 이루었으며 기존 논문과 실험 결과와의 비교 검토를 통 하여 개발된 프로그램의 신뢰성을 검토하였다. 특히, 각종 회전 기계의 소형 화, 경량화 추세에 따라 지반이나 케이싱이 경량이거나 유연하여 회전축과 동적으로 연성된 경우 회전축-베어링-지반으로 이루어진 2중구조의 회전축 계 동특성을 해석할 수 있는 프로그램을 개발하므로서 회전 기계류의 진동 전반에 걸친 문제점에 대한 그 원인과 현상을 명확히 분석하여 국내의 전기 계류의 보다 신뢰성있는 설계 및 제작자료를 확보하는데 기여할 수 있게 하 였다.

• 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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• 제8권5호
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• pp.56-64
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• 1994

본 논문은 직류초퍼구동 전동기 제어시스템을 해석 대상으로 하여 전류 연속모드와 전류 불연속모드의 양 모드 동작시에 있어서의 해석을 상태변수법과 상태평균화법을 적용하여 해석하였으며 두 해석 방법의 결과를 비교 검토함과 동시에 상태평균화법에 의하여 시스템의 해석이 근사적이지만 해석이 용이하다는 것을 나타내고 있다. 또한, 본 시스템의 궤환루프 제어시스템에 있어서 상태평균화법을 이용한 평형점 근방의 근사 선형화 방법을 적용함으로써 전달 매트릭스의 형태로 동특성을 표현할 수 있으며, 이것을 이용한 선형 제어법을 적용하여 궤환루프 제어계의 설계기법을 제시하고 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.123-134
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• 1992

선박에서 승조원 및 승객들의 안락함을 위하여 격실내의 공기중 소음을 감소시키는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 선박의 주동력기관 및 주변기기로 부터 발생되는 공기중 소음의 효과적인 차폐를 목적으로, 공명기 원리를 적용하여 고안된 다층패널의 공기중 소음 전달손실(transmission loss) 특성을 이론적으로 예측할 수 있는 해석법을 전달 매트릭스(transfer matrix)기법을 이용하여 도출하였다. 또한, 모형에 대한 음향실험을 통하여 해석방법의 타당성을 검증하였고 이에 따라 다층 패널의 설계인자 변화에 따른 전달손실 변화 특성을 이론적으로 고찰하였다. 연구결과, 공명기를 내장한 다층패널은 재래의 음향격벽구조에 비해 뛰어난 음향차폐 성능을 가지며 구조의 경량화가 가능함이 확인되었다.

• 동력기계공학회지
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• 제2권1호
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• pp.45-51
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• 1998

An analyzing method for pressure fluctuations in oil hydraulic pipe network was developed in this study. The object pipe network has multi-branch configuration, and the pipelines of it are composed of metal tubes and flexible hoses. Transfer matrix method, in other words impedance method, was used for the analysis. Values of physical parameters describing the characteristics of flexible hose were measured by experiments and reflected to the analysing procedure. The reliability and usefulness of the analyzing method were confirmed by investigating computed results and experimental results got in this study.

• 수산해양기술연구
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• 제20권1호
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• pp.43-48
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• 1984

본 연구에서는 보의 전달매트릭스법을 적용함에 있어서 균일단면보의 분할방법과 이에 의한 수치계산의 결과를 엄밀해에 비교하여, 가장 가까운 값을 얻을 수 있는 방법을 제시하고, 이를 불균일단면을 가지거나, 여기에 임의의 하중이 작용하는 보에도 적용하여, 수치계산의 결과를 실험치와 비교하였다. 또한 진동수 방정식의 근사해를 구하기 위한 3가지 반복법에 대해 그 실용성을 검토하여 가장 효율적인 방법을 아울러 제시하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 균일단면에 있어서 질량의 분배방법은 방법 3이 가장 정도가 좋으며 이 경우 분할수 6이상이면 어떠한 경계조건에서든지 엄밀해에 거의 일치한다. 2. 상기1의 분할수 및 질량의 분배방법은 불균일단면을 가지거나 임의의 위치에 임의의 하중이 작용하는 경우에도 그대로 적용할 수 있다. 3. 진동수 방정식의 근사해를 구하는 반복법은 FPM이 가장 효율적이다. 4. 질량분배에 대한 방법 3과 FPM을 조합하여 수치계산을 행함으로써 종래의 전달매트릭스법에 비해 연산시간을 훨씬 단축시킬 수 있다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제18권5호
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• pp.68-77
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• 1994

The authors apply the transfer influence coefficient method to the 3-dimensional vibration analysis of beam with multi-joints and formulate a general algorithm to analysis the longitudinal, flexural and torsional coupled free vibration. In this paper, the structure, which is mainly founded in the robot arms, cranes and so on, has some crooked parts, subsystems and joints but has no closed loop in this system. It is modeled as the beam of a distributed mass system with massless translational, rotational and torsional springs in each node, and joint elements of release or roll at which node the displacement vector is discontinuous. The superiorty of the present method to the transfer matrix method in the computation accuracy was confirmed by the numerical computation results. Moreover, we confirmed that boundary and intermediate conditions could ve controlled by varying the values o the spring constants.