• 제목/요약/키워드: 한계해석

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한계상태설계법-AASHTO LRFD를 적용한 쉴드터널 세그먼트 라이닝의 구조해석 영향인자 평가 (An evaluation of influence factors based on the limit state design-AASHTO LRFD for structural analysis of shield tunnel segment lining)

  • 김양운;김홍문;김현수;이성원
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제20권1호
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    • pp.99-118
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    • 2018
  • 최근 토목구조물의 설계에 있어 한계상태설계법 적용이 세계적인 추세이나, 국내에서는 소수의 구조물에 국한되어 사용되고 있다. 주요 지중구조물인 터널에 대해서는 한계상태설계법의 도입이 근래에 시도되고 있으므로, 최신의 한계상태 설계법에 대한 이해가 반드시 필요하다. 본 연구는 최근 발간된 AASHTO LRFD Road Tunnel Design and Construction Guide Specification (2017)을 토대로 세그먼트 터널라이닝 설계 시 구조물 하중계수, 하중조합 등을 고찰하고 이외에 구조 검토 시 반영되어야 할 다양한 영향인자에 대해 분석하였다. 본 연구에서는 국내에 적용되고 있는 전력구, 지하철 터널 단면을 대상으로 한 세그먼트 라이닝의 구조해석을 통하여, 지반조건과 하중수정계수, 이음부 강성조건 등 다양한 영향인자들이 부재력에 미치는 영향을 분석 평가하였다.

에너지 소산장치를 장착한 사장교의 지진 취약도 해석 (Seismic Fragility Analysis of a Cable-stayed Bridge with Energy Dissipation Devices)

  • 박원석;김동석;최현석;고현무
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권3호
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    • pp.1-11
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    • 2006
  • 이 논문에서는 에너지 소산장치가 장착된 사장교의 지진 취약도 해석 방법을 제시하고 에너지 소산장치의 장착 및 주탑-보강형 연결 조건에 따른 지진 취약도 변화를 살펴본다. 입력지반운동, 에너지 소산장치 특성값 및 사장교 강성 모형에 확률 변수를 도입하여 불확실성을 고려하고 에너지 소산장치의 비선형 이력거동을고려하여 시간이력 해석을 수행한다. 해석결과의 회귀분석을 통한 최대 응답과 입력지반운동 세기(intensity) 사이의 관계식으로부터 취약도 해석을 위한 소요 역량(demand)을 수립한다. 역량(capacity)에 해당하는 한계상태는 주탑 하부의 전단력, 보강형의 교축방향 변위, 케이블 장력의 변동량 그리고 강주탑의 좌굴이 고려된다. 해석 예제로서 강주탑 사장교인 제 2 진도대교 모형에 대하여 취약도 해석을 수행하였다. 취약도 해석결과 에너지 소산장치의 사용을 통하여 구속 또는 비구속 연결조건시 높은 손상확률을 보이던 한계상태에 대하여 그 손상확률을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

범용유한요소해석 프로그램의 확장유한요소법 성능 검증을 위한 2차원 모델 해석 (Two-Dimensional Model Analysis for Extended Finite Element Method(XFEM) Verification of General Purpose Finite Element Analysis Program)

  • 이영환;김동환;박재균
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제31권4호
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    • pp.199-206
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    • 2018
  • 범용유한요소프로그램인 Abaqus의 확장유한요소법(XFEM)의 사용성 검증을 위하여 2차원 모델에 적용하여 수치해석을 수행하였다. 기존의 연구에 많이 사용되었던 응집요소(cohesive element) 모델은 균열 경로를 예측하고 요소를 삽입하여야 하는 단점 때문에 실제 균열을 모사하는데 한계가 있다. 이러한 이유로 응력의 방향성 및 특이성을 바탕으로 균열의 경로를 예측하는 확장유한요소법(XFEM)이 균열 해석에 있어서 더 발전된 방법으로 이용되어 왔다. 이번 연구에서는 균열의 경로가 자명한 2차원 모델에 사용하여 응집요소해석과 XFEM에 응집요소의 물성을 적용한 해석을 비교하고 XFEM 적용의 타당성을 확인하였다. 수치해석으로 균열 발생 직전의 응력분포 및 응력 특이성을 확인하고 실제 균열 발생경로와의 비교를 한다. 본 연구를 바탕으로 몇 가지의 한계를 극복하면 실제 복잡한 모델의 실제 균열진전해석을 수행하여 균열을 모사할 수 있을 것으로 기대된다.

P-POOL을 이용한 혼잡비용 측면의 FACTS 투입방안 연구 (A FACTS Planing in Terms of Congestion Cost Using P-POOL)

  • 박상현;강상균;송화창;장병훈;이병준;권세혁
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 A
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    • pp.131-132
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    • 2006
  • 본 논문은 수도권의 융통전력 한계를 고려한 제약급전사례를 검토하고 FACTS의 투입에 따른 운전이익을 계산함으로써 FACTS 투입의 최적위치를 결정하는 방안에 대하여 논한다. 계통 전압안전성과 경제성을 동시에 고려하여 FACTS 투입이익을 계산한다. 즉 연구계통에 대한 FV해석을 통하여 융통조류한계값을 결정하고, 결정된 한계값을 가지고 P-POOL 모의를 수행하며 FACTS 투입에 따른 증대된 수도권 융통전력한계를 적용하여 운전이익을 계산한다. 최종적으로 FACTS 투입 후보지에 대한 운전이익을 비교하여 경제성 있는 투입위치와 용량을 제안한다.

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써모싸이폰 히트파이프에서 열수송한계와 최적작동유체 주입량에 관한 연구 (Critical Heat Flux and Working Fluid Quantity in Thermosiphon Heat Pipe)

  • 이기우
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1998년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.193-208
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    • 1998
  • 본 논문에서는 써모싸이폰식 히트파이프의 열수송한계와 작동유체의 주입량이 파이프의 직경, 가열량 및 증발부와 응축부의 길이비 등에 따라 변화하므로 이러한 인자에 따른 적정 작동유체의 주입량과 가열량의 한계에 대해 고찰하였다. 특히 각종 전자부품의 냉각에 사용되는 히트파이프가 써모사이폰식이므로 사용작동유체에 대해 가열량에 따라 파이프의 직경예측이 가능토록 열수송한계특성에 대해 검토하고, 싸이리스터용은 증발부와 응축부의 길이비 변동이 심하므로 작동유체의 주입량이 중요한 성능인자로 작용하므로 길이비에 따른 작동유체의 주입량범위에 대해 기술하였다. 그리고 최적의 작동유체범위와 히트파이프의 증발열전달계수 및 응축열전달계수에 대한 실험으로부터 성능자료를 도출하여 이론해석과 비교검토하였다.

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강우자료의 증가경향을 고려한 지점 및 지역강우빈도해석 (Point/Regional Rainfall Frequency Analysis Considering Increasing Trend in Observations)

  • 서린;이창환;김태웅
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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    • pp.53.1-53.1
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    • 2010
  • 수공구조물 설계 시 수문 설계빈도의 결정은 추정한계치방법과 주요 수공구조물의 설계빈도 표를 활용하여 결정되어지고 있다. 외국의 경우 수문 설계빈도가 결정되면 설계빈도와 자료의 수를 고려하여 지점빈도해석과 지역빈도해석을 수행한다. 하지만 국내의 주요 수공구조물의 설계수문량은 지점빈도해석만을 이용하여 산정하고 있는 실정이다. 국내의 수문자료의 관측기관이 짧다는 것을 고려하면, 지점빈도해석만을 이용하여 설계수문량을 결정하는 것은 효율적이고 안정적인 설계수문량을 산정하기에는 불충분하다 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 자료보유기간과 설계빈도를 고려하여 지점 및 지역빈도해석을 실시하고 지구의 온난화로 인한 강우 및 홍수량의 증가추세를 반영할 수 있는 비정상성 빈도해석법을 지점 및 지역빈도해석에 적용하였으며, 이를 수행하기 위한 실무프로그램을 개발, 제안하였다.

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레이저 스페클 간섭법에 의한 구조물의 변형해석 (Strain Analysis of Mechanical Structure by Laser Speckle Interferometry)

  • 김경석;강기수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.19-23
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    • 2004
  • 최근 산업의 고도화와 함께 초고온, 방사선노출 등과 같은 극한환경에서 사용되는 구조물과 MEMS 와 같은 미소 구조물(Hicrostructure)이 많아지고 있으며, 이들의 변형해석을 위한 기존의 접촉식 기법들은 그 한계를 극복해야 할 필요가 있다 해결방안으로 레이저를 이용한 비접촉 측정방식이 많은 발전을 해오고 있으며, 특히, 스페클간섭법(Speckle inteferometry)기반의 변형해석 기술이 가장 뛰어난 기술로 인정받고 있다. 스페클간섭법은 컴퓨터 화상처리기술에 힘입어 전자처리 스페클간섭법(Electronic Speckle Pattern Interferometry : ESPI)으로 발전을 하고 있으며, 자동차와 같은 대형구조물의 변형해석에서 MEMS 구조물과 같은 미소구조물 변형해석까지 그 적용범위가 매우 넓다. 본 논문에서는 ESPI 를 이용한 변형해석분야의 국내외 기술현황 및 적응사례, 발전방향를 소개하였다.(중략)

콘크리트 옹벽구조물의 한계상태설계법 적용성 평가 (The Evaluation Applying Limit State Method for the Concrete Retaining Wall Structures)

  • 양태선;정종기;서준희;백승철
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제15권7호
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    • pp.59-66
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    • 2014
  • 국내에서는 외국현장에서 사용되고 있는 한계상태설계법을 도입하기 위하여 연구가 일부 진행 중이다. 국내외 한계상태 설계법에서는 말뚝기초, 얕은기초 등 비교적 데이터베이스를 구축하기 쉬운 분야로 설계기준이 마련되고 있으나 옹벽 등에 대하여 재하시험이 어려운 실정으로 옹벽의 한계상태설계법에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 2008년도에 제정된 국내 도로옹벽 표준도를 기준으로 옹벽구조물의 한계상태설계법의 적용성 평가에 관한 연구이다. 옹벽의 활동과 전도에 대한 안전율을 LRFD 설계기준을 이용하여 범용 한계상태설계법 프로그램의 해석결과와 비교 검토하였다. 또한 해석결과의 비교를 위하여 테일러 급수를 이용한 간편 신뢰성 분석을 실시하였다. 옹벽단면의 LRFD 검토 결과 허용응력설계법에 비해 안전율이 낮게 나타났으며, 한계상태설계 도입을 통해 옹벽의 단면을 감소시켜 경제성을 확보할 수 있을 것으로 판단된다. 향후 신뢰성 확보를 위해 지반 데이터의 사전평가 연구가 필요하며, 그라운드 앵커와 같은 지보재가 적용되는 옹벽의 한계상태설계법 적용, 평가에 관한 연구도 필요하다.

전파흡수체 설계에 있어서 전송선로 근사방법의 적용 한계 (Application Limits of Transmission Line Approximations for Design of Electromagnetic Absorbers)

  • 정연춘;김병욱;박동철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.449-459
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    • 1999
  • 전파흡수체의 전자파산란 문제는 전송선로 근사방법과 유효매질 이론을 적용하여 매우 간단하게 표현할 수 있다. 이러한 방법은 전자장 수치해석 방법이 엄청난 계산이 필요한 것에 비해 매우 직관적이고, 간단하므로 전파흡수체 설계에 널리 사용되어져 왔다. 이 논문에서는 이러한 방법 자체가 가지는 근사의 한계 때문에 발생하는 적용한계를 유한요소법을 이용하여 검토하였다. 전송선로 근사방법은 λ 2p인 영역(여기에서, p는 전파흡수체의 배열주기, λ는 관심주파수 상한에서의 파장)에서 유효하다. 따라서 높은 물성을 갖거나 물리적 크기가 큰 구조의 전파흡수체는 흔히 이러한 조건을 만족치 않으며, 전자파 산란을 직접 수치해석적으로 계산해야 한다.

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저강성 공구를 이용한 절삭에서의 채터 진동 (The chatter vibration in metal cutting using the low stiffness tool)

  • 김정석;이병호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.424-432
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    • 1989
  • 본 연구에서는 정적절삭실험으로 결정될수 있는 절삭변수로 표현되는 동적 절삭력을 해석적으로 구한다. 이 모델은 3차원 절삭형태에도 적용될 수 있는 특성을 갖는다. 새로이 제안된 절삭 과정의 모델은 동적절삭상태에서 절삭력 합력의 변화를 고려한 절삭기구를 통해 이루어지며, 해석적으로 한계절삭폭을 구한다. 실험적 규명 은 채터진동이 발생하지 않는 한계절삭 공작물에 비해 공구의 강성이 상대적으로 적은 보링(boring)작업에서 발생하는 것을 대상으로 하였다.