• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.10 no.4
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• pp.59-66
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• 2010

This study presents the topology optimization technique by density method to determine the initial shape of space truss structures. Most initial shape design is performed by designer's previous experiences and trial and error method instead of the application of reasonable optimization method. Thus, the reasonable and economical optimization methods are needed to be introduced for the initial shape design. Therefore, we set design domain for cantilever space truss structure as an example model. And topology optimization is used to obtain optimum layout for them, and then size optimization method is used to find the optimum member size. Therefore, the reasonable initial optimal shapes of spatial truss structures can be obtained through the topology and size optimization using density method.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.7 no.3 s.25
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• pp.57-66
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• 2007

The membrane structures, a kind of lightweight soft structural system, are used for spatial structures. The material property of the membrane has strong axial stiffness, but little bending stiffness. The design procedure of membrane structures are needed to do shape finding, stress-deformation analysis and cutting pattern generation. In shape finding, membrane structures are unstable structures initially. These soft structures need to be introduced initial stresses because of its initial unstable state, and happen large deformation phenomenon. Therefore, in this paper, we investigate the convergence of solution and the speed according to the control variables and the method of shape analysis.

• Journal of Navigation and Port Research
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• v.32 no.3
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• pp.215-221
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• 2008

Dynamic characteristics of a structure, i.e., natural frequency and mode shape, have been widely using as an input data in the area of structural integrity or health monitoring which combined with the damage evaluation and structural system identification techniques. It is very difficult, however, to get those information by the conventional modal analysis method from large structures, such as the offshore structure or the long-span bridge, since the source of vibration is not available. In this paper, a method to obtain the frequencies and the mode shapes of a large span truss structure using only acceleration responses is studied. The calculation procedures to obtain acceleration responses and frequency response functions are provided utilizing a numerical model of the truss, and the process to extract natural frequencies and mode shapes from the modal analysis is cleary explained. The extracted mode shapes by proposed method are compared with those from eigenvalue analysis for the estimation of accuracy. The validity of the mode shapes is also demonstrated using an existing damage detection technique for the truss structure by simulated damage cases.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2001.11a
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• pp.167-172
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• 2001

구조최적화는 기계구조물의 동특성을 변경하기 위하여 필수적으로 수행되어야 할 요소이다. 어떠한 방법을 택하여 보다 효율적으로 수행할 것 인지가 엔지니어의 관심일 것이다. 구조최적화는 설계변수에 따라 치수최적화, 물성치최적화 형상최적화 등으로 나눌 수 있다. 형상 최적화는 구조물의 유한요소모델을 기본으로 경계의 형상이나 절점의 형상, 회전 등을 설계 변수로 삼는 것이다. 고유진동수를 높이거나 모드형상을 제어하기 위하여 평판에 보강재를 붙이는 경우가 있다. 이때 보강재의 위치나 치수 형상 등이 중요한 변수가 될 수 있다. 본 논문에서는 평판의 고유진동수를 극대화 하기위해 보 보강재를 붙이는 문제에서 보의 회전을 설계 변수로 삼아 최적설계를 수행 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Committee for Ocean Resources and Engineering Conference
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• 2002.05a
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• pp.198-203
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• 2002

본 연구에서는 반잠수식 Rig의 형상에 따른 최적 형상을 검토하기 위하여 최근 건조되고 있는 4-Column과 2-Lowhull을 가진 사각 Column에 원통형 Column을 혼합한 혼합형 과 4각 Column형을 공시모형으로 택하여 규칙파중 두 구조물에 작용하는 유체력과 유체력에 의한 운동 응답을 계산하고, 4각 Column을 가지는 구조물의 길이, 폭, 홀수를 변화시킨 Series 에 따른 유체 역학적 특성과 동요 진폭의 관계를 검토하였다. 수치계산은 3차원 특이점 분포법을 이용하여 정상상태에 대하여 실행하였다. 구조물의 형상과 역학적인 간섭의 영향을 이용, 보다 성능이 우수한 형상을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• The Journal of the Acoustical Society of Korea
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• v.12 no.1
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• pp.12-19
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• 1993

진동시험 동안 구조물은 진동시험기로부터 높은 진동에너지를 받게 되는데 공급되는 에너지를 시험물에 전달하기 위해서는 시험물에 따라 다양한 종류의 진동시험치구가 필요하게 된다. 이중에서 T-형상 진동시험치구는 진동시험축에 대해 3방향으로 시험물을 설치할 수 있고, 형상이 간단하며, 또한 값이 저렴하므로 많은 설계자들은 T-형상 치구를 설계하여 사용한다. 그러나 이 치구는 수직판이 어떤 주파수에서 평판처럼 공진현상을 일으키기 때문에 동역학적으로 설계하기가 어렵다. 본 논문에서는 진동시험치구의 기능을 향상시키기 위해 모우드 시험(Model Testing)기법을 사용하는 방법과 시험결과를 근거로 설계변경을 위해 수직보강판, 수평보강판, 그리고 천연 고무패드를 사용하여 이것들이 치구의 동특성에 미치는 영향을 기술하며 그 결과를 치구설계 때 응용 가능하도록 한다.

• Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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• v.7 no.4
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• pp.81-87
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• 2003

In this paper, the feasibility of using Shannon's sampling theorem to reconstruct exact mode shapes of a structural system from a limited number of sensor points and localizing damage in that structure with reconstructed mode shapes is investigated. Shannon's sampling theorem for the time domain is reviewed. The theorem is then extended to the spatial domain. To verify the usefulness of extended theorem, mode shapes of a simple beam are reconstructed from a limited amount of data and the reconstructed mode shapes are compared to the exact mode shapes. On the basis of the results, a simple rule is proposed for the optimal placement of accelerometers in modal parameter extraction experiments. Practicality of the proposed rule and the extended Shannon's theorem is demonstrated by detecting damage in laboratory beam structure with two-span via applying to mode shapes of pre and post damage states.

• Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
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• v.14 no.2
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• pp.181-192
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• 2001

이 논문은 샌드위치식 강-콘크리트 복합구조체에서 상하 강판과 격벽으로 구성되는 셀의 형상비가 거동과 성능에 미치는 영향을 다루었다. 이 구조체에서 셀 형상비는 하중전달 메카니즘과 하중분배능력을 변화시킨다. 따라서 셀 형상비에 따라 부재의 응력수준과 하중저항능력이 변화한다. 이 연구에서는 셀 형상비가 이 구조체의 거동과 성능에 미치는 영향을 규명하기 위해, 두 종류의 샌드위치식 복합구조체에 대해 다양한 셀 형상비를 설정하여 비선형 구조해석을 수행하였다. 해석결과로부터 셀 형상비에 따른 하중전달 메카니즘과 부채 응력에서의 차이점을 도출하였으며, 이들 차이점을 바탕으로 셀 형상비가 전단성능, 휨성능, 하중저항성능에 미치는 영향을 분석하였고, 파괴모드와 연성에 미치는 영향에 대해서도 간략히 언급하였다. 연구결과, 셀 형상비가 증가함에 따라 하부 강판과 콘크리트의 응력수준이 낮아지는 결과를 나타내었다. 이것은 각 부재의 유효휨강성과 유효전단강성 증가를 나타내며, 따라서 구조체의 하중저항성능도 향상되는 것으로 판단된다. 특히 셀 형상비의 증가에 따른 성능향상에서 전단성능이 휨성능에 비해 더 큰 효과를 나타내며, 이러한 차이는 파괴모드와 연성에도 영향을 미칠 것으로 판단된다. 즉, 셀 형상비가 증가함에 따라 구조물의 거동 및 파괴모드는 점차적으로 전단에서 휨으로 변화하고, 이에 따라 구조물의 연성도 점차적으로 향상될 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Association for Spatial Structures
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• v.10 no.2
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• pp.87-94
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• 2010

Form-Finding of tensegrity structures by eigenvalue problem is presented, In ardor to maintain the structures stable, "Form-Finding" should be performed. The types of analytical methods are known to solve this phenomenon: One is to use force density method, and the other is to apply so called, generalized inverse method. In this paper, new form finding methods are presented to obtain the self-equilibrium stress of the tensegrity structures. This method is based on the equilibrium equation of the all of the joint and the governing equation is formulated as eigonvalue problem. In order to verify this approach, numerical example(tensegrity structures) are compared with others calculated by previous methods. The solution by present method is shown identical results. Furthermore, the developed process to find the results is more efficient than previous approaches.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2009.04a
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• pp.412-415
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• 2009

본 논문에서는 등기하 해석법을 이용하여 설계 의존형 하중조건을 갖는 구조물에 대한 형상 최적설계 를 수행하였다. 유한요소 기반 형상 최적설계는 설계영역 매개화에 어려움이 있으나 등기하 해석법은 NURBS 기저 함수와 조정점을 이용함으로써 기하학적 표현이 용이하다는 장점을 가지고 있다. 기하학적으로 정확한 모델은 응답 및 설계민감도 해석에 사용되며, 설계구배 기반의 최적화에 있어서 중요한 역할을 한다. 하중조건이 설계영역의 변화에 따라 변하는 최적설계 문제에서 경계에서 설계민감도가 부정확한 경우, 설계공간에서 최적설계가 균일한 수렴성을 갖기 어렵다. 즉 유한요소법을 이용한 형상 최적설계에서 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제를 푸는 경우, 최적설계를 진행할 때 변하는 경계의 부정확성 때문에 정확한 설계민감도를 얻기가 어려운 점이 있다. 본 논문에서는, 엄밀한 기하형상을 표현하는 등기하 설계민감도를 활용한 형상 최적설계 기법이 설계 의존형 하중조건을 갖는 문제에서 좋은 결과를 제시함을 확인하였다.