Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.12
no.12
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pp.64-71
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1995
This investigation evaluates dynamic fracture characteristics of two alloy steels (STD-11 and STS-3) and a gray cast iron (GC-30). The dynamic fracture toughness of crack initiation and some of the dynamic fracturing characteristics were evaluated by using the instrumented Charpy impact testing procedures. It was found from experimental results for three kinds of materials that inertia force is directly proportional to impact velocity. The duration time of inertia force was found to be constant regardless of impact velocities in steel specimens.
In this paper the dynamic characteristics of a Swing Motion Bogie, such as a critical speed and a carbody vibration, are investigated in reply to the request of the Meridian Rail Corporation in the United States. Also described are experimental results of the maximum speed, the derailment coefficient, the lateral force, the vertical force, the vibration acceleration and steady state lateral acceleration measured from main line tests.
The research was requested by Meridian Rail Corporation in United States. The Swing Motion Bogie can application by Korea style if synthesize study result of bogie strength evaluation, bogie dynamic characteristics analysis, actual test(maximum speed, derailment coefficient, lateral force, vertical force, vibration acceleration, steady state lateral acceleration) etc..
Bayati, Mohammad Reza;Mazaheri, Hamid;Bidgoli, Mahmood Rabani
Steel and Composite Structures
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v.43
no.2
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pp.229-240
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2022
The main objective of this work is presenting a mathematical model for the concrete slab with fiber reinforced polymer (FRP) layer under the impact load. Impacts are assumed to occur normally over the top slab and the interaction between the impactor and the structure is simulated using a new equivalent three-degree-of-freedom (TDOF) spring-mass-damper (SMD) model. The structure is assumed viscoelastic based on Kelvin-Voigt model. Based on the sinusoidal shear deformation theory (SSDT), energy method and Hamilton's principle, the motion equations are derived. Applying DQM, the dynamic deflection and contact force of the structure is calculated numerically so that the effects of mass, velocity and height of impactor, boundary conditions, FRP layer, structural damping and geometrical parameters of structure are shown on the dynamic deflection and contact force of system. Results show that considering structural damping leads to lower dynamic deflection and contact force. In addition, increasing the impact velocity of impactor yields to increases in the maximum contact force and deflection while the contact duration is decreased. The result shows that the contact force and the central deflection of the structure decreases and the contact time decreases with assuming FRP layer.
This study presents a comprehensive investigation of wind load characteristics and wind-induced responses associated with different wind incidence angles and terrains of the 1000kV UHV substation frame. High-frequency force balance (HFFB) force measurement wind tunnel tests are conducted on the overall and segment models to characterize wind loads characteristics such as the aerodynamic force coefficients and the shape factors. The most unfavorable wind incidence angles and terrains for aerodynamic characteristics are obtained. A finite element model of the substation frame is built to determine the wind-induced response characters based on the aerodynamic force coefficients and bottom forces of the segment models. The mean and root mean square (RMS) values of displacement responses at different heights of the frame structure are compared and analyzed. The influence of wind incidence angle and terrains on wind-induced responses is also examined. The displacement responses in terms of the crest factor method are subsequently transformed into dynamic response factors. The recommended values of dynamic response factors at four typical heights have been proposed to provide a reference for the wind resistance design of such structures.
Proceedings of the Earthquake Engineering Society of Korea Conference
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1999.04a
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pp.292-299
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1999
In order to investigate dynamic behaviors of marine cables under wave and earthquake forces a geometric nonlinear. F, E formulation of marine cables is presented and tangent stiffness and mass matrices for the isoparametric cable element are derived, The initial equilibrium state of cables subjected to self -weights and current forces is determined and free vibration and dynamic nonlinear analysis of cable structures under additional environmental loads are performed based on the initial configuration Challenging examples are presented and discussed in order to demonstrate the feasibility of the present finite element method and investigate dynamic nonlinear behaviors of marine cables.
Park, Young-Pil;Ryu, Bong-Jo;Lee, Gyu-Seop;Kim, In-Sung
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.21
no.2
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pp.245-251
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1997
The dynamic behavior of elastic columns under the action of the subtangential force is studied in this paper. The subtangential force is the combination of the tip mass dead load and pure follower thrust. In this study, the tip mass is assumed to be a rigid body rather than a point mass. The equations of motion are derived based on the extended Hamilton's principle and the finite element method. Then the equations of motion are trasformed into a dimensionless form, and several parameters are identified. It is found that the critical subtangential force can be changed subtangentially by considering the parameters related to tip mass. It is also shown that the nonconservativeness of the applied force has a significant effect on the type of instability. The influence of the self-weight of the column on the variation of the critical force is also investigated.
Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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v.27
no.1
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pp.13-24
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2023
In this study, alternative seismic force-resisting systems for plant structure supporting equipment were designed, and the seismic performance thereof was compared using nonlinear dynamic analysis. One alternative seismic force-resisting system was designed per the requirement for ordinary moment-resisting and concentrically braced frames but with a reduced base shear. The other seismic force-resisting system was designed by accommodating seismic details of intermediate and unique moment-resisting frames and special concentrically braced frames. Different plastic hinge models were applied to ordinary and ductile systems based on the validation using existing test results. The control model obtained by code-based flexible design and/or reduction of base shear did not satisfy the seismic performance objectives, but the alternative structural system did by strengthened panel zones and a reduced effective buckling length. The seismic force to equipment calculated from the nonlinear dynamic analysis was significantly lower than the equivalent static force of KDS 41 17 00. The comparison of design alternatives showed that the seismic performance required for a plant structure could be secured economically by using performance-based design and alternative seismic-force resisting systems adopting minimally modified seismic details.
Journal of the Korean Society of Manufacturing Process Engineers
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v.10
no.4
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pp.16-21
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2011
This paper described an analysis of dynamic mechanism for the industrial two-step folding automatic door using commercial software packages. Two modeling types of operating on the guide rail, the sliding one and the rolling, were adopted to investigate effects of impact force when the door ascends the guide rail. The magnitude of impact force was found very peaklike large over an initial duration of the door's moving up. The amount of damping coefficient for alleviating this shock was controlled to such a moderate degree that the operating conditions can be obtained for the purpose of design. Moreover the behavior of both dynamic stress and deformation were observed for acquirement of structural reliabilities of the combined guide rail and rolling mechanism. This research will be a very useful tool in the near future for the dynamic analysis of the multi-step folding automatic door.
Kim, Gyu-Sung;Choung, Joon-Mo;Jang, Young-Sik;Choe, Ick-Hung;Lee, Joon-Hee
Proceedings of the KSME Conference
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2003.04a
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pp.473-478
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2003
This paper presents static and dynamic measurement of the stress and motion characteristics for crawler type excavators. Eight scenarios were prepared for static measurement based on two extreme digging positions, maximum digging reach position and maximum digging force position. The measured items for static motion included stress, cylinder pressure, cylinder stroke and digging force. The measured static stresses showed that asymmetric digging force acting on a bucket induced higher stress level than symmetric one. The measured static pressures and digging forces also agreed with design pressures and design digging forces, respectively. The dynamic measurement was performed for two types of motion, that is, simple reciprocation of each cylinder and actual digging motion. The measured items for dynamic motion were stroke and pressure of each cylinder, stresses on the working device and acceleration on the upper plate of an arm. The measured data showed that the natural frequency of the excavator highly depended on the hydraulic stiffness of cylinders. Digging motion tests revealed that digging motion was closer to static motion rather than dynamic one.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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