• 한국전산구조공학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.165-171
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• 2013

동하중을 고려하는 구조해석은 전산자원과 시간측면에서 상당한 어려움이 따르기 때문에 외력을 이상적인 정하중으로 가정하는 것이 일반적이다. 그러나 정하중 조건으로 해석된 결과는 구조물의 안전설계 측면에서 충분한 신뢰를 주기 어렵다. 최근에는, 동하중의 영향을 받는 구조물의 효과적인 구조해석을 위해 동하중을 등가정하중으로 변환하는 기법이 제안되어 왔다. 이 기법은 최적화를 통해 구속조건을 만족하는 최소의 등가정하중을 구하는데, 구속조건은 임계시간의 변위를 사용하고, 등가정하중 분포 자유도는 경험적으로 선정하여 왔다. 그러나 안전설계 관점에서는 응력 구속조건을 적용하는 것이 타당하며, 경험적 자유도 선정은 몇 개의 자유도에 과도한 하중이 부과되거나 구조물의 거동에 영향력이 없는 자유도들이 선정될 가능성이 있다. 본 연구에서는 등가응력 구속조건을 고려하는 등가정하중 최적화 방법을 제안하고, 축소시스템 개념을 도입한 주자유도, 구속조건 요소 자유도, 외부하중 자유도로 구성되는 등가정하중 분포 자유도의 구성방법을 제안한다. 수치예제에서는 제안된 방법으로 구해진 등가정하중을 사용하여 등가응력을 구하고 동하중 해석 결과와 비교함으로써 제안된 방법을 통한 구조해석 방법이 구조안전성 측면에서 타당함을 보인다.

• 농업과학연구
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• 제47권4호
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• pp.1123-1134
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• 2020

The goal of this study was to develop an accelerated life test for an implement working pump for an agricultural tractor. The field experiments were conducted to measure the load of an implement working pump during major agricultural operations such as plow tillage, rotary tillage, baler operations, and wrapping operations. The measurement system for an implement working pump load was constructed using a pressure sensor, the engine rotational speed, and the hitch pump displacement. The measured implement working pump load was calculated as an equivalent load for each agricultural operation using the Palmgren-Miner rule, which is a cumulative damage method. The equivalent load was calculated using the total load data and peak load data when the total data included the operation of an implement working. The annual usage time of the agricultural tractor was applied to develop two integrated equivalent loads. The acceleration factor was calculated to develop an accelerated life test and was calculated from the two integrated equivalent loads, the maximum pressure, and the flow rate conditions of the hitch pump. In Korea, the warranty life of a tractor is 2,736 hours, and the time required for the test to guarantee the operational life of tractors was calculated as 7,561 hours. The acceleration factors were calculated as 453.6 and 38.3, respectively, from the total load data and peak load data. The fatigue test time can be shortened by 16.7 and 197.4 hours according to the result of the acceleration factors.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제39권5호
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• pp.661-667
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• 2011

In the famous equivalent elasticity modulus method proposed by Ernst for the geometrical nonlinear analysis of stay cables, the cable shape was assumed as a parabolic curve, and only a part of the gravity load normal to the chord was taken into account with the other part of gravity load parallel to the chord being ignored. Using the actual catenary curve and considering the entire gravity load of stay cables, the present study has derived the equivalent stiffness method to analyze the sag effect of stay cables in cable-stayed bridges. The derived equivalent stiffness can be degenerated into Ernst's equivalent elasticity modulus method with some approximations. Therefore, the Ernst's method is a special and approximate formulation of the present method. The derived equivalent stiffness provides a theoretical explanation for the famous Ernst's formula.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.421-427
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• 2014

현실세계의 구조물은 대부분 동하중의 영향을 받고 있지만, 구조해석이나 구조 최적화를 수행할 때는 정하중이 작용하는 것으로 가정한다. 실제 하중인 동하중을 고려하게 되면 다양한 하중들을 고려해야 하기 때문에 전산자원과 시간비용 측면에서 많은 제약이 따르기 때문이다. 그러나, 단순한 정하중 조건만을 고려하면 구조안전성 측면에서 바람직하지 못하기 때문에 가중치를 적용하거나 동하중을 대체하는 등가정하중을 적용하여 관련 문제를 보완하려는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 등가정하중을 적용하여 동하중을 받고 있는 구조물에 대한 구조최적화 기법을 제안한다. 본 연구에서 적용하는 등가정하중은 기존 연구에서 제안한 바 있는 주자유도를 기반으로 하여 등가정하중 부과 위치를 결정하고 최적화 과정을 통해 산출한다. 이 과정에서 지나치게 큰 하중이 구해지지 않도록 가중치를 고려한 구속조건을 추가하여 기존 연구의 등가정하중의 최적화 과정을 보완하였다. 수치예제에서는 동하중이 작용하는 트러스 구조물과 평판 구조물에서 최적화된 등가정하중을 적용하여 사이즈 최적화를 수행함으로써 제안된 최적화 기법의 신뢰성을 검증한다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제9권3호
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• pp.305-321
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• 2000

This paper develops a simplified, but effective, algorithm in obtaining critical slab design moments for parking garages. Maintaining the uniformly distributed load concept generally adopted in the design of building structures, this paper also introduces the equivalent vehicle load factors, which can simulate the vehicle load effects without taking additional sophisticated numerical analyses. After choosing a standard design vehicle of 2.4 tons through the investigation of small to medium vehicles made in Korea, finite element analyses for concentrated wheel loads were conducted by referring to the influence surfaces. Based on the obtained member forces, we determined the equivalent vehicle load factors for slabs, which represent the ratios for forces under vehicle loads to these under uniformly distributed loads. In addition, the relationships between the equivalent vehicle load factors and sectional dimensions were also established by regression, and then used to obtain the proper design moments by vehicle loads. The member forces calculated by the proposed method are compared with the results of four different approaches mentioned in current design codes, with the objective to establish the relative efficiencies of the proposed method.

• 콘크리트학회논문집
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• 제14권6호
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• pp.843-850
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• 2002

프리스트레스트 콘크리트 부재의 해석이론에서 텐던의 직선이동(linear transformation)은 텐던 배치에 대한 해석을 간략화시켜주는 장점이 있어 빈번히 다루어지고 있다. 본 논문은 그동안 간과되기 쉬웠던 직선이동에 내재된 근사화 및 그 영향을 밝히는데 중점을 두고 있으며, 주로 등가하중법(equivalent load method)을 통하여 직선이동의 이론을 분석하였다. 텐던이 이동하더라도 똑같은 등가하중 시스템이 산출되는 것을 직선이동으로 볼 경우, 기존의 등가하중법 고유의 내재된 가정은 그러한 직선이동의 원리가 성립하도록 하고 있으며, 반면 근사화가 포함되지 않은 엄밀한 의미의 등가하중 시스템에서는 그러한 원리가 성립하고 있지 않다 또한, 자체평형의 성질로부터 유도된 등가하중법을 직선이동에 적용하는 방안을 모색하였으며, 기존의 결과와 약간 다른 등가하중 시스템을 산출하였다. 논의를 확장하여 격납구조물 벽체 원환텐던(circumferential tendon)의 편심배치 문제를 직선이동의 관점에서 분석하였다.

• 전산구조공학
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• 제10권3호
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• pp.203-216
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• 1997

본 논문에서는 실무에서 이동 집중하중에 대한 별도의 복잡한 구조해석을 수행하지 않고도 등분포하중에 대한 부재력으로부터 손쉽게 차량하중의 영향을 고려한 거더와 보 부재의 설계 부재력을 구할 수 있도록 등가차량하중계수를 제안하였다. 먼저 국내에서 생산되는 중,소형 차량의 조사와 외국의 주차장 관련 설계규준의 비교, 검토를 통해 주차장 구조물의 한계 활하중인 총중량 2.4ton의 설계기준차량을 설정하였으며, 이를 토대로 설계 활하중인 등분포하중(500kg/m/sup 2/)과 집중하중(P=2.4ton)에 대한 구조부재의 거동 특성을 분석하고 회귀분석을 통해 상호 관계식을 부재 길이의 함수로 구성하였다. 나아가 제안된 등가차량하중계수를 대표적인 보와 거더 부재에 적용시켜 그 효율성과 신뢰성을 검증하였다.

• 콘크리트학회지
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• 제6권2호
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• pp.148-158
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• 1994

본 논문은 실제 교량위를 통과하는 차량에 의하여 프리스트레스트 콘크리트 합성거다 교량에 발생하는 프로하중을 합리적으로 표현할 수 있는 등가프로하중모델을 도출하는데 그 목적을 두고 있다. 교량에 작용하는 피로하중은 그 크기와 지속시간이 불규칙피로하중과 같은 피로손상을 줄 수 있는 등가의 피로하중 모델을 제안하여 피로해석 및 설계를 간편하고 합리적으로 수행할 수 있도록 하였다. 또, 이 모델의 적용성을 검토하기 위하여 국내의 교통량조사 자료를 이용하여 교량을 통과하는 차량의 확률모델을 도출하고, 이 모델로부터 작용 모멘트의 확률특성을 결정하여 피로해석을 수행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권1호
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• pp.66-75
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• 2006

Nonlinear response structural optimization using equivalent static loads (NROESL) has been proposed. Nonlinear response optimization is solved by sequential linear response optimization with equivalent static loads which are generated from the nonlinear responses and linear stiffness matrix. The linear stiffness matrix should be obtained in NROESL, and this process can be fairly difficult for some applications. Proportional transformation of loads (PTL) is proposed to overcome the difficulties. Equivalent static loads are obtained by PTL. It is the same as NROESL except for the process of calculating equivalent static loads. PTL is developed for large-scale probems. First, linear and nonlinear responses are evaluated from linear and nonlinear analyses, respectively. At a DOF of the finite element method, the ratio of the two responses is calculated and an equivalent static load is made by multiplying the ratio and the loads for linear analysis. Therefore, the mumber of the equivalent static loads is as many as that of DOF's and an equivalent static load is used with the reponse for the corresponding DOF in the optimization process. All the equivalent static loads are used as multiple loading conditions during linear response optimization. The process iterates until it converges. Examples are solved by using the proposed method and the results are compared with conventional methods.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권12호
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• pp.1811-1820
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• 2010

실제 대부분의 공학 문제들은 크고 작은 비선형성을 내포한다. 구조물의 최적설계 과정에서는 다수의 구조물 사이에 발생하는 접촉이나 비선형 물성치를 가지는 재료, 또는 대변형을 고려해야만 한다. 그러나 민감도 계산이 고가이기 때문에 비선형성을 최적화에 고려하는 것은 매우 어렵다. 따라서 비선형 정적 반응 위상최적설계를 위하여 등가하중법을 사용한다. 등가하중이란 비선형 해석에서 유발되는 반응장과 동일한 반응장을 유발하는 선형 정적하중이다. 등가하중법은 치수/형상최적설계를 위하여 연구되어 왔다. 위상최적설계는 치수/형상최적설계에 비하여 설계변수가 많기 때문에 기존의 등가하중법을 그대로 적용할 수 없기 때문에 위상최적설계를 위하여 등가하중법을 확장하고 수정한다. 간단한 예제를 통하여 등가하중법을 이용한 위상최적설계 결과가 수치적으로 도출한 결과와 유사함을 보이고 실제 공학 예제의 위상최적설계를 통하여 기존의 선형 정적 위상최적설계와 결과를 비교한다.