• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.57-63
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• 2007

본 연구는 동하중의 영향을 받는 구조물의 효율적인 구조 해석 및 최적화 수행을 위해 임계 시간의 동하중을 등가 정하중으로 변환하는 방법을 제안한다. 동하중을 등가 정하중으로 변환하기 위해서는 적절한 자유도 선정이 중요하다. 그러나, 기존 방법에서는 자유도의 선정이 임의로 이루어져서 몇 개의 자유도에 과도한 정하중이 부과되거나, 구조물의 거동에 영향력이 없는 자유도들이 선정됨으로써 신뢰성이 떨어지는 결과를 제공하기도 한다. 본 연구에서는 2단계 축소기법과의 연동을 통해 중요 자유도를 선정하고, 선정된 자유도에 등가 정하중을 부과하는 방법을 제안하다. 주자유도는 구조물의 거동에 지배적인 영향력을 갖고 있으며, 손상 탐지나 시스템 검증에서도 중요한 의미를 갖는 자유도이다. 수치예제를 통해 선정된 자유도에 등가 정하중을 분포시킨 후 동하중하의 시간 응답과 비교하여 그 신뢰성을 확인한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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• pp.1262-1269
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• 2003

In structural optimization, static loads are generally utilized although real external forces are dynamic. Dynamic loads have been considered in only small-scale problems. Recently, an algorithm for dynamic response optimization using transformation of dynamic loads into equivalent static loads has been proposed. The transformation is conducted to match the displacement fields from dynamic and static analyses. The algorithm can be applied to large-scale problems. However, the application has been limited to size optimization. The present study applies the algorithm to shape optimization. Because the number of degrees of freedom of finite element models is usually very large in shape optimization, it is difficult to conduct dynamic response optimization with the conventional methods that directly threat dynamic response in the time domain. The optimization process is carried out via interfacing an optimization system and an analysis system for structural dynamics. Various examples are solved to verify the algorithm. The results are compared to the results from static loads. It is found that the algorithm using static loads transformed from dynamic loads based on displacement is valid even for very large-scale problems such as shape optimization.

• 대한기계학회논문집A
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• 제27권8호
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• pp.1363-1370
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• 2003

In structural optimization, static loads are generally utilized although real external forces are dynamic. Dynamic loads have been considered in only small-scale problems. Recently, an algorithm for dynamic response optimization using transformation of dynamic loads into equivalent static loads has been proposed. The transformation is conducted to match the displacement fields from dynamic and static analyses. The algorithm can be applied to large-scale problems. However, the application has been limited to size optimization. The present study applies the algorithm to shape optimization. Because the number of degrees of freedom of finite element models is usually very large in shape optimization, it is difficult to conduct dynamic response optimization with the conventional methods that directly threat dynamic response in the time domain. The optimization process is carried out via interfacing an optimization system and an analysis system for structural dynamics. Various examples are solved to verify the algorithm. The results are compared to the results from static loads. It is found that the algorithm using static loads transformed from dynamic loads based on displacement is valid even for very large-scale problems such as shape optimization.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회A
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• pp.1344-1349
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• 2007

Biped humanoids maintain their stability through precise controls during locomotion or operation. Dynamic forces are applied to the humanoid structure during locomotion or operation. If the humanoid has weakness from a structural viewpoint, these forces cause severe deformation or vibration of the structure, which can make the humanoid unstable. In this research, a design scenario is proposed to design a robust humanoid structure under the dynamic loads. The pelvis part is selected for design practice. Multibody dynamics is adopted to calculate the dynamic loads and a structural optimization technique is employed to design the pelvis structures. Since it is extremely difficult directly consider the dynamic loads in the optimization process, equivalent static loads are evaluated from the dynamic loads and the design result are discussed.

• 대한기계학회논문집
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• 제18권7호
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• pp.1654-1663
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• 1994

Even if the ball bearing was conservatively designed considering the dynamic capacity and the rating life, sometimes the bearing was early failed on account of the misalignment and the lubricant contaminations etc. Misalignment was generated when bearing-shaft system transmitted large power and when the bearing was inadequately mounted. It was possible to predict the fatigue life of ball bearing under the misalignment considering the motions of ball, cage and raceway, and the factors of the effect on fatigue life. Misalignment affected on ball bearing as radial and moment load and the relationships between misalignment and moment were obtained. In this paper, the analysis of the load distributions between ball and raceway, and the prediction of fatigue life of deep groove ball bearing under radial and moment loads were carried out. And, the new formulation of equivalent dynamic load considering the effects of moment load was proposed.

• 한국지진공학회논문집
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• 제5권5호
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• pp.35-45
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• 2001

최근에 넓은 공간이 요구되는 건축물에서는 칸막이 벽과 같은 비구조재의 사용이 감소됨으로써 감쇠효과가 크게 줄어들고 있으며 고강도재료의 사용으로 바닥판 구조물이 유연화, 장경간화 되어가고 있다. 대형집회공간, 쇼핑몰, 사무실 등과 같이 장경간 건축물에서는 사람의 움직임에 의하여 과도한 진동이 발생할 수 있으며 이러한 진동은 건축물의 사용성을 크게 저하시키는 원인이 되고 있다. 바닥판 진동의 주요 진동원 중의 하나가 보행하중이다. 보행하중을 받는 구조물의 진동해석에 있어서 보행하중을 적용하는 일반적인 방법은 한 절점에 보행하중을 연속적으로 가하거나 주기하중으로 이상화된 동적하중을 가하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 보행의 이동효과를 고려할 수 없다. 본 논문에서는 실제 바닥판 구조물의 고유진동수와 감쇠비를 평가하였으며 예제 구조물의 효율적인 진동해석을 위하여 보행하중을 적용하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.139-149
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• 2019

옹벽 설계에서는 차량하중에 의해 유발되는 수평토압을 등가상재하중 높이를 토대로 계산한다. 미국 AASHTO의 LRFD 설계 기준은 미국 표준트럭을 대상으로 선정되었기 때문에 국내의 표준트럭과 부합하는 새로운 등가상재하중 높이를 산정 할 필요가 있다. 본 연구에서는 미국 표준트럭과 다른 국내 표준트럭의 특성을 반영하고 차량주행방향, 포장층의 포아송비, 옹벽높이를 고려하여 Boussinesq 이론에 근거한 국내 등가상재하중 높이를 제안하였다. 국내 표준트럭의 축하중과 하중 밀도가 미국 표준트럭보다 높기 때문에, 본 연구에서는 제안한 등가상재하중 높이는 미국 설계 기준에 제안된 등가상재하중 높이 보다 큰 것을 확인하였다. 가장 높은 등가상재하중 높이는 차량주행방향이 옹벽길이방향과 직교할 때로 확인되었다.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권1호
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• pp.83-90
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• 2006

Gust Factor법은 구조물의 등가정적 풍하중을 평가하는 일반적인 방법으로 구조물의 최대 응답시의 풍하중의 분포가 평균풍하중의 분포와 동일한 형상을 가진다는 가정하에 적용한다. 그러나 대스팬 구조물의 경우 평균 풍하중의 형상과 변동 풍하중의 형상이 다를 수 있어 1차모드뿐 아니라 고차모드의 영향을 고려하여 구조물의 풍응답과 풍하중을 산정하여야 한다. 본 논문에서는 등가정적 풍하중을 산정하기 위하여 현재 사용되고 있는 Gust Factor 법 (GF법), Load-response-correlation법 (LRC법)에 대해 고찰하고, Advanced Conditional Sampling 법 (ACS법)을 제안하였다. ACS법은 최대하중효과를 나타내는 순간에 선택된 풍압분포와 구조물의 동적거동에 의해 발생한 관성력을 합성하여 등가정적풍하중을 산정하는 방법이다. 최대하중 효과는 풍동실험에서 얻어진 풍압데이터를 이용하여 시간이력해석으로 평가한다. 제안된 ACS법과 기존의 GF법 및 LRC법을 지붕 구조물에 적용하여 등가정적 풍하중을 산출하고 이를 상호 비교 분석함으로써 ACS법의 유효성을 검증하고자 한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제20권12호
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• pp.3767-3781
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• 1996

Generally, dynamic loads are applied to real structures. Since the analysis with the dynamic load is extremely difficult, static loads are utilized by proper conversions of the dynamic loads. The dynamic loads are usually converted ot static loads by safety foactors of experiences. However, it may increase weight and decrease reliability. In this study, a method is proposed for the conversion process. An equivalent static load is calculated ot generate a same maximum displacement. The method is verified through numerical tests on a spring-mass systems of one and multi degrees-of freedom. It has been found that the duration time of the loads and the natural frequencies of the structures are critical in the conversion process. A road arem is a self-propelled howizer is selected for the application of the proposed method. The shape of the road arm is optimized under the converted static loads.

• Wind and Structures
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• 제25권5호
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• pp.493-506
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• 2017

Wind-induced response behavior of long-span roof structures is very complicated, showing significant contributions of multiple vibration modes. The largest load effects in a huge number of members should be considered for the sake of the equivalent static wind loads (ESWLs). Studies on essential matters and necessary conditions of the universal ESWLs are discussed. An efficient method for universal ESWLs on long-span roof structures is proposed. The generalized resuming forces including both the external wind loads and inertial forces are defined. Then, the universal ESWLs are given by a combination of eigenmodes calculated by proper orthogonal decomposition (POD) analysis. Firstly, the least squares method is applied to a matrix of eigenmodes by using the influence function. Then, the universal ESWLs distribution is obtained which reproduces the largest load effects simultaneously. Secondly, by choosing the eigenmodes of generalized resuming forces as the basic loading distribution vectors, this method becomes efficient. Meanwhile, by using the constraint equations, the universal ESWLs becomes reasonable. Finally, reproduced largest load effects by load-response-correlation (LRC) ESWLs and universal ESWLs are compared with the actual largest load effects obtained by the time domain response analysis for a long-span roof structure. The results demonstrate the feasibility and usefulness of the proposed universal ESWLs method.