• 제목/요약/키워드: Finite element methods

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프리스트레스 콘크리트 부재의 단부정착부의 배근상세를 위한 역학적 모델의 적용 (Application of a Mechanical Model for the Detailing of the End Anchorage Zone of Prestressed Concrete Members)

  • 강원호;방지환;김철희
    • 콘크리트학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.201-211
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    • 1996
  • 최근에 계속적으로 발전하고 있는 역학적 모델은 배근상세에 있어서 과거의 경험적인 방법을 대신 할 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 프리스트레스트 콘크리트 부재의 단부 정착부의 배근상세를 위한 역학적 모델을 제안하였다. 제안된 모델에서는 콘크리트의 2축응력상태, 나선철근 배근 상태, 전단 마찰 파괴 등을 고려하였다. 제안된 모델과 다른 연구자의 스터럿 타이 모델, 비선형 유한 요소 해석을 대표적인 실험결과와 비교하였다. 제안된 방법은 파괴하중뿐만 아니라 파괴형태의 예측에 있어서 우수한 것으로 밝혀졌다. 제안 모델은 2차원 해석에 기초한 역학적 모델 및 비선형 해석으로 설명이 불가능한 3차원 파괴 형태를 잘 예측할 수 있음을 알 수 있다.

스위치드 리럭턴스 전동기의 인덕터스 산정에 관한 연구 (A Study on Calculating Inductance Characteristics of Switched Reluctance Motor)

  • 최경호;김동희;노채균;김민희
    • 전력전자학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.333-340
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    • 2001
  • 본 연구는 SRM의 토크 특성해석과 구동에 필요한 인덕턴스의 산정에 관한 연구이다. SRM의 토크 특성은 인덕턴스 와 전류의 변화로서 나타 낼수 있으나, 자기회로의 비선형적인 특성으로 정확한 인덕턴스 산정은 어려움이 있다. 최근에는 인덕턴스 산정을 위하여 FEM해식이나 피팅계수법이 많이 적용되고 있다. 그러나 FEM에 의한 방법은 많은 시간이 소요되며 구조변경에 따라 재해석이 요구되어진다. 피팅 계수법에 의한 방법은 측정된 인덕턴스에 의해 추정되는 값임으로 초기의 측정이나 해석에는 어려움이 따른다. 본 논문에서는 설계시 얻어지는 간단한 기계구도의 치수를 이용하여 계산에 의한 인덕턴스를 산정하는 간단한 기계구조의 치수를 이용하여 계산에 의한 인덕턴스를 산정하는 간단한 모델과 방법을 제시하였다. 제시된 산정방법의 검증을 위하여 연구 제작된 1[Hp]전동기에 적용하여 FEM해석과 측정에 의한 방법을 각각 비교 검토하였다.

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개착식 터널에서 파형강판 라이닝의 해석 기법 평가 (Evaluation of Analysis Code of Corrugated Steel Plate Lining in Cut-and-Cover Tunnel)

  • 김정호;김낙영;이용준;이승호;황영철;조철신;정형식
    • 한국지반공학회:학술대회논문집
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    • 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.1316-1323
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    • 2005
  • Most tunnel lining material which has been used in the domestic is a concrete. But many problems as the construction period, the cost, and the crack occurrence for the design, construction, and management were happened in the concrete lining. For this reason, many research institutes like the Korea Highway Corporation recognize the necessity of an alternate material development and grow on the interest for that. So in this study, the behaviour characteristics for the application of the Corrugated Steel Plate Lining in cut-and-cover tunnel are evaluated as several conditions for the backfill height, the cutting slope, and the relative density of backfill soil are changed. In addition, through using that conditions, CHBDC(2000, Canadian Highway Bridge Design Code) is evaluated if it could be applied to the design by comparing with the numerical analysis results. As the behaviour characteristics of the Corrugated Steel Plate Lining by CHBDC and the static numerical analysis are analyzed, both the methods show the same linear increases of the compressive stress according to the increase of the backfill height. The CHBDC of the dead load condition has very similar tendency by comparing with the result of the static numerical analysis.

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횡하중을 받는 플랫플레이트의 모멘트-변형각 곡선과 유효강성 (Moment-Rotation Relationship and Effective Stiffness of Flat Plates under Lateral Load)

  • 최경규;박홍근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.856-865
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    • 2003
  • 성능기초설계를 위한 기존의 설계방법 및 지침은 플랫 플레이트구조의 내진성능을 정확히 예측하지 못한다. 이전의 연구에서는 슬래브-기둥 접합부에 대하여 비선형 유한요소해석를 이용한 변수연구를 수행하였으며, 해석결과 및 기존실험결과에 근거하여 플랫 플레이트 접합부의 휨모멘트 강도와 최대변형능력을 추정할 수 있는 설계방법을 개발하였다. 본 연구에서는 선행연구결과와 비선형 해석결과에 근거하여 플랫 플레이트구조의 일반화된 모멘트-변형각의 관계를 제안하였으며, 기존 실험결과와의 비교를 통해 검증하였다. 또한 풍하중을 받는 플랫 플레이트구조의 변형을 쉽게 구할 수 있도록 0.2% 층간변위비에 대한 슬래브의 강성보정계수를 제안하였다.

플랫플레이트-기둥 접합부의 뚫림전단강도 (Strength Model for Punching Shear of Flat Plate-Column Connections)

  • 최경규;박홍근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.163-174
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    • 2004
  • 플랫플레이트-기둥 접합부의 뚫림전단강도를 규명하기 위해 그동안 많은 실험연구가 수행되어 왔다. 실험결과에 의하면, 뚫림전단강도는 접합부의 기둥크기, 철근비, 경계조건 등 다양한 설계변수에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다. 하지만 현행 설계기준들은 설계변수의 영향을 정확히 반영하고 있지 못한 실정이다. 본 연구에서는 뚫림전단의 파괴메카니즘을 정의하기 위하여, Rankine의 파괴기준을 이용하는 구조역학적 접근법이 사용되었다. 파괴메카니즘은 접합부에 배치된 하부철근량에 따라 압축지배 전단파괴와 인장지배 전단파괴로 분류되며, 또한 뚫림전단강도는 슬래브의 휨손상에 밀접한 영향을 받는 것으로 밝혀졌다. 이 연구결과에 근거하여 콘크리트의 뚫림전단강도식을 개발하였으며, 제안된 방법은 기존 실험연구결과와 비선형 수치해석결과와의 비교를 통해 타당성이 검증되었다. 비교결과, 다양한 설계변수의 영향을 반영하고 있는 제안된 강도모델은, 현행 설계기준보다 접합부의 뚫림전단강도를 정확히 추정할 수 있는 것으로 밝혀졌다.

불균형 휨모멘트를 받는 플랫플레이트-기둥 접합부의 편심전단강도 (Strength Model for Eccentric Shear of Flat Plate-Column Connections under Unbalanced Moment)

  • 최경규;박홍근
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제16권2호
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    • pp.229-240
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    • 2004
  • 불균형 휨모멘트를 재하받는 플랫플레이트-기둥 접합부의 편심전단강도와 모멘트강도를 규명하기 위해 그동안 많은 실험연구가 수행되어 왔다. 기존 실험들은 서로 다른 실험방식을 사용하고 있는데, 접합부의 전단강도는 실험방식에 따라 차이가 있는 것으로 나타났다. 따라서 기존 실험에 근거하여 개발된 현행 설계기준들은 플랫플레이트의 강도를 정확히 설명하고 있지 못한 실정이다. 선행 연구에서는 연속 플랫플레이트에 대한 비선형 유한요소해석에 근거하여, 슬래브-기둥 접합부에 패한 새로운 설계방법을 개발하였다. 그러나 제안된 설계방법에서는 휨모멘트 강도산정에 필요한 접합부 편심강도를 경험식에 의존하여 산정하고 있다. 본 연구에서는, 접합부 파괴 메카니즘을 분석하기 위해서, Rankine 재료파괴기준을 이용하는 이론적인 접근법을 채택하였다. 분석결과에 근거하여 개선된 편심전단강도모델이 개발되었고, 기존 실험과의 비교를 통해 검증되었다. 개발된 강도식을 이용하여, 선행연구에서 개발된 설계방법을 재검증하였다.

삼차원(三次元) 침투류해석(浸透流解析)을 위한 이론적(理論的) 방법(方法)과 실험적용예(實驗適用例)에 관(關)한 고찰(考察) (A Study of Theoretical Method and Application to Laboratory Tests for Three-dimensional Transient Seepage Analysis)

  • 진병익;김재홍
    • 대한토목학회논문집
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    • 제4권2호
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    • pp.13-24
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    • 1984
  • 본(本) 논문(論文)은 필 댐에서의 침투해석(浸透解析)에 유한요소법(有限要素法)을 이용(利用)한 수치해석(數値解析)과 기하학적(幾何學的) 해석법(解析法)을 실험적(實驗的)으로 고찰(考察)하였다. 자유수면(自由水面) 경계법(境界法)에 따른 포화(飽和), 불포화법(不飽和法)은 본문(本文)에서와 같이 장단점(長短點)이 있으며 통상(通常) 자유수면형(自由水面形)에서의 미지영역내(未知領域內)에 터널 및 공동(空洞)이 있을 경우를 고려하고 있으며 방법(方法)에 따라 적용범위는 다양하다. 또한 암반분할내(巖盤分割內)의 침투류(浸透流)를 해석(解析)하였으며 특(特)히 측면(側面)에서는 복잡다양한 절리(節理) 및 구열(龜裂)이 있어서 저수지(貯水池)의 침투성(浸透性)이 크며 또한 이의 해석(解析)에는 시간적(時間的)으로도 많은 시간(時間)이 걸리는 애로점이 있다.

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원주방향 관통균열을 갖는 원통형 쉘 구조의 패치보강 해석 (Analysis of Patched Cylindrical Shells with Circumferential Through-Wall Cracks)

  • 안재석;김영욱;우광성
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권6A호
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    • pp.411-418
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    • 2012
  • 이 연구에서는 수치해석 실험을 통하여, 원주방향 관통균열을 갖는 원통형 쉘의 패치보강 전후의 거동에 대한 평가와 다양한 변수에 따른 패치보강 효과를 분석하였다. 해석 모델의 신뢰성을 높이기 위해, h-법 및 p-법에 기초한 모델링, 두 가지 방법이 동시에 고려되었다. 또한 선형탄성파괴역학 개념에 기초하여 에너지 방출률을 산정하기 위해, 등가영역적분법 및 가상균열확장법이 고려되었다. 해석 예제로서, 먼저 연구에서 수행된 h-법 및 p-법 유한요소 모델을 검증하기 위해, 패치 보강전의 인장력을 받는 관통 균열이 있는 쉘 구조물이 해석되었으며, 해석 결과값들과 여러 참고문헌 값들이 비교되었다. 그리고 패치 보강된 원통형 쉘 시스템에서의 접착제 두께, 접착제 전단탄성계수, 패치 두께, 패치 재료, 균열 길이 등의 여러 설계 변수에 대한 민감도 해석이 수행되었다.

측면 절개된 판형 스프링으로 지지된 경수로 연료봉 진동의 실험적 고찰 (An Experimental Study on the Vibration of the PWR Fuel Rod Supported by the Side-sloted Plate Springs)

  • 최명환;강흥석;윤경호;송기남
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제13권10호
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    • pp.798-804
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    • 2003
  • One of the methods that are used to compare and verify the supporting performance of the spacer grids developed is the vibration characteristic test. A modal test in this paper is performed for a dummy rod 3,847 mm tall supported by eight New Doublet (ND) spacer grids. For the vibration test in air, nine accelerometers, one displacement sensor and one shaker are used for acquiring signals, and an I-DEAS TDAS software Is employed for analyzing the signals. Also, a finite element (FE) analysis is performed by a beam-spring simple model and a contact model simulating the contact phenomenon between the rod and the ND spring. And then, the results of the modal testing are compared with those of the FE analysis. The natural frequencies as well as the mode shapes obtained by the experiment have a greater similarity to the results by the contact model than the previous beam-spring model. In audition, for grasping whether or not the modal parameters are influenced by where shaking spot is, two kinds of tests are performed : one is for the shaker attached at the fourth span (center), the other is for the shaker at the fifth span that is one span nearer to the bottom of the rod. The latter shows higher MAC than the former Finally, the vibration displacements are measured in the range of 0.l12∼0.214 mm for the excitation force of 0.25∼0.75 N.

Responses of self-anchored suspension bridge to sudden breakage of hangers

  • Qiu, Wenliang;Jiang, Meng;Zhang, Zhe
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제50권2호
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    • pp.241-255
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    • 2014
  • The girder of self-anchored suspension bridge is subjected to large compression force applied by main cables. So, serious damage of the girder due to breakage of hangers may cause collapse of the whole bridge. With the time increasing, the hangers may break suddenly for their resistance capacities decrease due to corrosion. Using nonlinear static and dynamic analysis methods and adopting 3D finite element model, the responses of a concrete self-anchored suspension bridge to sudden breakage of hangers are studied in this paper. The results show that the sudden breakage of a hanger has significant effects on tensions of the hangers next to the broken hanger, bending and torsion moments of the girder, moments of the towers and reaction forces of the bearings. The results obtained from dynamic analysis method are very different from those obtained from static analysis method. The maximum tension of hanger produced by breakage of a hanger exceeds 2.2 times of its initial value, the maximum dynamic amplification factor reaches 2.54, which is larger than the value of 2.0 recommended for cable-stayed bridge in PTI codes. If two adjacent hangers on the same side of bridge break one after another, the maximum tension of other hangers exceeds 3.0 times of its initial value. If the safety factor adopted to design hanger is too small, or the hangers have been exposed to corrosion, the bridge may collapse due to breakage of two adjacent hangers.