• 한국강구조학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.91-99
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• 2012

최근 인접 건축물의 진동제어와 관련된 연구가 몇몇 연구자에 의하여 수행되고 있으며 그리고 구조물의 지진동 제어를 위하여 준능동 감쇠기의 일종인 MR 감쇠기가 적용되고 있다. 본 논문에서는 MR 감쇠기의 위치에 따른 인접 건축물의 지진동 제어성능을 분석하여 MR 감쇠기의 설치에 대한 최적의 위치를 선정하고자 한다. 본 연구를 위하여 인접한 20층과 15층 건축물을 예제 구조물로 사용하였으며 이 예제 구조물은 서로 다른 고유진동수를 갖게 하였으며 예제 구조물의 지진동 제어를 위하여 Groundhook 제어기법을 적용하였다. 예제 구조물의 수치해석에 의한 지진응답 분석결과, 변위응답 제어를 위하여 인접 건축물의 최상층에 MR 감쇠기를 설치하는 것이 제어성능에 있어서 우수하며 가속도응답을 제어하기 위해서는 인접 건축물의 중간층에 MR 감쇠기를 설치하는 것이 우수한 제어성능을 보이고 있다. MR 감쇠기를 중간층에 설치할 경우에, 변위응답과 가속도응답을 동시에 제어가 가능하다. 따라서 건축물의 제어 목표에 따라서 MR 감쇠기 설치위치를 적절하게 선정해야 할 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제7권3호
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• pp.101-109
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• 1987

아치가 진동(振動)할 때 아치의 미소요소(微小要素)에 작용(作用)하는 합응력(合應力)과 D'Alembert의 관성력(慣性力)에 대한 평형방정식(平衡方程式)을 이용(利用)하여 회전관성(回轉慣性)을 고려(考慮)한 일반(一般)아치의 자유진동(自由振動)을 지배(支配)하는 미분방정식(微分方程式)을 유도(誘導)하였다. 이 미분방정식(微分方程式)을 정현(正弦)아치에 적용(適用)시키고, 시행착오적(試行錯誤的) 고유치문제(固有値問題)와 Runge-Kutta method를 이용(利用)하여 정현(正弦)아치의 자유진동(自由振動)을 해석(解析)할 수 있는 알고리즘을 개발(開發)하였다. 본(本) 연구(硏究)의 타당성(妥當性)을 검증(檢證)하기 위하여 본(本) 연구(硏究)의 수치해석(數値解析) 결과(結果)와 SAP IV의 결과(結果)가 잘 일치(一致)함을 보였다. 수치해석례(數値解析例)에서는 양단(兩端)힌지 아치에 대하여 회전관성(回轉慣性)이 고유진동수(固有振動數)에 미치는 영향(影響), 고유진동수(固有振動數)와 아치높이와의 관계(關係), 고유진동수(固有振動數)와 회전반경(回轉半徑)과의 관계(關係)를 고찰(考察)하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제21권8호
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• pp.752-760
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• 2011

In tilting pad bearing design process, the selection of the proper configuration type of either a load-between-pad(LBP) or load-on-pad(LOP) as well as preload and pivot offset conditions is to be carefully considered. Also the bearing needs to be designed in order to be suited for the rotor-bearing system and operating condition. In this paper, it is observed that the dynamic characteristics in a five pad tilting pad bearing for the LBP and the LOP configurations are influenced by the variation of preload and pivot offset. In this context, rotor dynamic analysis of the 5 MW industrial gas turbine supported by the tilting pad bearing at the front and roller bearing at the rear is carried out based on the dynamic coefficients of the tilting pad bearing investigated. The result shows that two rigid body critical modes experience various changes according to the influence of the tilting pad bearing uniquely applied to one side of this machine. Mainly, the second critical speed, the rigid body mode of conical shape with high whirling in the tilting pad bearing, is significantly changed by preload and pivot offset regardless of the LBP and LOP configurations. And, the first critical mode, the rigid body mode of conical shape with high whirling in the roller bearing, is sensitively affected by preload applied to the LOP configuration and by its asymmetric dynamic properties.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.75-82
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• 2016

이 연구에서는 SC 전단벽의 전단 연결재인 스터드의 배치와 형상이 SC 전단벽의 거동에 미치는 영향을 살펴보기 위해 전단벽체가 강제진동을 받을 때의 거동을 해석적으로 검토하였다. 이를 위해 서로 다른 배치간격과 형상의 스터드가 배열된 SC 전단벽을 대상으로 유한요소해석을 수행하였다. 그 결과, 시간이력해석으로부터 구한 감쇠비가 파워반감대역폭법이 전반적으로 높게 그리고 적합지수함수법이 가장 낮은 수준으로 산정했으며 설계강도 절반정도에서의 감쇠비는 3.0~4.2%로, 설계강도에서는 4.1~5.2%로 나타남을 알 수 있었다. 또한, 개선된 스터드를 사용할 때, 감쇠비가 약간 감소하였고 DS1과 DS2 간에는 일관된 결과가 나타나지 않았다. 스터드의 간격이 필요이상 증가할 경우, 고유진동수가 감소하고 감쇠비가 증가함을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제5권3호
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• pp.31-38
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• 1985

아치의 미소요소(微小要素)에 작용(作用)하는 합응력(合應力)들의 평형방정식(平衡方程式)과 D'Alembert의 원리(原理)를 이용(利用)하여 회전관성(回轉慣性)을 고려(考慮)한 포물선(抛物線)아치의 자유진동(自由振動)에 대한 미분방정식(微分方程式)을 유도(誘導)하였다. 본(本) 연구(硏究)에서 유도(誘導)한 미분방정식(微分方程式)을 검증(檢證)하기 위하여 포물선(抛物線)아치의 미분방정식(微分方程式)을 보의 미분방정식(微分方程式)으로 수렴(收斂)시킨 결과(結果), 포물선(抛物線)아치의 미분방정식(微分方程式)이 보의 미분방정식(微分方程式)으로 수렴(收斂)되는 것을 보였다. 본(本) 연구(硏究)에서 유도(誘導)한 미분방정식(微分方程式)을 시행착오적(試行錯誤的) 고유치문제(固有値問題)와 Runge-Kutta method를 이용(利用)하여 수치해석(數値解析)하였으며, 본(本) 연구(硏究)의 수치해석(數値解析) 결과(結果)와 SAP IV의 결과(結果)가 잘 일치(一致)함을 보였다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2011년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.425-432
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• 2011

In tilting pad bearing design process, the selection of the proper configuration type of either a Load-Between-Pad (LBP) or Load-On-Pad (LOP) as well as preload and pivot offset conditions is to be carefully considered. Also the bearing needs to be designed in order to be suited for the rotor-bearing system and operating condition. In this paper, it is observed that the dynamic characteristics in a 5 pad tilting pad bearing for the LBP and the LOP configurations are influenced by the variation of preload and pivot offset. In this context, rotor dynamic analysis of the 5MW industrial gas turbine supported by the tilting pad bearing at the front and roller bearing at the rear is carried out based on the dynamic coefficients of the tilting pad bearing investigated. The result shows that two rigid body critical modes experience various changes according to the influence of the tilting pad bearing uniquely applied to one side of this machine. Mainly, the second critical speed, the rigid body mode of conical shape with high whirling in the tilting pad bearing, is significantly changed by preload and pivot offset regardless of the LBP and LOP configurations. And, the first critical mode, the rigid body mode of conical shape with high whirling in the roller bearing, is sensitively affected by preload applied to the LOP configuration and by the its asymmetric dynamic properties.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.249-257
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• 2017

최근 당진-평택시에 위치한 서해대교에서 낙뢰로 인한 케이블 단선사고가 발생하였다. 이것은 자연발생 사고로 결론이 났지만 케이블교량의 단선으로 인하여 안전문제를 재검토하는 과정이 매우 중요한 일임을 상기하게 된 사건이다. 즉, 케이블 교량에서 케이블의 역할은 구조물의 안전에 지대한 영향을 미치며 이로 인해 전체구조체계에 대한 영향을 파악할 필요가 대두 되었다. 케이블 교량은 주 탑을 세우고 바닥판을 케이블로 지지하는 경제적 교량으로 케이블의 영향은 주 부재로써 전 교량시스템의 안전에 영향이 큰 부재이다. 사장교에서 케이블은 케이블의 장력이 변할 때 발생하는 사하중으로 인한 처짐의 변화 때문에 비선형 성을 가진다. 동적해석은 변형 된 사하중 접선강도행렬을 사용하여 되며 새로운 개념은 전체 교량에 대한 케이블 진동 (면내 및 스윙 모두)의 효과를 연구하기 위해 케이블을 여러 요소로 분할하였다. 이 연구의 결과는 전반적인 교량 역학에 케이블 진동의 중요성을 보여준다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제75권6호
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• pp.747-769
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• 2020

This paper provides a semi-analytical approach to investigate the variations of 3D displacement components, electric potential, stresses, electric displacements and transverse vibration frequencies in laminated piezoelectric composite plates based on the scaled boundary finite element method (SBFEM) and the precise integration algorithm (PIA). The proposed approach can analyze the static and dynamic responses of multilayered piezoelectric plates with any number of laminae, various geometrical shapes, boundary conditions, thickness-to-length ratios and stacking sequences. Only a longitudinal surface of the plate is discretized into 2D elements, which helps to improve the computational efficiency. Comparing with plate theories and other numerical methods, only three displacement components and the electric potential are set as the basic unknown variables and can be represented analytically through the transverse direction. The whole derivation is built upon the three dimensional key equations of elasticity for the piezoelectric materials and no assumptions on the plate kinematics have been taken. By virtue of the equilibrium equations, the constitutive relations and the introduced set of scaled boundary coordinates, three-dimensional governing partial differential equations are converted into the second order ordinary differential matrix equation. Furthermore, aided by the introduced internal nodal force, a first order ordinary differential equation is obtained with its general solution in the form of a matrix exponent. To further improve the accuracy of the matrix exponent in the SBFEM, the PIA is employed to make sure any desired accuracy of the mechanical and electric variables. By virtue of the kinetic energy technique, the global mass matrix of the composite plates constituted by piezoelectric laminae is constructed for the first time based on the SBFEM. Finally, comparisons with the exact solutions and available results are made to confirm the accuracy and effectiveness of the developed methodology. What's more, the effect of boundary conditions, thickness-to-length ratios and stacking sequences of laminae on the distributions of natural frequencies, mechanical and electric fields in laminated piezoelectric composite plates is evaluated.

• Steel and Composite Structures
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• 제37권6호
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• pp.711-731
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• 2020

This paper deals with free vibration of FG sandwich annular sector plates on Pasternak elastic foundation with different boundary conditions, based on the three-dimensional theory of elasticity. The plates with simply supported radial edges and arbitrary boundary conditions on their circular edges are considered. The influence of carbon nanotubes (CNTs) waviness, aspect ratio, internal pores and graphene platelets (GPLs) on the vibrational behavior of functionally graded nanocomposite sandwich plates is investigated in this research work. The distributions of CNTs are considered functionally graded (FG) or uniform along the thickness of upper and bottom layers of the sandwich sectorial plates and their mechanical properties are estimated by an extended rule of mixture. In this study, the classical theory concerning the mechanical efficiency of a matrix embedding finite length fibers has been modified by introducing the tube-to-tube random contact, which explicitly accounts for the progressive reduction of the tubes' effective aspect ratio as the filler content increases. The core of structure is porous and the internal pores and graphene platelets (GPLs) are distributed in the matrix of core either uniformly or non-uniformly according to three different patterns. The elastic properties of the nanocomposite are obtained by employing Halpin-Tsai micromechanics model. A semi-analytic approach composed of 2D-Generalized Differential Quadrature Method (2D-GDQM) and series solution is adopted to solve the equations of motion. The fast rate of convergence and accuracy of the method are investigated through the different solved examples. Some new results for the natural frequencies of the plate are prepared, which include the effects of elastic coefficients of foundation, boundary conditions, material and geometrical parameters. The new results can be used as benchmark solutions for future researches.

• 대한조선학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.125-133
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• 1993

중간구속조건을 갖는 보 및 보-기둥의 진동에 관한 기존연구들의 대부분은 Euler 보이론틀에서 다루었다. 세장비가 작은 경우 또는 세장비가 큰 경우일지라도 고차진동에 대해서는 Timoshenko 이론들에 의한 해석이 요구되나, Timoshenko 보 및 보-기둥에 관한 연구사례는 적은 편이다. 본 연구에서는 Timoshenko 보-기둥에 대해서 양단경계조건을 병진스프링 회전스프링 구속으로, 중간구속조건을 임의 갯수의 집중질량 병진스프링 회전스프링으로 일반화하여 정식화한 다음 엄밀해법을 제시하고, 아울러 엄밀해법의 연산부담이 매우 큰 점을 고려하여 적정한 Rayleigh-Ritz 해석에 대해서도 검토하였다. Rayleigh-Ritz 해석에 있어서는 우선 기준계의 고유함수를 이용하는 방법이 고려될 수 있으나 이 경우에도 Euler 보이론과는 달라서 연산부담이 역시 큰 편이다. 따라서 기준계의 고유함수와 같은 성질을 갖는 다항식을 도출하고 이를 이용하는 Rayleigh-Ritz 해석의 유용성에 관해 검토했다. 한편, 본 연구의 대상계와 같은 복합계에 대해서는 최적설계관점에서 설계변수변경에 따른 재해석문제 또한 중요한 과제임을 고려하여, 특성다항식 이용 Rayleigh-Ritz 방법에 기초하여 계산되는 동특성 1차 감도의 유용성도 검토되었다. 수치 계산예를 통해 전기 특성 다항식을 이용한 Rayleigh-Ritz 해석이 정확도면에서 엄밀해와 부합성이 양호하고, 계산 효율은 매우 높음이 확인되었다.