• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.3448-3454
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• 2014

기존의 구조해석은 탄성해석을 일반적으로 실무에서 주축으로 해왔다. 때문에 보다 정밀한 해석을 위하여 재료와 기하학적인 비선형을 고려한 해석의 필요성이 끊임없이 대두되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 간단한 모델을 제작하여 비선형 원리를 적용한 최적화를 수행하여 기존의 구조해석의 경험자들은 누구나 용이하게 해석을 수행할 수 있는 이론과 방법을 제시하는데 있다. 본 연구에서 소개되는 모델은 금형 다이리브에 적용될 수 있도록 전단하중에 대하여 충분한 강도로 Strain, Stress가 적게 발생하게 하여, 초기에는 Strain, Stress가 크기에 맞게 형상을 재구성하고 Hyperstudy와 Abaqus 연동에 의한 비선형으로 해석하고 제품에서 허용되는 최대, 최소 Stress 범위와 최소 Strain을 갖는 조건하에서 일정한 증가치를 만들게 하였다. 실험 모델에서 Plate 두께가 40 Newton의 힘으로 주어질 때 Iteration 처리로 금형 두께에 따른 Stress와 Strain에 대한 금형두께에 적용하고자 했을 때 7~8mm 두께가 최적화라는 결론을 얻을 수 있었다.

• 콘크리트학회지
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• 제11권1호
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• pp.255-266
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• 1999

본 연구의 목적은 비내진 상세를 가진 고층 R.C골조의 탄성 및 비탄성 거동을 실험적으로 살펴보는 것이다. 따라서, 국내의 내진 설계규준에 따라 설계 및 시공된 건축물이 선정되었으며, 상사법칙에 따라 1:12의 축소율의 평면 골조모델이 제작되었다. 실험방법은 옥상층의 변위제어에 의해 반전횡하중 실험과 일방향 가력 실험을 수행하였다. 지진효과를 나타내기 위하여, 횡력은 휘플트리를 이용하여 각층에 역삼각형 형태로 분포되었다. 실험으로부터 밑면전단력, 균열양상, 주요부재 단부에서의 국부 회전각 및 층간변위와 층전단력과의 관계를 얻을 수 있었다. 실험결과로부터 비내진 상세를 가진 고층 철근콘크리트 골조의 탄성 및 비탄성 거동에 대해 살펴보았다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.83-90
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• 2010

The windshield wiper consists of 4 parts: a blade, an arm, a linkage and a motor. The wiper blade makes contact with the windshield and is designed to be operated normally at an angle of 30~50 degrees to the front glass. If the contact pressure between the wiper blade and windshield surface is too high, noise and wear of the rubber will result. On the other hand, if the contact pressure is too low, the performance will do badly, since foreign substances such as dust and stains will not be removed well. The pressure and friction of the wiper blade has a great influence on its effectiveness in cleaning the front window. This is due to the contact of the rubber with the window. This paper presents the dynamic analysis method to estimate the performance of the flat type blade of the wiper system. The blade has a nonlinear characteristic since the rubber is an incompressible hyper-elastic and visco-elastic material. Thus, Structural dynamic analysis using a complex contact model for the blade is performed to find the characteristics of the blade. The flexible multi-body dynamic model is verified by the comparison between test and analysis result. Also, the optimization using the central composite design table is performed.

• Tribology and Lubricants
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• 제23권5호
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• pp.219-227
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• 2007

The dynamic performance of air foil bearings relies on a coupling between a thin air film and an elastic foil structure. A number of successful analytical techniques to predict dynamic performance have been developed. However, the evaluation of its dynamic characteristic is still not enough because of the mechanical complexity of the foil structure and strong nonlinear behavior of friction force. This work presents a nonlinear transient analysis method to predict dynamic performance of foil bearings. In this method, time dependent Reynolds equation is used to calculate pressure distribution and a finite element method is used to model the bump foil structure. The analysis is treated with a direct implicit integration technique that can handle nonlinear problems and the stick-slip algorithm is used to consider friction force. Using this method the response to the mass unbalance excitation is investigated for various design parameters and operating conditions. The results of analysis show that foil bearing is very effective on the restriction of vibration at the resonance frequency compared to the rigid surface bearings and the effectiveness depends on the operating conditions, static load and a amount of mass unbalance. In addition, there exist optimum values of friction coefficient, bump foil stiffness and number of circumferential slit with regards to minimizing dynamic response at the resonance frequency. These optimum values are system dependent.

• 한국지진공학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.67-77
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• 2007

IBC와KBC 기준의 지반계수는 지반증폭 만이 고려되고 구조물-지반 상호작용 영향이 고려되지 않은 지반계수로 합리적인 구조물의 지진거동을 예측하는데 어떤 한계가 있다. 이 연구에서는 선형과 비선형 지반 위에 세워진 구조물의 탄성지진응답해석을 의사 3-D 해석으로 수행하여 구조물-지반 상호작용 영향이 고려된 지반계수의 상 하 한계값을 평가하였다. 지반의 특성은 지반 A, B, C의 경우에는 선형으로 가정하였고, 지반 D와 E의 경우에는 비선형으로 가정하여 Ramberg-Osgood 모델을 사용하여 전단파속도를 기준으로 전단탄성계수와 감쇠비 계산식을 규정하였다. 지진해석은 중 약진 지진기록 12개를 선정하여 최대 지진가속도를 0.1g와 0.2g로 조정하고, 구조물-지반 체계에 대한 의사 3-D 해석 시에는 30m 지반 하부 암반에서의 지진기록으로 변환하여 사용하였다. 구조물의 탄성 지진응답해석을 통해서 얻은 결과로부터 구조물-지반 상호작용 영향을 고려한 새로운 표준응답스펙트럼과 단주기 영역 및 주기 1초에서의 지반계수 $F_{a}$와 $F_{v}$의 상 하 한계값을 제시하였으며, KBC 기준을 위한 새로운 지반계수도 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권1호
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• pp.79-87
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• 1991

본 논문에서는 단조증가하중을 받는 철근콘크리트 쉘구조의 탄성, 비탄성, 극한영역등 모든 응력상태에 대한 재료적(材料的), 기하학적(幾何學的) 비선형(非線形) 해석(解析)을 위해서 유한요소법에 의한 수치해법(數値解法)을 개발하였다. 유한요소로서는 면회전단변형을 고려하여 Degeneration 방법에 의해 유도된 8절점 Serendipity 등매개변수 요소를 사용하였으며, 두께방향에 대한 철근과 콘크리트의 재료성질을 고려하기 위하여 층상화기법(層狀化技法)을 도입하였다. 기하학적(幾何學的) 비선형성(非線形性)은 Von Karman의 가정에 기본을 둔 total Lagrangian formulation에 의해 고려하였으며, 재료적(材料的) 비선형성(非線形性)에 대해서는 균열콘크리트에 대한 인장, 압축, 전단모델과 콘크리트 중에 있는 철근모델을 조합하여 고려하였다. 이에 대한 콘크리트의 균열모델로서는 분산균열모델을 사용했으며, 철근에 대해서는 1축 응력상태로 가정하여 등가의 분산분포된 철근량으로 모델화하였다. 차후 논문( )의 수치예제를 통하여 본 논문의 해석방법이 기하학적(幾何學的), 재료적(材料的) 비선형성(非線形性)을 고려한 임의형상의 철근콘크리트 쉘구조의 해석에 적합한 방법임을 입증하고자 한다.

• 한국지진공학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.53-61
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• 2014

RC shear wall sections which have irregular shapes such as T, ㄱ, ㄷ sections are typically used in low-rise buildings in Korea. Pushover analysis of building containing such members costs a lot of computation time and needs professional knowledge since it requires complicated modeling and, sometimes, fails to converge. In this study, a method using an equivalent column element for the shear wall is proposed. The equivalent column element consists of an elastic column, an inelastic rotational spring, and rigid beams. The inelastic properties of the rotational spring represent the nonlinear behavior of the shearwall and are obtained from the section analysis results and moment distribution for the member. The use of an axial force to compensate the difference in the axial deformation between the equivalent column element and the actual shear wall is also proposed. The proposed method is applied for the pushover analysis of a 5- story shear wall-frame building and the results are compared with ones using the fiber elements. The comparison shows that the inelastic behavior at the same drift was comparable. However, the performance points estimated using the pushover curves showed some deviations, which seem to be caused by the differences of estimated yield point and damping ratios.

• 대한토목학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.11-20
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• 1993

쌍곡 포물선 '안장' 쉘의 극한(極限) 거동(擧動)을 슈퍼 컴퓨터에 개발한 유한요소(有限要素) 컴퓨터 프로그램으로 연구(研究)하였다. 잘게 자른 3 모델을($16{\times}16$, $32{\times}32$과 $64{\times}64$) 이용하여 탄성(彈性)과 비탄성(非彈性) 해석으로 유한요소 망(mesh)의 수렴관계를 연구하였으며, 해석 결과 $32{\times}32$ 모델의 해(解)가 $64{\times}64$ 모델의 결과에 매우 가깝게 나타나서, 이 모델이 수렴하고 있음을 보여 주었다. 비탄성(非彈性) 해석 결과(結果) '안장' 쉘이 상당한 응력(應力)재분포 능력(能力)을 갖고 있었으며, 극한 상태에서 콘크리트의 균열과 철근의 항복이 전체 젤에 걸쳐서 나타났다. 이 현상에 따라 응력 분포가 고전적인 막이론(膜理論)(Membrane theory)의 결과에 접근하고 있음을 관찰할 수 있었다. 개발된 컴퓨터 프로그램은 설계시에 콘크리트 쉘구조물의 비선형 극한거동을 산정하는데 매우 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제26권12호
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• pp.2636-2646
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• 2002

This research presents an analytical model to investigate vibration due to ball bearing waviness in a rotating system supported by two or more ball bearings, taking account of the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball. The waviness of rolling elements is modeled by the sinusoidal function, and it is incorporated into the position vectors of the race curvature center. The Hertzian con tact theory is applied to calculate the elastic deflection and nonlinear contact force while the rotor has translational and angular motions. Both the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball and the waviness of the rolling elements are included in the kinematic constraints and force equilibrium equations of a ball to derive the nonlinear governing equations of the rotor, which are solved by using the Runge-Kutta-Fehlberg algorithm to determine the new position of the rotor. The proposed model is validated by the comparison of the results of the prior researchers. This research shows that the centrifugal force and gyroscopic moment of the ball plays the important role in determining the bearing frequencies, i.e. the principal frequencies, their harmonics and the sideband frequencies resulting from the waviness of the rolling elements of ball bearing. It also shows that the bearing vibration frequencies are generated by the waviness interaction not only between the rolling elements of one ball bearing but also between those of two or more ball bearings constrained by the rotor.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제37권4호
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• pp.385-399
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• 2011

The aim of this research is to model the behaviour of recently developed high force to volume (HF2V) passive energy dissipation devices using a simple finite element (FE) model. Thus, the end result will be suitable for use in a standard FE code to enable computationally fast and efficient analysis and design. Two models are developed. First, a detailed axial model that models an experimental setup is created to validate the approach versus experimental results. Second, a computationally and geometrically simpler equivalent rotational hinge element model is presented. Both models are created in ABAQUS, a standard nonlinear FE code. The elastic, plastic and damping properties of the elements used to model the HF2V devices are based on results from a series of quasi-static force-displacement loops and velocity based tests of these HF2V devices. Comparison of the FE model results with the experimental results from a half scale steel beam-column sub-assembly are within 10% error. The rotational model matches the output of the more complex and computationally expensive axial element model. The simpler model will allow computationally efficient non-linear analysis of large structures with many degrees of freedom, while the more complex and physically accurate axial model will allow detailed analysis of joint connection architecture. Their high correlation to experimental results helps better guarantee the fidelity of the results of such investigations.