• 대한기계학회논문집A
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• 제30권9호
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• pp.1062-1069
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• 2006

Reduction schemes approximate the lower eigenvalues that represent the global behavior of the structures. But, they are not efficient to be applied to large-scaled problems because these schemes require considerable amount of computing time in constructing reduced one from the original large-scaled systems. In addition, the selection of the primary degrees of freedom might be localized to cause the excessive emphasis of the lower mode or lost of the important modes. In the present study, a new reduction method combined with the subdomain method is proposed. For the construction of the final reduced system the system of each domain subdivided into primary, slave and interface degrees of freedom. It is remarkably efficient and accurate comparable to full-scale system. Numerical examples demonstrate that the proposed method saves computational cost effectively and provides a reduced system which predicts accurate eigen-pairs of global system.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제21권5호
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• pp.439-450
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• 2008

잘 구축된 축소시스템은 동하중을 받는 구조물의 거동을 정확하게 계산할 수 있으며, 유한요소 기반 동적해석에서 문제가 될 수 있는 계산시간과 전산자원의 문제를 해결할 수 있다. 본 연구에서는 축소모델 기반 동적해석 알고리즘을 개발하였고, 동적 축소모델의 구축을 위한 주자유도 선정방법을 제안하였다. 이 과정에서 기존 연구에서 신뢰성이 검증된 2단계 축소기법을 사용하여 중요 자유도를 선정하고, IRS 방법에 의해 최종 축소모델을 구축하였다. 이를 임의의 동하중을 받는 수치예제에 적용하고 전체시스템의 동적해석 결과와 비교하여 제안 방법의 신뢰성을 검증하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.1-4
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• 2005

A higher order zig-zag shell theory is developed to refine accurately predict deformation and stress of smart shell structures under the mechanical, thermal, and electric loading. The displacement fields through the thickness are constructed by superimposing linear zig-zag field to the smooth globally cubic varying field. Smooth parabolic distribution through the thickness is assumed in the transverse deflection in order to consider transverse normal deformation. The mechanical, thermal, and electric loading is applied in the sinusoidal distribution function in the in-surface direction. Thermal and electric loading is given in the linear variation through the thickness. Especially, in electric loading case, voltage is only applied in piezo-layer. The layer-dependent degrees of freedom of displacement fields are expressed in terms of reference primary degrees of freedom by applying interface continuity conditions as well as bounding surface conditions of transverse shear stresses. In order to obtain accurate transverse shear and normal stresses, integration of equilibrium equation approach is used. The numerical examples of present theory demonstrate the accuracy and efficiency of the proposed theory. The present theory is suitable for the predictions of behaviors of thick smart composite shell under mechanical, thermal, and electric loadings combined.

• 한국지진공학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.87-93
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• 2020

Seismic responses due to the dynamic coupling between a primary structure and secondary system connected to a structure are analyzed in this study. The seismic responses are compared based on dynamic coupling criteria and according to the error level in the natural frequency, with the recent criteria being reliant on the error level in the spectral displacement response. The acceleration responses and relative displacement responses of a primary structure and a secondary system for a coupled model and two different decoupled models of two degrees-of-freedom system are calculated by means of the time integration method. Errors in seismic responses of the uncoupled models are reduced with the recent criteria. As the natural frequency of the secondary system increases, error in the natural frequency decreases, but seismic responses of uncoupled models can be underestimated compared to that of coupled model. Results in this paper can help determine dynamic coupling and predict uncoupled models' response conservatism.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.347-352
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• 2007

축소시스템 기법은 전체 구조의 거동을 나타내는 저차 고유모드를 근사화한다. 지난 연구에서 축소 시스템을 구축하기 위한 2단계 축소기법을 제안하였다. 첫 단계에서 리츠벡터를 이용한 각 요소의 레일리 지수를 통해 요소 에너지를 예측 하고 이를 토대로 후보영역을 선정한다. 다음 단계에서 후보영역에 포함된 자유도로 축소된 1단계 축소 시스템에 순차적 소거법을 적용하여 최종적인 주자유도를 선정한다. 이번 연구에서는 2단계 축소 기법에 축소시스템 개선을 위한 반복적 기법을 적용하여 중간영역에서의 고차모드의 정확도를 추가적인 시스템의 확장없이 구하는 방법을 제안한다. 이 방법은 축소시스템에서 고유치와 고유모드의 정확도를 조절하는 것까지도 가능하다. 최종적으로 제안된 기법의 성능을 수치 예제를 통해 검증한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제30권5호
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• pp.9-14
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• 2002

열-기계-전기 하중이 완전 연계된 스마트 구조물의 응력과 변형을 정확히 예측할 수 있는 판 이론을 개발하였다. 두께 방향으로 변위와 온도장은 3차 곡선에 선형 지그재그 장을 중첩하여 구하였다. 횡 수직방향 변형을 고러하기 위해 횡 수직 변위를 두께방향으로, 포물선으로 가정하였다. 전기장은 선형지그재그 형태로 가정하였다. 스마트 구조물의 층에 의존하는 변위장과 온도장의 자유도를 층 사이의 연속조건과, 평판의 위 아래 횡 방향 전단응력이 존재하지 않는다는 조건으로부터, 기준면에 의한 자유도로 나타내었다. 수치 예를 통해 제안된 이론의 정확도와 효율성을 평가하였다. 본 연구에서 제시한 고차 지그재그 이론은 열 환경 하에서 두꺼운 지능 복합재료 평판의 정적, 동적 거동 해석에 사용될 수 있다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.585-591
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• 2003

It has been widely known that geometrical or form errors of ball bearings such as ball size error, ball waviness, inner and outer race waviness due to inherent manufacturing imperfection are one of the major sources of uncontrollable non-repeatable run-out (NRRO) vibration in HDD spindle motor. NRRO in HDD is also known to be the primary cause of limiting the storage capacity of HDD. In this paper, We performed vibration analysis for NRRO a ball bearing being used in 3.5" HDD spindle motor. To theoretically estimate NRRO considering the geometrical errors of ball bearing components, a simple three degrees of freedom model was proposed and then vibration analysis for axial and radial NRRO was conducted utilizing the measured geometric imperfection of a bearing with both the waviness magnitude and phase taken into account. Effects of bearing preload and clearance on NRRO was also investigated as an effort to predict their optimum values minimizing bearing NRRO.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.236-240
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• 2013

Due to difficulty of considering dynamic load in side of a computer resource and computing time, it is common that external load is assumed as ideal static load. However, structural analysis under static load cannot guarantee the safety of structural design. Recently, the systematic method to construct equivalent static load from the given dynamic load has been proposed. Previous study has calculated equivalent static load through the optimization procedure under displacement constraints. And previously reported works to distribute equivalent static load were based on ad hoc methods. However, it is appropriate to take into account the stress constraint for the safety design. Moreover, the improper selection of loading position may results in unreliable structural design. The present study proposes the methodology to optimize an equivalent static which distributed on the primary DOFs, DOFs of the constraint elements, DOF of an external load as positions. In conclusion, the reliability of proposed method is demonstrated through a global optimization.

• 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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• 제46권2호
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• pp.153-177
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• 2013

Pendulums can be used as passive vibration control devices in several structures and machines. In the present work, the nonlinear behavior of a pendulum-tower system is studied. The tower is modeled as a bar with variable cross-section with concentrated masses. First, the vibration modes and frequencies of the tower are obtained analytically. The primary structure and absorber together constitute a coupled system which is discretized as a two degrees of freedom nonlinear system, using the normalized eigenfunctions and the Rayleigh-Ritz method. The analysis shows the influence of the geometric nonlinearity of the pendulum absorber on the response of the tower. A parametric analysis also shows that, with an appropriate choice of the absorber parameters, a pendulum can decrease the vibration amplitudes of the tower in the main resonance region. The results also show that the pendulum nonlinearity cannot be neglected in this type of problem, leading to multiplicity of solutions, dynamic jumps and instability. In order to improve the effectiveness of the control during the transient response, a hybrid control system is suggested. The added control force is implemented as a non-linear variable stiffness device based on position and velocity feedback. The obtained results show that this strategy of nonlinear control is attractive, has a good potential and can be used to minimize the response of slender structures under various types of excitation.