• Title/Summary/Keyword: bending of a beam

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지진 및 냉각재상실사고시의 핵연료집합체 응력해석에 관한 연구 (A Study on the Fuel Assembly Stress Analysis for Seismic and Blowdown Events)

  • Kim, Il-Kon
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제25권4호
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    • pp.552-560
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    • 1993
  • 지진 및 냉각재상시사고시 핵연료집합체의 건전성 확인은 원자로심모델의 핵연료집합체 집중질량모델을 이용하여 지지격자에 발생한 충격 해석치와 동적좌굴시험치와의 비교를 통해 사고시의 핵연료집합체 건전성을 평가하여 왔다. 그러나 이 방법은 사고시 핵연료집합체 부품별 설계 요구사항 만족여부를 평가하는데 미흡하여 본 연구에서는 지진 및 냉각재상실사고시 핵연료집합체 구조적건전성 평가를 위한 수평방향 핵연료집합체 응력해석모델을 개발하였다. 이를 위해 첫번째 단계로써 원자로심모델의 해석 결과인 각 절점에서의 변위와 회전각으로부터 응력을 계산하고 가장 큰 응력을 갖는 핵연료를 찾아내는 MAIN이라는 전산프로그램을 개발하였다. 그리고 다음단계로써 이 .프로그램에서 구한 핵연료집합체 변위와 회전각을 이용하여 핵연료집합체의 주요부품에 가해지는 응력을 계산하기 위한 핵연료집합체 응력해석모델을 개발하였다. 이 모델은 집합체주요부품인 안내관과 연료봉을 3차원보요소로, 지지격자스프링을 선형 및 회전스프링으로 각각 모델링 하였으며, MAIN 프로그램의 출력인 집합체의 변위를 구속조건으로 사용하였다. 또한, 개발된 프로그램과 응력해석모델을 이용하여 하나의 적용 예로써 임의의 지진하중하에서 16$\times$16형 핵연료집합체에 대한 응력해석을 수행하였다. 이 모델을 개발하므로써 지진 및 냉각재상실사고시 핵연료집합체 설계용구사항 만족여부를 평가할 수 있는 기틀을 마련하였다.

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유한회전과 접합부 특성을 고려한 공간프레임의 대변형 탄소성 해석 (Large Deformational Elasto-Plastic Analysis of Space Frames Considering Finite Rotations and Joint Connection Properties)

  • ;한상을
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.597-608
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    • 2009
  • 본 연구에서는 접합부 특성이 고려된 공간프레임의 대변형 탄소성해석법에 관한 내용을 기술한다. 이 해석법은 유한변형을 고려한 대변형 탄성해석법에 기초한 것으로 부재의 재료적 탄소성, 접합부 반강접 특성을 추가적으로 고려하였다. 절점의 유한변형은 오일러의 개념으로 부터 유도되었으며, 부재좌표계에서 계산된 부재변형은 보-기둥식에 대입하여 부재력을 계산하였다. 부재변형은 부재축변형과 휨에 의한 축변형효과를 함께 고려하여 계산하였으며, 부재축력의 휨강성, 비틀림강성에 대한 효과를 고려하여 항복함수를 계산하였다. 재료는 완전 탄소성으로 가정하였고, 항복은 부재 양단부에서 집중하여 발생하는 소성힌지의 개념을 사용하였다. 부재 접합부 반강접 특성은 지수모델이나 선형모델을 적용하였고, 접합부 특성이 고려된 탄소성 후좌굴해석을 수행하기 위해 호장법을 사용하였다. 본 연구내용의 정확성 및 효율성을 검증하기 위해 공간프레임에 대한 해석을 수행하였다.

LRB를 이용한 병렬전단벽 구조물의 지진응답제어 (Seismic Responses Control of Coupled Shear Wall Structures Using LRBs)

  • 박용구;김현수;고현;김민균;이동근
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제14권6호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • 대부분의 전단벽 구조물은 통로의 목적으로 개구부를 필요로 하게 되고 전단벽들 사이가 슬래브나 연결보로 연결된 병렬 전단벽의 형태를 띠게 된다. 이러한 구조물에 지진하중이 작용할 때 연결보에 과도한 전단력이 작용하여 연결보가 취성적으로 파괴되거나 전단벽이 먼저 항복하는 문제점이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위하여 연결보에 감쇠장치를 설치하게 되면 구조물의 진동제어효과와 더불어 연결보의 응력집중 및 취성적 파괴를 막을 수 있어서 내진성능 향상을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 병렬전단벽 연결보 중앙부에 LRB (Lead Rubber Bearing)가 설치된 구조물의 지진응답제어효과 및 응력의 분포를 평가하여 구조적 효율성을 확인하고자 한다. 이를 위하여 병렬전단벽의 거동을 비교적 정확하게 모사할 수 있는 모형화 방법을 제안하였고, 제안된 모형화 방법을 통하여 지진하중을 받는 예제 병렬구조물에 대한 시간이력해석을 수행한 후 지진응답제어성능을 검토하였다.

Fracture behavior of fly ash concrete containing silica fume

  • Zhang, Peng;Gao, Ji-Xiang;Dai, Xiao-Bing;Zhang, Tian-Hang;Wang, Juan
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제59권2호
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    • pp.261-275
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    • 2016
  • Effect of silica fume on fresh properties, compressive strength at 28 days and fracture behavior of fly ash concrete composite were studied in this paper. Test results indicated that the fluidity and flowability of fly ash concrete composites decreased and fly ash concrete composite are more cohesive and appear to be sticky with the addition of silica fume. Addition of silica fume was very effective in improving the compressive strength at 28 days of fly ash concrete composite, and the compressive strength of fly ash concrete composite has a trend of increase with the increase of silica fume content. Results also indicated that all the fracture parameters of effective crack length, fracture toughness, fracture energy, the critical crack opening displacement and the maximum crack opening displacement of fly ash concrete composite decreased with the addition of silica fume. When the content of silica fume increased from 3% to 12%, these fracture parameters decreased gradually with the increase of silica fume content. Furthermore, silica fume had great effect on the relational curves of the three-point bending beam specimen. As the silica fume content increased from 3% to 12%, the areas surrounded by the three relational curves and the axes were becoming smaller and smaller, which indicated that the capability of concrete composite containing fly ash to resist crack propagation was becoming weaker and weaker.

넓은 범위의 힘/모멘트비를 갖는 3분력 힘/모멘트 센서 설계 (Design of 3-component Force/Moment Sensor with Force/Moment Ratio of Wide Range)

  • 김갑순
    • 한국정밀공학회지
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    • 제18권2호
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    • pp.214-221
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    • 2001
  • This paper describes the design of 3-component force/moment sensor with the force and moment ratio of wide range. It can measure the x-direction force Fx, y-direction force Fy and z-direction moment Mz simultaneously. In order to accurately measure forces and moment using 3-component force/moment sensor, it should get suitable force and moment ratio(the ratio of force Fx=200 N and moment Mz=20 Nm is ten to one), and small interference error. In this paper, in order to design the 3-component force/moment sensor with the force and moment ratio of wide range, the procedures are performed as follow : 1) the derivation of the equations to predict the bending strains on the surfaces of the plate-beams under the force or the moments, 2) the determination of the size of the sensing elements of the force/moment sensor by using the derived equations, 3) the Finite Element Method(FEM) analysis and the characteristic test for confirming the strains from the theory analysis, 4) the selection of the attachment locations of the strain gages of each sensor, 5) the analysis of the rated strain and the interference error at the attachment location of strain gages. It reveals that the rated strains calculated from the derived equations make a good agreement with the results from the Finite Element Method analysis and the characteristic test.

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H형강-국부 콘크리트 합성보지 휨 실험 (Bending Tests of H steel-Partial Concrete Incased Composite Beams)

  • 김성훈;김대곤
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제9권3호
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    • pp.77-85
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    • 2005
  • 2001년 9월 11일 세계무역센터 붕괴 후. 그리고 지진발생시 빈번히 발생하는 건물의 화재피해 때문에 구조부재의 내화에 대한 사회적 관심이 증대되었다. 최근에는 전통적인 방법이 아니라 콘크리트의 내화성능과 철골의 구조적 특성을 복합한 내화성능이 향상된 합성구조에 대한 연구가 진행 중이다. 본 논문에서는 내화성능향상을 목적으로 개발된 부분적으로 철근콘크리트로 채워진 H형강-국부 콘크리트 합성 보의 상온에서의 휨 거동을 조사하기 위하여 몇 가지 합성상세를 갖는 실험체들의 휨실험을 실시하였다. 실험결과 $6\~8$의 변위 연성계수를 얻었다. 콘크리트와 철골의 일체화를 위한 합성상세간의 횡 거동 차이는 미미하였고, 극한 휨 강도에 가장 영향을 주는 것은 배근된 주철근 양임을 알 수 있었다. 따라서 중진 지역의 내진설계시 이 타입의 합성보를 사용하면 단일 H형강에 철근배근만 달리하여 상당부분의 층에서의 보의 춤을 동일하게 유지할 수 있다.

Structural Performance Tests of Down Scaled Composite Wind Turbine Blade using Embedded Fiber Bragg Grating Sensors

  • Kim, Sang-Woo;Kim, Eun-Ho;Rim, Mi-Sun;Shrestha, Pratik;Lee, In;Kwon, Il-Bum
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제12권4호
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    • pp.346-353
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    • 2011
  • In this study, the structural performance tests, i.e., static tests and dynamic tests of the composite wind turbine blade, were carried out by using the embedded fiber Bragg grating (FBG) sensors. The composite wind turbine blade used in the test is the 1/23 scale of the 750 kW composite blade. In static tests, the deflections along the blade were evaluated. Evaluations were carried out with simple beam theory and quadratic fitting method by using the embedded FBG sensors to predict the structural behavior with respect to the load. The deflections were compared to those obtained from the laser displacement sensor and electric strain gauges. They showed good agreement. Modal tests were performed to investigate the dynamic characteristics using the embedded FBG sensors. The natural frequencies obtained from the FBG sensors corresponding to the nine mode shapes of the blade were compared to those from the laser Doppler vibrometer. They were found to be consistent with each other. Therefore, it is concluded that the embedded FBG sensors have a great capability for measuring the structural performances of the composite wind turbine blade when structural performance tests are carried out.

The impact of head repositioning accuracy and proprioception on cervical stabilization exercise in healthy adults

  • Kang, Kyung Wook;Kang, Dae Won;Kwon, Gu Ye;Kim, Han Byul;Noh, Kyoung Min;Baek, Gi Hyun;Cha, Jin Kwan;Kim, Hyun Hee
    • Physical Therapy Rehabilitation Science
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    • 제4권1호
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    • pp.49-54
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    • 2015
  • Objective: Cervical stabilization exercises are frequently to improve strength and endurance of cervical muscles. The purpose of this study was to identify changes in head repositioning accuracy (HRA) and neck proprioception through cervical stabilization exercises in healthy adults. Design: One group pretest-posttest design. Methods: Thirteen participants with no previous history of neck pain or injury to the cervical spine were recruited. HRA was measured by equipment including laser pointer, helmet, eye patch and marking pens. The distance between the spot where the beam had stopped and the center of the graph paper was measured three times with the averaged value used as the head repositioning accuracy. Neck proprioception was measured by a cervical range of motion device (CROM). Subjects wore the CROM tester and were to look straight ahead while bending his/her neck. Subjects were instructed to perform extension, lateral flexion and rotation, and the values were then measured and recorded. The measurements were performed pre-intervention, and after cervical stabilization exercise. Results: There was no significant difference on HRA after intervention. In addition, there was no significant difference on neck proprioception compared with pre-intervention. Conclusions: The present study did not identify any effect on HRA and neck proprioception of cervical stabilization exercise. Further investigations are required to elucidate this in old aged participants and patients with neck pain.

날개 대변형 예측의 정확성 향상을 위한 변형률 보정 (The Strain Corrections for Accuracy Improvement to Predict Large Deformation of Wings)

  • 이한솔;김인걸;박승현;김민성
    • 한국항공우주학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.1-11
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    • 2016
  • 큰 가로세로비를 가지는 유연날개의 변형정보는 구조 건전성 평가를 위한 실시간 모니터링에 필요하다. 비행 중인 날개 구조 대변형은 날개 외피의 변형률과 곡률의 관계식을 기반으로 한 비선형 변위 예측 알고리즘을 통해 예측될 수 있다. 그러나 동체에 고정된 날개의 기하학적인 형상으로 인하여 고정단 부근에서의 변형률 분포는 복잡한 양상을 나타내며, 변형률 센서가 부착된 센싱라인의 코드방향 위치에 따라 변위가 다르게 예측될 수 있다. 본 논문에서는 스팬방향 변형률의 보정을 통하여 변형률 센싱라인의 코드방향 위치에 관계없이 예측변위의 정확도를 향상시키는 연구를 수행하였다. 변형률 보정을 위하여 스팬방향 및 코드방향 변형률의 비, 재료의 포아송비, 보와 평판 모델의 변형률 비를 이용하였다. 보정된 변형률을 이용하여 예측한 변위는 해석변위와 잘 일치하였으며, 이를 실험을 통하여 검증하였다.

Three-dimensional numerical parametric study of deformation mechanisms of grouped piled raft foundation due to horizontal loading

  • Bo Wang;Houkun Cui;Yan Li;Ya Dai;Nan Zhang
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제35권6호
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    • pp.617-626
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    • 2023
  • In this study, three-dimensional numerical parametric study was conducted to explore deformation mechanisms of grouped piled-raft-foundation due to lateral load in clays. Effects of load intensity, loading angle, soil stiffness, pile diameter, pile spacing and pile length on foundation deformations were explored. It is found that the smallest and largest movements of pile foundation are induced when the loading angles are 0° and 30°~60°, respectively. By increasing loading angle from 0° to 30°~60°, the resultant horizontal movements and settlements increase by up to 20.0% and 57.1%, respectively. Since connection beams can substantially increase integrity of four piled raft foundation, resultant horizontal movements, settlements and bending moments induced in the piled raft foundation decrease by up to 54.0%, 8.8% and 46.3%, respectively. By increasing soil stiffness five times, resultant horizontal movements and settlements of pile foundation decrease by up to 61.7% and 13.0%, respectively. It is indicated that effects of connection beam and soil stiffness on settlements of pile foundation are relatively small. When pile diameter is less than 1.4 m, deformations of piled raft foundation decrease substantially as a reduction in the pile diameter. Two dimensional groups are proposed to develop calculation charts of horizontal movements and settlements of pile foundation. The proposed calculation charts can directly estimate movements of piled raft foundation under arbitrary loading, ground and pile conditions.