• 제목/요약/키워드: inertia force

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등가 스트럿 모델에 의한 리브 보강 RBS 철골모멘트접합부의 내진설계 (Seismic Design of Rib-Reinforced RBS (Reduced Beam Section) Steel Moment Connections Based on Equivalent Strut Model)

  • 이철호
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제13권5호
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    • pp.493-502
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    • 2001
  • 본 연구에서는 아직 설계법이 정립되지 않은 리브로 보강된 RBS 철골모멘트 접합부의 내진설계법을 등가 스트럿 모델에 의거하여 제시하였다. 종종 엔지니어가 리브를 사용하여 철골모멘트접합부의 내진성능을 높이고자 할 경우 고전 휨이론에 의거하여 리브와 보로 구성된 일체단면의 단면2차모멘트로서 그루브 용접부의 인장응력도 예측하려 하는데 이는 타당치 않다. 리브접합부의 응력전달 메커니즘은 고전 휨이론에 의한 메카니즘과는 전혀 다르다. 즉 리브는 고전 휨이론에 의한 기대와는 달리 리브의 대각선 기울기 방향으로 스트럿 거동을 보인다. 필자는 이 같은 점에 주목하여 리브를 스트럿 요소로 파악하여 리브 접합부의 설계에 활용될 수 있는 등가 스트럿 모델을 이미 제시한 바가 있다. 본 연구에서는 이 등가 스트럿 모델을 기초로 리브접합부의 실용설계에 활용될 수 있는 단계별 설계절차를 제안하였다.

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초등예비교사의 '작용과 반작용' 개념 -이해 정도와 전형적 인식상황 분석을 중심으로- (Pre-Service Elementary Teachers' Views on 'Action and Reaction': Focused on their Understandings and Typically-Perceived-Situations (TPS))

  • 정용재
    • 한국과학교육학회지
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    • 제36권6호
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    • pp.851-866
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    • 2016
  • 본 연구는 초등예비교사를 대상으로 작용 반작용 법칙에 대한 이해 정도와 전형적 인식상황의 조사를 통해 초등예비교사의 '작용과 반작용'에 대한 개념을 알아보는 것을 목적으로 수행하였다. 조사는 초등예비교사 3학년 177명을 대상으로 하였다. 연구 결과, 첫째, 작용 반작용 법칙에 대해 초등예비교사들이 이해하는 정도는 충분하지 않았으며, 상황에 따라 이해의 정도가 달랐다. 둘째, 초등예비교사들은 작용 반작용 법칙과 관련하여 '사람이 벽을 미는 상황'과 같은 일반적인 상황과 함께, '관성에 의한 상황'과 같이 관련이 없는 상황도 전형적으로 떠올리는 경향이 있었다. 또, 작용 반작용의 작용 유형과 결과적인 운동 유형을 다소 편중되게 생각하는 경향이 있었다. 끝으로 이러한 결과를 바탕으로 작용 반작용 법칙에 대한 이해 제고와 관련하여 몇 가지 제언을 하였다.

슬라이딩 모드를 이용한 로보트 매니퓰레이터의 실시간 제어에 관한 연구 (Study on Real Time Control of Robot Manipulator Using Sliding Mode)

  • 이민철
    • 대한기계학회논문집
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    • 제16권11호
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    • pp.2011-2020
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    • 1992
  • 본 연구에서는 실용성을 중시하는 산업계의 요구에 부응하여 해석이 용이하면 서도 강인성을 갖춘 제어 알고리즘을 제안하여 실시간 제어가 가능한 시스템을 구축해 실험적으로 검토하였다. 매니퓰레이터와 서보계의 다이내믹스를 나타내는 미분방정 식은 선형요소와 비선형요소의 합으로 생각할 수 있다. 여기서 매니퓰레이터의 비선 형요소를 외란으로 간주해 슬라이딩 모드를 적용하므로 매니퓰레이터의 자유도가 높아 도 비교적 간단히 슬라이딩 모드의 존재 조건식으로 부터 절환 파라미터가 구해져 슬 라이딩 모드를 발생시킬 수 있는 알고리즘을 도출할 수가 있음을 보였다. 비선형요 소를 외란으로 간주하였을때 로보트 매니퓰레이터가 슬라이딩 모드에 들어갈 수 있도 록 외란에 대응하는 절환 제어입력을 종래의 방식대로 부가하면 이 제어입력으로 인해 채터링(chattering)이 증가하게 됨이 확인되었으며, 이러한 채터링을 줄일 수 있도록 새로운 절환 제어입력의 알고리즘을 도출하여 검토하였다.

곡률궤적을 이용한 실시간 이동하는 음원을 추종하는 모바일 로봇 (A Mobile Robot Estimating the Real-time Moving Sound Sources by using the Curvature Trajectory)

  • 한종호;박숙희;이동혁;노경욱;이장명
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.48-57
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    • 2014
  • It is suggested that the curvature trajectory be used to estimate the real-time moving sound sources and efficiently the robot estimating the sound sources. Since the target points of the real-time moving sound sources change, the mobile robot continuously estimates the changed target points. In such a case, the robot experiences a slip phenomenon due to the abnormal velocity and the changes of the navigating state. By selecting an appropriate curvature and navigating the robot gradually by using it, it is possible to enable the robot to reach the target points without having much trouble. In order to recognize the sound sources in real time, three microphones need to be organized in a straight form. Also, by applying the cross-correlation algorithm to the TDOA base, the signals can be analyzed. By using the analyzed data, the locations of the sound sources can be recognized. Based on such findings, the sound sources can be estimated. Even if the mobile robot is navigated by selecting the gradual curvature based on the changed target points, there could be errors caused by the inertia and the centrifugal force related to the velocity. As a result, it is possible to control the velocity of both wheels of the robot through the velocity PID controller in order to compensate for the slip phenomenon and minimize the estimated errors. In order to examine whether the suggested curvature trajectory is appropriate for estimating the sound sources, two mobile robots are arranged to carry out an actual experiment. The first robot is moved by discharging the sound sources, while the second robot recognizes and estimates the locations of the discharged sound sources in real time.

핫코일-카세트 동역학 모델링 및 지지경사각 설계 (Modeling of Hot-Coil/Cassette Dynamics and Design of Cassette Wedge Angle)

  • 홍섭;홍석원;홍사영;김현조;김진하;박영민
    • 대한조선학회논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.70-75
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    • 1997
  • 본 연구는 선박을 이용한 핫코일 화물의 안전하고 효과적인 운송 방법에 관하여 다루고 있다. 기하학적으로 불안정한 화물인 핫코일을 양측에서 쐐기로 지지함으로써 안전성을 지켜주는 카세트(cassette)를 활용한 자동 선적/하역 시스템이 효율적이고 타산성이 있는 것으로 간주되고 있다. 카세트 위의 핫코일의 안전 및 나아가서 전체 운반선의 안전은 카세트의 지지경사각에 의해 직접적인 영향을 받는다. 카세트 경사각의 최적설계를 위하여 핫코일과 카세트간의 상대운동을 허용하지 않는 구속조건하에서 핫코일-카세트 화물의 동역학 모델이 개발되었다. 파랑중 운반선의 운동에 기인되어 핫코일에 작용하는 관성력의 합력과 카세트 경사면 반력 사이의 힘의 평형 조건식이 유도되었으며, 그에 따라서 수치시뮬레이션 프로그램이 개발되었다. 수치 시뮬레이션에 의하여 핫코일의 동안전성과 카세트 구조 강도를 고려한 최적의 카세트 경사각은 약 37도로 선정되었다. 설계된 카세트 경사각의 성능은 축소 벤치 테스트를 동하여 검토 및 입증되었다.

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지지부가 움직이는 모바일하버용 크레인의 동적 응답 최적설계 (Dynamic Response Optimization of a Mobile Harbor Crane with a Moving Support)

  • 김현범;이재준;장환학;박경진
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제36권5호
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    • pp.497-504
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    • 2012
  • 모바일하버는 해상에서 컨테이너 상하역 작업을 하는 새로운 해상물류 시스템이다. 모바일하버용크레인과 같이 해상에서 작업하는 대형 구조물은 파도에 의해 발생하는 지지부의 운동으로 관성력의 영향을 크게 받는다. 따라서 구조물의 안전성에 대한 정확한 검증이 요구되며, 생산 비용을 줄이기 위해 경량화가 매우 중요하다. 이런 요구조건을 위해 동적 응답 최적설계를 수행한다. 등가정하중법은 동하중을 등가정하중으로 변환한 후, 정적 응답 최적화기법을 사용하여 문제를 해결하는 동적 응답 최적설계 방법이다. 지지부의 움직임을 고려한 등가정하중법을 제안하고, 제안한 방법으로 모바일하버용 크레인을 최적화한다.

연속붕괴가 방지된 초고층 복합빌딩시스템의 예비설계 (A Preliminary Design for Hybrid Building System with Progressive Collapse Prevention Means)

  • 최기봉;조태준;김성수;이진용
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.48-54
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    • 2015
  • 본 연구에서는 수평변위와 횡력의 저감을 위해서 빌딩외부의 빌딩간 변형차이와 단면2차 모멘트의 최대화를 이용하여 다수의 빌딩으로 구성된 빌딩시스템의 빌딩간 협업제어 방식의 횡력분배 및 변위감소를 제안하였다. 제안된 복합빌딩 시스템의 안전설계를 위한 방안으로 케이블 파단시의 연속붕괴방지를 위한 연결부 정착판의 추가배치와 대공간구조 자체의 질량과 강성 및 공간을 활용한 동조질량감쇠장치의 설계에 대하여 제안하였다. 도심지 인구집중과 지가상승의 필연적 결과에 대한 해결방안으로 제안된 초고밀도 복합빌딩 시스템의 설계 최적화를 위하여, 3차원 빌딩구조시스템의 2축 대칭조건과 경계조건을 이용하여 2차원 모델을 구성하고 1차부정정구조를 이루는 2차원 모델의 중요설계변수를 검토하였다. 제안된 복합빌딩구조 시스템은 인구밀도와 지가가 상승하는 도심내 최대밀도구역에서 토지이용의 효율성을 극대화시키고, 새로운 빌딩 또는 기존빌딩구조의 안전성을 증대할 것으로 기대한다.

고주파수 근사해를 적용한 유체저장탱크에 작용하는 지진하중 산정 (High Frequency Approximation for Earthquake-Induced Hydrodynamic Loads in Rigid Stroage Tank)

  • 류정선;양우식
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제3권2호
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    • pp.1-8
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    • 1999
  • 지진의 수평지반운동으로 인해 유체저장탱크에 작용하는 수평하중의 산정에 있어서 유체수심에 대한 탱크저면길이의 비율에 따라 유용하게 사용할 수 있는 근사해법에 대하여 연구하였다 본 연구는 탱크벽체를 강체로 가정하고 구한 속도포텐셜이론을 적용하여 탱크의 지진하중을 산정한다. 유체저장탱크의 수평단면이 연직으로 일정하지만 그 형상은 원형, 직사각형, 불규칙형인 경우로 나누어 해석하였다 우선 주기적 지반운동(조화가진)에 대한 해를 구하고 이를 바탕으로 랜덤지진에 대한 시간영역해를 구하도록 한다. 예제해석결과 지진력은 적용하는 설계응답스펙트럼의 특성 탱크단면형, 수심에 대한 저면길이의 비율등에 따라 차이가 다소있으나 주로 고주파수 유효질량의 관성력이 지배적인 것으로 나타났다. 대체적으로 수심에 대하여 탱크저면길이가 상당히 크거나 작은 경우는 고주파수근사해를 써서 지진력을 효율적으로 산정할 수 있었다.

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주철근의 개수 및 단면비에 따른 폭발하중을 받는 철근콘크리트 기둥의 해석적 연구 (Parametric Study on Reinforced Concrete Columns under Blast Load)

  • 최호순;김민숙;이영학
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제25권3호
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    • pp.219-226
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    • 2012
  • 기둥은 건물에서 하중을 지지하는 중요한 구성요소이므로 기둥의 손상 또는 파괴는 건물의 연쇄붕괴의 원인이 된다. 특히 폭발하중에 의한 기둥의 거동평가는 연쇄붕괴 방지에 있어 중요한 요소이다. 본 논문에서는 축하중을 받고 있는 기둥이 폭발하중을 받을 때의 거동과 폭발 저항성능을 평가하였다. 이를 위해 동일단면적과 비슷한 철근비를 가지는 기둥에서 주 철근의 개수를 달리하여 각 변수에 따른 폭발하중에 대한 폭발 저항성능을 평가하였다. 또한, 동일한 성능을 지니는 기둥에서 단면비를 달리하여 기둥의 폭발 저항성능을 비교하였다. 해석결과, 폭발 직후 충격량에 대한 수직 변형률은 철근의 개수 및 단면비에 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 그러나 수평변형의 경우 폭발압력을 받는 면의 철근 개수가 증가함에 따라 기둥의 저항성능이 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 기둥 단면의 단면 2차모멘트가 클수록 폭발하중에 대한 저항 성능 및 복원력이 더 큰 것을 확인하였다.

Feasibility Confirmation of Angular Velocity Stall Control for Small-Scaled Wind Turbine System by Phase Plane Method

  • Asharif, Faramarz;Shiro, Tamaki;Teppei, Hirata;Nagado, Tsutomu;Nagata, Tomokazu
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • 제2권4호
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    • pp.240-247
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    • 2013
  • The main aim of this study was to suppress the angular velocity against strong winds during storms and analyze the stability and performance of the phase plane method. The utilization of small-scale wind turbine system has become common in agriculture, houses, etc. Therefore, it is considered to be a scheme for preserving the natural energy or avoiding the use of fossil fuels. Moreover, settling small-scaled wind turbines is simpler and more acceptable compared to ordinary huge wind turbines. In addition, after converting the energy there is no requirement for distribution. Therefore, a much lower cost can be expected for small-scaled wind turbines. On the other hand, this system cannot be operated continuously because the small-scaled wind turbine consists of a small blade that has low inertia momentum. Therefore, it may exceed the boundary of angular velocity, which may cause a fault in the system due to the centrifugal force. The aim of this study was to reduce the angular velocity by controlling the stall factor. Stall factor control consists of two control methods. One is a shock absorber that is loaded in the junction of the axis of the blade of the wind turbine gear wheel and the other is pitch angle control. Basically, the stall factor itself exhibits nonlinear behavior. Therefore, this paper confirmed the feasibility of stall factor control in producing desirable performance whilst maintaining stability.

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