간행물
한국전산구조공학회 논문집 KCI 등재 Journal of the Computational Structural Engineering Institute of Korea
- 발행기관 한국전산구조공학회
- 자료유형 학술지
- 간기 격월간
- ISSN 1229-3059 (Print)2287-2302 (Online)
- 수록기간 1988 ~ 2023
- 주제분류 공학 > 토목공학 공학 분류의 다른 간행물
- 십진분류KDC 531DDC 624
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제10권 3호 (1997년 9월) 13건
1.
1997.09
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대부분의 동적계는 기진력 및 계 인자들에 있어서 다양한 불확정 특성올 갖고 있다. 본 연구에서는 기진력의 불
확정성과 계 인자들의 불확정성을 모두 갖는 선형 동적계에 대한 웅답해석 과정을 제안하였다.
확률특성올 갖는 계 인자와 웅답은 섭동법에 의해 모델링되였으며， 웅답해석은 불규칙 진동 이론에 의하여 정식화
되었다 또한 제안된 웅답 모텔에 의해 계산되기 어려운 웅답의 평균에 대한 해석은 확률유한요소법을 사용하였다.
적용 예로서 정상 백색잡음 기진력을 받으며 불확정 질량과 스프링 상수를 갖는 1 자유도
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2.
1997.09
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한국에서는 서울-부산간 고속철도건설이 5년전 시험구간의 시공을 시작으로 본격적인 고속철도건설이 진행중에 있다. 본 연구에서는, 고속철도교량의 전산화 유지관리를 위한 신뢰성에 기초한 건전성 평가모델을 개발하는데 중점을 두고 있다. 신뢰성 해석을 위한 PC철도교의 강도한계상태모형은 휨 또는 전단강도와 같이 단일 파괴모드뿐만아니라 휨, 전단 및 비틀림을 동시에 고려하는 조합상관식도 고려되었다. 실제적인 내하력 평가를 위해 체계신뢰성에 기초한 등가내하력 평가방법을 사용하였으며 이로부터 얻은 결과를 요소신뢰성과 재래적인 방법에 의한 결과와 비교하였다. 본 논문에서 제안한 모델은 실재하는 고속철도교량의 신뢰성에 기초한 실제적인 안전도 및 내하력평가를 위한 적절한 모델임을 알 수 있었다.
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3.
1997.09
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본 연구에서는 ANSYS와 ABAQUS 상용 유한요소 코드를 이용하여 궤도차량의 정적.동적 해석을 충격하중과 주행하중에 대해서 수행하였다. 궤도차량이 충격하중을 받을 때 최대 동적 Von Mises응력은 상판의 빔보강재와 레이스링사이에서 발생하였으며 응력수준은 390-450MPa이다. 정하중에 대한 동하중수 1.6을 고려했을 경우 동적 해석과 동적하중계수가 포함된 정하중 해석은 유사한 결과를 보이고 있다. 과도응력은 주로 레이싱링 주위에서 발생하고 있다. 주행하중의 경우 최대응력은 로드휠 유기압 현가장치 #1번에서 450MPa정도이며, 정적해석과 비선형 해석의 결과가 유사하다.
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4.
1997.09
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이 연구의 목적은 대형 구조불의 상설 감지를 위한 감지기의 최적 위치의 얄고리츰윷 개발하는데에 있다. 구조물
의 진동을 이용한 감지 시 스템은 장기적 으로 계 속해서 구조물을 자동으로 감지하는데에 좋은 방법 증의 하나이다.
하지만 구조물의 진동융 정확히 계측하기 위해서 는 감지기의 위치나 감지기의 숫자에 콘 영향을 받는데， 이와 같은
일은 대형 구조물에 있어서 쉽지가 않다. 최적의 감지기 위치와 최소의 감지기로 가장 정확한 데이터를 획득하기
위하여 최적합한 감지기의 위치를 위한 알고려즘이 개발되어 수치 적 그리고 실험적으로 유용성 을 보인다. EOT가
개발되어 모형 교량에 적용하여 EIM과 비교 분석된다 이 들의 비교를 똥하여， 이 연구에서 제안되어진 EOT가 적
은 수의 감지기로 좋은 걸과를 보여， 상설감지의 복적에 적합함을 보여 준다.
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5.
1997.09
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계가 혼돈거동을 나타낼 경우에는 변수들의 미소변화에 의해서도 계가 전혀 다른 거동을 나타낼 수 있기 때문에 비선형계의 설계 및 해석시에는 이를 고려해야 한다. 따라서 본 연구에서는 구형 쉘의 중앙에 충격하중이 수직방향으로 작용하는 경우, 쉘의 기하학적 비선형성과 재료적 비선형성으로부터 기인되는 혼돈거동을 해석하였다. 쉘의 탄소성거동을 유한요소법을 이용하여 구한 후 계의 거동을 변위-시간이력, 프앙카레 맵, phase diagram등의 표준적인 방법들을 이용하여 쉘의 혼돈거동을 규명하였다. 해석결과, 계는 혼돈거동을 나타내었으나 탄소성보의 경우와는 달리 초기조건의 미소변화에 대한 극도의 민감도는 나타나지 않았으며 시간에 대한 쉘의 거동특성도 크게 변하지 않았다. 프앙카레 맵은 한정된 영역에 결쳐서 점들이 분포되었기 때문에 계의 거동이 혼돈거동임을 보여 주고 있지만 혼돈계의 프앙카레 맵에서 나타나는 기하학적 구조는 나타나지 않았다. 에너지선도를 이용하여 쉘이 하중의 작용방향 또는 반대방향으로 불규칙적으로 snap-through되는 원인을 규명하였다.
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6.
1997.09
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본 논문의 목적은 부등침하를 받는 회전 쉘의 최대 응답과 표준편차와의 관계를 규명하는 것이다. 이를 위해 표준편차에 대한 최대응답의 비(.eta.)및 그 개략값(.eta.apr)를 통계적 수법으로 조사하였다. 또한 탁월차수(predoninant harmonic number)의 함수로 표현되는 .eta.apr을 구하기 위한 식을 제안하였다. 한편 침하는 Fourier급수로 표시하였다. 이때 각 항은 2개의 계수를 포함하게 되는데 하나는 진폭 스펙트럼이고 다른 하나는 위상각이다. 여기서는 위상각은 확률변수로, 진폭은 확정값으로 가정하였다. 해석에서는 .eta., .eta.apr의 특성을 조사하기 위해 2가지 type의 진폭 스펙트럼을 실측데이터를 근거로 설정한 후, 각 type에 대해 100 sample씩의 위상각을 가정하여 사용하였다. .eta.,.eta.apr은 응답의 종류, 쉘의 위치 그리고 진폭 스텍트럼의 type에 상관없이 거의 일정한 값으로 분포하며 그 값은 2.0에서 2.5사이의 값이 된다. 또한 .eta.apr의 값은 .eta.의 값과 거의 비슷하지만 약간 큰 값으로 나타났다. 결론으로 부등침하를 받는 회전 쉘의 최대 응답은 표준편차의 .eta.apr(약 2.5)배 임을 밝히고 있다.
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7.
1997.09
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탄성 선형 경화 재료로 구성된 복합 구조물의 자유 경계면에서 나타나는 응력 특이도를 평면 변형률 상태에서 계산하였다. 자유 표면력 경계조건과 계면 연속조건을 만족해야하는 지배 탄성 방정식은 2점 경계치문제로 정의되며, 일반 고유치 문제의 해인 고유치가 응력 특이도가 될 것이다. 자유경계면 근처에서 응력 성분을 rs-1에 비례한다고 가정하여 특정한 s(고유치)를 구하는 고유치 문제를 뉴톤향상법과 사격법을 사용하여 수치적으로 해를 구하였다.
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8.
1997.09
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최근, 텐세그러티(tensegrity)구조개념을 적용한 대공간구조시스템인 케이블돔구조는 구조물 전체의 관점에서는 하나의 자기평형상태를 만족하는 구조로서 돔과 같이 닫힌형상(closed form)의 구조에는 유리한 구조시스템이지만, 보울트(vault)와 같은 열린형상(openform)의 구조에는 적용상 문제가 있다. 따라서, 본 논문에서는 이 문제를 해결하는 방안중의 하나로서, 안정화된 단위요소를 이용하여 장력안정트러스의 기본요소인 단위구조의 안정화를 지배하는 기하학적 매개변수들의 범위를 설정하는 방법이 제안되고 그 변수들의 상호관련성을 규명하고자 한다. 수치해석은, .alpha.가 안정화범위에 있을 경우, 여러가지 경우의 높이에 따른 중심위치(.alpha.), 트러스 부재에 의한 각(.theta.) 그리고 평면상의 비(x/y)와 같은 매개변수의 변화에 따라 안정화에 가장 지배적인 축력모드(N15, N16, N25, N26)들의 상호작용이 조사되었다.
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9.
1997.09
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본 논문에서는 실무에서 이동 집중하중에 대한 별도의 복잡한 구조해석을 수행하지 않고도 등분포하중에 대한 부재력으로부터 손쉽게 차량하중의 영향을 고려한 거더와 보 부재의 설계 부재력을 구할 수 있도록 등가차량하중계수를 제안하였다. 먼저 국내에서 생산되는 중,소형 차량의 조사와 외국의 주차장 관련 설계규준의 비교, 검토를 통해 주차장 구조물의 한계 활하중인 총중량 2.4ton의 설계기준차량을 설정하였으며, 이를 토대로 설계 활하중인 등분포하중(500kg/m2)과 집중하중(P=2.4ton)에 대한 구조부재의 거동 특성을 분석하고 회귀분석을 통해 상호 관계식을 부재 길이의 함수로 구성하였다. 나아가 제안된 등가차량하중계수를 대표적인 보와 거더 부재에 적용시켜 그 효율성과 신뢰성을 검증하였다.
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10.
1997.09
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본 논문은 집중 질량 구조물의 천이응답에 대한 시간영역 민감도 해석의 기본 개념을 설명한다. 외부 가진에 따른 구조물의 응답에 미치는 설계변수 변화의 영향을 구하기 위해 시간영역 민감도 함수를 구하는 방법을 제시하였다. 시간영역에서 구조물의 설계변수 민감도는 1차 표준 민감도 함수와 백분율 민감도 함수를 통해 확인하였다. 이러한 민감도 함수와 그 계산은 설계변수에 대한 시스템 상태변수의 편미분에 의한 것이다. 또한, 직접 미분법에 의한 해석적 방법의 편미분 결과와 수치적 방법에 의한 결과를 비교하였다.
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11.
1997.09
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제어봉 구동장치(CEDM)의 동적거동은 원자로의 동적거동과 연동되어 있어, 두 구조물 간의 상호 동적 특성을 이해한 후 CEDM의 설계 개선 방향을 정립해야 한다. 원자로와 CEDM을 각각 1차 질량 및 2차 질량으로 하는 2 자유도계로 단순화하여 상호 동적 영향을 검토하고, 두 질량의 응답을 모두 감소시키는 최적의 .mu.-f곡선을 제시하였다. 설계 개선은 고유진동수비 f를 가능한 0.93부근으로 수렴시켜야 하며, 질량비 .mu.는 감소시키지 않아야 하고, 제시된 최적의 .mu.-f곡선에 접근시키는 방향으로 해야 함을 제안하였다. 이에 따라 CEDM의 부품들의 설계를 최적화하여 원자로와 CEDM의 변위 응답비를 각각 10.5-19.7%와 6.3-3.4%씩 모두 감소시킬 수 있었다.
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12.
1997.09
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본 연구에서는 다양한 구조 및 하중조건에 대하여 중차량의 주행에 의한 충격효과를 분석하였다. 중차량 주행시의 다주형 강판형교의 동적해석에서는 노면조도 및 차륜-바닥판 사이의 상호작용을 고려하였다. 진입로와 교량바닥판의 노면형상은 각 노면조도에 따라 지수 스펙트럴 밀도 함수를 사용하여 생성시켰으며, 교량바닥판과 차륜사이의 상관력을 좀더 합리적으로 반영하기 위해 개선된 후처리기법을 사용하여 보정하였다. 또한 교량진입부에서 발생할 수 있는 바닥판과 진입로사이의 단차조건도 분석하였다. 현행 도로교 표준 시방서에 준하여 설계된 다양한 교량들에 대하여 동적거동에 중요한 영향을 미치는 구조인자들(경간장, 주형간격 등)의 영향을 체계적으로 검토하였다. 다양한 주행속도에 따른 단일주행에 의한 기본적인 하중상태 뿐만 아니라 동일차선 및 인접차선을 주행하는 다수 차량의 하중조건도 검토하였다.
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13.
1997.09
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콘크리트에 발생하는 변형률 국소화는 연화거동에 수반하여 변형이 국부적으로 집중되는 현상으로 이를 유한요소해석 할 수 있는 일관된 알고리즘을 개발하는 것이 본 연구의 목적이다. 변형률 국소화현상이 발생한 콘크리트는 변형률이 집중되는 국소화영역과 그외의 영역인 비국소화영역으로 크게 구분할 수 있으며 국소화영역에서는 연화현상을 포함하는 탄소성거동을 하게 되며 비국소화영역은 손상제하거동을 수반하게 된다. 변형률 국소화현상이 진행중인 콘크리트의 국소화영역을 모델링하기 위하여 열역학적으로 정식화된 전형적인 소성모델에 콘크리트의 극한응력 이후에 비선형 연화로 표현되는 소성거동을 고려할 수 있는 일반화된 Drucker-Prager모델을 도입하였으며 소성이론식의 적분을 위해 return-mapping 알고리즘을 사용하고 일관된 알고리즘을 전개하였다. 또한, 콘크리트의 비국소화영역의 모델링을 위하여 열역학적 자유에너지함수를 수정하여 비선형 탄성 및 손상의 일관된 알고리즘을 전개하였다. 개발된 알고리즘에 의한 유한요소해석을 통해 압축을 받는 콘크리트 부재의 변형률 국소화 현상을 해석하였다.
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