The stiffness of a bicycle frame is a major factor of a bicycle performance related to safety, stability, and weight. In this study, the torsional and bottom bracket stiffness of a bicycle frame were experimentally investigated. The torsional and bottom bracket stiffness for 63 bicycle frames were evaluated and analyzed by measuring the displacement of frames. The torsional stiffness is related with turning performance and the bottom bracket stiffness is related with power transmission. The experimental results show that the average stiffness varies up to 20 % according to the frame materials and types. The torsional stiffness has a strong corelation with the bottom bracket stiffness even though they have different effects on a bicycle frame. It seems that the experimental results can be applied to the quality criteria of racing bicycles and also design standard of a bicycle frame.

Torsional constants of both rectangular cross section and circular cross section are induced by exact solution, and was easy to calculate since of simple shape. However, it is very difficult to calculate the torsional constant of both an arbitrary cross-section and a composite cross-section. In this study, a finite element formulation was proposed as a method to calculate the torsional constant of both an arbitrary cross-section and a composite cross-section. From the numerical study, numerical results was compared with exact solution.

Since 1990’s, many researches about ultra high performance concrete have been conducted. Compare to conventional concrete, it shows significantly high compressive and tensile strength so that leads to reduce the self weight of structures. However, the use of slender member may meet the buckling failure that is not common phenomenon in concrete structures so far. Most design codes have not suggested any provisions for buckling limit states and very few of researches have been conducted for buckling of concrete girders. In this study, a number of finite element analysis were carried out to investigate the buckling behavior of UHPC I-shaped girders.

As the property of the aluminum foam with porosity, the effect of impact is distributed through the distortion of each lattice like honeycomb at impact. So, this porous aluminum foam is widely used at the crash box or the impact absorber guard rail to prevent the damage. In addition, there is a property of low weight by the chemical bonding using the adhesive. As this study investigates the distortion property of the aluminum foam bonded with adhesive, the fracture property and the stress distribution of the bonded interface are examined. The specimen thicknesses are 25, 35, 45, 55 and 65 mm. And the torsional moments corresponding to 100, 200 and 300 J are applied at one side of bonded aluminum foam. The mechanical behaviors at the bonded interface and the fixed part are also investigated. It can be seen that the minimum specimen thickness must become 55 mm and over in order to maintain the bonding force due to the applied impact energy. The analysis result of this study at the bonded interface effected on impact can be effectively applied into the safe design of the structure with the bonded aluminum foam.

The need to consider torsion in the design of members of a structure has recently been increasing; therefore, many studies on torsion have been carried out. Recent research was focused on the torsional performance of concrete according to the reinforcing materials used. Of particular interest, are torsion studies of beams made of SFRC(steel fiber reinforced concrete), and there has been increasing use of SFRC at construction sites. In contrast, research on the composite PVA-ECC (polyvinyl alcohol-engineered cementitious composite) has only covered its mechanical performance, though it exhibits excellent tensile-strain performance (better than SFRC). Therefore, research on the torsion of concrete beams retrofitted using PVA-ECC is lacking. In this study, the behavior characteristics and performance of reinforced-concrete beams retrofitted by PVA-ECC was investigated experimentally. The experimental results show that the resistance to torsional cracking is increased by PVA-ECC. In addition, the strain on the rebar of the specimen was found to be reduced.

This study aims to give a brief summary of the development in the series of studies that have been made regarding the lateral-torsional buckling (LTB) capacity of beam spans with increased cross section at one end, also known as singly stepped beam (SSB), and at both ends, also known as doubly stepped beam (DSB). A three-dimensional program ABAQUS was used to analyze buckling through finite element method, while a statistical regression program MINITAB was used in developing and proposing simple design equations. The following topics discussed in this study include: (1) proposed design equation that account for change in cross section of stepped beams under uniform moment; (2) proposed design equation, with a corresponding moment gradient factor equation, of stepped beams under general loading conditions; (3) proposed design equation for stepped beam with continuous top flange lateral bracing; (4) proposed design equation for monosymmetric stepped beam subjected to uniform moment and to general loading conditions; (5) effect of inelastic buckling of stepped beams subjected to pure bending and general loading conditions considering combined effects of residual stress and geometrical imperfection; and (6) determination of LTB strength of monosymmetric stepped beam by conducting destructive test of subjecting a beam to concentrated load. The summary presented provides researchers information in understanding the subject matter; moreover, this provides a meaningful contribution to futures researches.

The present authors recently gave an analytical method for estimating three spring constants Kr, Ks, and Kt, for sidewall stiffnesses of radial tires. These represent the radial, lateral, and in-plane rotational directions respectively. The method is based on netting theory with special consideration to stiffness of the rubber matrices in the sidewall These theoretical results were verified by experiment to have sufficient accuracy. In order to confirm the availability of these spring constants, the twisting stiffness Rt of a radial tire has been analyzed in the present paper by using a spring-supported ring model. An explicit formula for Rt, expressed in terms of the three components of the spring constant, was obtained. Experiments were conducted on a 175SR14 radial tire by increasing the inflation pressure while keeping the tread circumference constant. The theoretical results agreed well with the experimental results. A related problem is also referred to; this is the forced lateral vibration with fundamental eigen-modes of the inflated sidewall-rim system when the tread is fixed. Eigen-frequencies calculated by using those spring constants coincide well with the experimental results.

비정형 초고층 건물의 계획 및 시공이 늘어남에 따라 이 연구에서는 프로토타입 모델에 대한 시공단계해석의 적용을 통하여 비정형 초고층 건물의 시공 중 구조적 거동을 분석하고자 하였다. 비틀림 초고층 건물을 대상으로 횡력저항시스템, 비틀림각도, 공법 조건에 따른 총 18개의 모델을 선정하였다. 횡력저항시스템으로는 다이아그리드 시스템과 가새튜브 시스템을 적용하였으며, 각 횡력저항시스템별로 0〫, 1〫, 2〫 비틀림각도를 갖는 세 가지 평면 형태와 외곽 튜브와 내부 골조의 시공순서에 따른 세 가지 공법을 가정하였다. 시공 중인 초고층 건물의 구조적 성능은 시공단계해석의 횡변위 결과를 통하여 분석되었으며, 골조 공기와 최대 양중량과 같은 시공성능이 함께 비교되었다.

지진하중에 의해 발생하는 비정형 건물의 피해를 줄이기 위하여 내진설계기준에서는 비틀림 증폭계수를 도입하였다. 이 계수는 내진설계기준에 따라 다르게 적용되었으며 같은 시기의 설계기준에서조차 다르게 적용되었다. 본 연구에서는 서로 다른 설계편심으로 설계된 건물의 최종 정적편심의 크기, 연약단부의 횡강성과 비틀림 강성비를 비교하였다. 비틀림 증폭계수가 증가할수록 연약단부의횡강성이 증가하여 건물의 최종 정적편심의 크기는 감소하였으나 이 계수가 최대값 3.0에 도달한 이후부터 건물의 최종 정적편심의 크기는 다시 증가하였다. 우발편심과 정적편심의 합에 비틀림 증폭계수를 곱하여 구한 설계편심으로 설계된 건물의 최종 정적편심의 크기는수직부재의 위치에 따라 0 또는 음수로 측정되었다.

본 연구에서는 비틀림 거동을 일으키는 편심구조물의 효율적인 제어를 위한 비틀림 강성을 가지는 동조질량감쇠기의 제어성능을 검토하고자 한다. 이를 위하여 지진하중을 받는 편심구조물에 동조질량감쇠기의 설치위치와 비틀림강성에 따른 제어성능을 평가한다. 반복되는 시간이력해석시 소요되는 해석시간을 줄이기 위하여 등가해석 모델을 사용하였고 비비례감쇠시스템인 동조질량감쇠가 설치된 구조물의 해석을 효율적으로 수행할 수 있었다. 본 연구를 통하여 일반적인 동조질량감쇠기에서 무시되어온 동조질량감쇠기의 비틀림 속성이 비틀림 거동이 발생하는 편심구조물에서는 효과적일 수 있음을 검증하였다. 그리고 편심구조물의 경우에는 동조질량감쇠기의 최적 설치 위치가 구조물 평면의 중심이 아닐 수 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 뒤틀림을 받고 있는 정사각형 단면의 중공단면 보를 최소자승법과 경계요소법을 이용하여 수치 해석하고 구조물을 해석하였다. 임계하중은 하중을 점차적으로 증가하여 구조물이 파괴가 발생하여 안정성을 상실하는 상태에서 가 장 작은 하중을 의미한다. 뒤틀림을 받고 있는 beam은 일반 구조물에서 많이 발생하는 현상이며, 구조물의 안정성에 크게 영향을 미치고 있다. 최소자승법과 경계요소법은 복잡한 구조물에서도 물론, 다양한 경계조건을 포함하는 문제에 이르기까 지 구조물의 안정성을 검사하는데 효과적인 수치해석 방법이다. 특히 뒤틀림의 문제에서는 단순성 및 일반성에 기인하여 매우 적합한 해석방법이다. 본 연구에서는 뒤틀림을 받고 있는 중공단면 보의 해석해를 유도하여 최소자승법으로 수치 해 석하고 또한 경계요소법을 적용하여 빔의 안정성을 비교 검토하였다. 개발한 컴퓨터 프로그램의 타당성을 증명하기 위하여 삼각형, 사각형 그리고 타원형 단면에 대하여 각각 해석하여 해석해와 비교․검토하였다.

A kart is a vehicle without the suspension system and the differential gear. The kart frame as an elastic body plays the role of a spring. By the cornering of a kart, rolling, pitching and twisting motions are induced in the kart frame. Also the slip or noncontact of the wheel and a permanent deformation of the kart frame can be induced. In order to examine closely this phenomenon of the twisting deformation, measurement and analysis on torsion working stress with strain gage and tracking system are needed. According to the measurement result, while steady state driving in a curve in general the torsion working stress of the kart frame will be increased depending on the vehicle velocity, but the kart frame will be not permanent deformed. However, analysis of the torsion working stress in comparison with torsion fatigue limit shows that while unsteady state driving as clash with same drive condition the racing kart frame will be deformed more quickly as the leisure kart frame.

A kart is a vehicle without the suspension system and the differential gear. The kart frame as an elastic body plays the role of a spring. By the cornering of a kart, rolling, pitching and twisting motions are induced in the kart frame. Also the slip or noncontact of the wheel and a permanent deformation of the kart frame can be induced. In order to examine closely this phenomenon, measurement on height-displacements with various sensors and tracking system and analysis on the kart frame twisting characteristics with the rolling and pitching angle are needed. According to the measurement result, while driving in a curve at high speed the kart frame is quite twisted. Analysis on the measurement results shows that a kart used primarily in high speed requires a frame with low torsional stiffness and a frame material with high tensile strength and large elongation.

Increasing needs for light weight and high safety in modern automobiles induced the wide application of high strength steels in automotive body structures. The main difficulty in the forming of sheet metal parts with high strength steel is the large amount of springback including sidewall curl and twist in channel shaped member parts. Among these shape defects, twist occurs frequently and requires numerous reworks on the dies compensate the shape deviation. But until now, it seems to be no effective method to reduce the twist in forming processes. In this study, a new forming process to reduce the twist deformation during the forming of automotive structural member was suggested. This method consists of forming and restriking of embosses on the sidewall around the stretch flanging area of the part. and was applied in the forming process design of an automotive front side inner member with high strength steel. To evaluate the effectiveness of the method, springback analysis using Pamstampa™ was done. Through the analysis results, the suggested method proven to be effective in twist reduction of channel shaped parts with stretch flanging area.

풍하중을 받는 구조물은 해석의 편의상 층당 3개의 자유도를 가지는 해석모델을 사용한다. 구조물의 입면 형상이 비정형이 되고, 평면내 구조재의 배치가 층에 따라 변경이 되면 각층의 질량중심과 강성중심의 차이에 의해서 병진방향상호간 또는 병진방향과 비틀림 방향이 상호연관되어 이에 따른 각 방향의 고유모드가 연계된 진동특성을 가지게된다. 본 연구에서는 풍하중에 의한 구조물의 응답에 가장 큰 영향을 미치는 저차의 3개의 병진-비틀림 모드가 연계된 구조물의 진동을 저감하기위한 능동제어기법에 대하여 다룬다. 이를 위하여 풍동실험으로부터 구한 각 방향 밑면 전도모멘트와 비틀림모멘트가 연계모드에 작용하는 모달풍하중으로 치환된 운동방정식을 유도하고, 운동방정식에 기반한 상태방정식을 통하여 제어력을 산정한다. 제어력 포화를 고려하여 위상분할 제어알고리듬과 H∞ 제어알고리듬이 합성된 새로운 제어알고리듬을 제안하였으며, 풍동실험을 수행한바 있는 대상구조물에 대해 수치시뮬레이션을 수행한 결과 기존 제어알고리듬인 LQR에 비해 대등한 제어효과를 가지면서 제어력의 크기를 줄일 수 있는 것을 검증하였다.

건물의 실제 편심은 일반적으로 계산된 값과 상당히 다르며, 정형 건물도 비틀림의 영향을 받는다. 질량분포의 비대칭성과 수직축에 대한 지반의 회전요소와 같은 요인들의 영향을 고려하고, 비틀림 비정형 건물의 취약성을 줄이기 위하여 내진설계규준에서는 우발편심과 비틀림 증폭계수를 도입하였다. 본 연구에서는 정형건물의 다양한 형상비와 평면중심으로부터의 부재위치에 따른 비틀림 증폭계수의 영향 및 이 계수에 영향을 미치는 요인을 확인하였고 보통암 지반에 위치한 다양한 편심과 형상비를 갖는 비선형 철근콘크리트 단층모델을 이용하여 비틀림 증폭계수를 검증하였다. 비선형 정적해석과 시간이력해석을 이용하여 구한 연약단부의 최대 정적변위와 동적변위는 비교적 일치하였으나 최대 정적비틀림과 동적비틀림의 차이는 편심크기가 작을수록 크게 나타났다. 1차 설계편심에 비틀림 증폭계수 적용유.무에 따라 연약단부 부재의 밑면전단력 증가가 미비하여 최대 정적변위의 증가비가 크지 않다.

본 연구에서는 변장비 1:5인 플레이트거더 단면에 대하여 주거더의 위치 및 개수를 달리한 총 7종류의 단면을 대상으로 풍동실험을 통하여 비틀림 응답특성을 파악하였다. 본 연구에서 얻어진 결과로서 2-거더 단면의 경우 진폭이 큰 2회의 와류진동이 발생하는 등 동적 안정성에 문제가 있었으나, 하부 거더의 개수를 1개 또는 2개를 추가한 경우, 플러터 한계풍속이 증가되었고 와류진동의 최대진폭이 감소하고 발생영역이 축소되는 등 거더의 추가가 내풍안정성 향상에 효과가 있음을 알 수 있었다. 또, 브래킷부를 두는 경우, 와류진동의 안정성이 향상되는 것을 확인하였으며 브래킷 길이가 증가할수록 (-)영각에서의 발산진동에 대한 한계풍속이 증가됨을 알 수 있었다.

본 논문은 고층건축물의 비틀림방향 응답을 평가하기 위하여 필요한 변동비틀림모멘트계수와 변동비틀림모멘트의 파워스펙트럼밀도계수의 경험식을 제안한 연구이다. 이러한 경험식을 제안하기 위하여, 다양한 형상비와 변장비를 가진 27개의 각주형 모형을 제작한 후 노풍도을 다양하게 변화시켜 풍력실험 을 실시하였다. 본 논문에서 비틀림방향 변동풍력의 경험식은 주로 건물의 노풍도와 형상비 그리고 변장비에 의하여 분석되어졌다.

본 연구는 고층건축물의 비틀림방향 응답을 평가하기 위하여 필요한 변동비틀림모멘트계수와 변동비틀림모멘트의 파워스펙트럼밀도의 특성을 확인하는데 목적이 있다. 이러한 특성들을 평가하기 위하여, 다양한 형상비와 변장비를 가진 52개 형상의 공탄성 각주형 모형을 제작한 후 노풍도를 다양하게 변화시켜 풍동실험을 실시하였다. 본 논문에서는 비틀림방향의 변동풍력의 특성을 간단히 설명하였다. 그리 고 그 결과는 대부분 건물의 형상비와 변장비에 의하여 분석되었다.

본 저자의 이전연구(김문영 등, 2004)에서는 2차원 차량 모형과 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 현수교요소와의 상호작용을 고려한 2차원 수직응답에 대한 동적해석을 수행하였다. 본 연구에서는 전단변형 효과와 편심차량의 효과를 알아보는데 목적을 두었다. 이를 위하여 전단변형 및 회전관성 효과가 고려된 3차원 현수교의 수직, 비틂에 대한 고유진동수와 모드형상, 그리고 교량-차량 에너지로부터 라그랑지안식을 이용하여 상호작용을 고려할 수 있는 3차원 운동방정식을 유도한다. 이후 모드중칩법을 이용하여 유도된 운동방정식을 Newmark method를 사용하여 동적해석을 수행한다. 마지막으로 본 연구에서 제시한 이론을 따라 수치해석예제를 수행하여 차량의 동적거동을 분석한다.