Steel plate shear walls (SPSWs) have been recognized as an effective seismic-force resisting systems due to their excellent strength and stiffness characteristics. The infill steel plate in a SPSW is constrained by a boundary frame consisting of vertical and horizontal structural members. The main purpose of this study was to investigate deformation modes and hysteretic characteristics of steel plate shear walls (SPSWs) to consider the effects of their aspect ratios and width-to-thicness ratios. The finite element model (FEM) was establish in order to simulate cyclic responses of SPSWs which have the two-side clamped boundary condition and made of conventional steel grade. The stress distribution obtained from the FEA results demonstrated that the principal stresses on steel plate with large thickness-to-width ratio were more uniformly distributed along its horizontal cross section due to the formation of multiple struts.

외부하중을 받는 구조물로부터 계측된 신호의 파워 스펙트럴 밀도함수는 모달 파라미터(고유진동수, 감쇠비)에 대한 상당량 의 정보를 함축하고 있다. 시스템 식별기술은 이러한 신호나 해당 스펙트럼으로부터 모달 파라미터를 추출하는 기법이라고 볼 수 있 다. 파라미터를 추출하는 또 다른 기법으로는 샘플링(신호)을 이용하여한 확률분포의 모수(평균, 분산)를 추정하는 기법이다. 본 연구 에서는 파워 스펙트럼 밀도함수를 확률분포로 치환함으로써 기존 확률통계분야에서 모수를 추출하는 기법(최대우도법)에 의해 모달 파라미터를 추정하는 기법을 제안한다. 모드형상을 추정하는 기법을 개발하고 모드형상에 의해 분해된 모드응답으로부터 고유진동수, 고유감쇠비를 순차적으로 산정하는 기법을 제시한다. 더 나아가, 외부하중이 스펙트럼 해석모델로 치환 가능한 경우에는 이 하중모델 은 통합하여 모델 파라미터까지 산정하는 기법으로 확대한다. 본 연구에서 제시된 기법을 검증하기 위한 수치해석과 실구조물의 응답 에 대한 적용이 이루어졌으며, 검증결과 제안된 모드식별체계가 안정적이며, 신뢰도가 높은 모달파라미터 추정이 가능함을 알 수 있었다.

선박, 잠수함이 추진하면 수중구조물 후류에 와류가 발생하고 이에 따른 와류기인 구조진동이 유발된다. 최근 선박, 잠수함의 고속화 및 대형화 추세에 따라 고차모드에서 유발되는 와류기인 진동 및 피로파괴에 대한 중요성이 강조되고 있다. 고속 유속환경의 와 류는 저속 유속환경 대비 큰 진동을 유발하므로 이에 관한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 수중날개 고차모드에서 유발되는 와류기인 진동을 예측하기 위한 하이브리드 유체구조연성 해석 방법론을 제시하였다. 고차모드를 고려한 하이브리드 유체구조연성 해석을 수행하 여 와류기인 진동을 도출하고 실험결과와 비교함으로써 방법론을 검증하였다. 최종적으로 와류기인 진동으로부터 도출된 최대 von Mises 응력을 노르웨이 선급에서 제시한 S-N 선도에 적용함으로써 고차모드 유체구조연성 해석의 효용성을 확인하였다. 고차모드를 고려하여 와류기인 진동응답을 도출할 경우 유체구조연성에 의한 락인(Lock-in) 특성을 확인하였으며 고려하지 않은 경우 대비 진동응답과 최대 von Mises 응력에서 10배 이상의 차이를 보였다. 향후에는 외팔보 경계조건 및 형상에 대한 확장연구가 필요하다.

본 연구에서는 목탑 상륜부 구조물의 진동 특이성을 분석하였다. 목탑 상륜부 구조물은 공예가들에 의해서 만들어지기 때문 에 공학적인 판단을 받지 않고 설치되어 불안정한 상황이 발생될 수 있다. 최초에 설계된 평화의 탑 상륜부는 전체 높이 7,720mm 중 에서 약 2/3높이에 해당하는 5,150mm까지는 스테인레스 스틸을 사용하고 나머지 2,570mm는 황동으로 설계되어 제작 의뢰되었다. 최 초 설계안에 대해 진동해석을 수행하고 모드별 유효질량을 산출한 결과 2차모드의 유효질량이 1차모드의 유효질량보다 크게 산출되 었다. 이런 현상의 개선을 위해 황동 부분을 스테인레스로 변경하여 2차 설계안이 준비되었고 2차 안에 대한 진동해석을 수행한 결과 1차모드가 지배적인 모드로 전환되었다. 본 연구의 결과로, 2차모드의 유효질량이 1차모드의 유효질량보다 큰 것이 전단력 미친 영향 의 정도를 정확하게 판단하기는 어렵다. 이 부분에 대해 추후 연구가 진행되어야 정확한 언급이 가능할 것으로 판단된다.

This study aims at investigating the fracture characteristic according to the shape of the double cantilever beam specimen for mode II with ultra-high strength steel and Mg alloy steel. As the analysis, all three models had the left-hand holes that were constrained by the cylindrical support and the right-hand holes were enforced by the constraint condition of 6mm/min. This study result showed that the shorter the load block of the double envelope test specimen, the higher the safety. The results of this study are thought to be useful for examining the fracture characteristics of specimen for mode II with ultra high strength steel and Mg alloy steel.

구조물의 내풍성능을 개선하기 위하여 지난 수 십 년간 진동제어장치가 사용되어 왔다. 진동제어장치는 구조물의 등가감쇠비를 증가시킴으로써 진동에 대한 저항성을 증가시키는 효율적인 방안이지만, 설치와 운영에 많은 비용이 요구되고 있다. 진동제어장치와 등등한 감쇠효과를 가지면서 영구적으로 구조물 자체의 감쇠비를 증가시키기 위한 고감쇠 물질에 대한 연구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 굵은 골재에 폴리우레탄이 코팅된 고감쇠 콘크리트 재료의 감쇠성능을 평가하기 위한 실험과 분석이 이루어졌다. 고감쇠 물질로 제조된 단순보에 대한 자유진동실험을 수행하여 각 모드별 특성을 파악하였으며 특히 감쇠비를 추정하여 감쇠물질에 의한 감쇠증가량을 정량적으로 평가하였다. 비교평가를 위하여 기존 콘크리트 재료로 제조된 보에 대한 실험 또한 병행하여 수행되었다. 모드 분석에 의한 감쇠비 추정결과 고감쇠 보는 각 모드별 약 10%의 감쇠비를 가지는 것으로 나타났으며, 이는 일반 보의 감쇠비 1%에 비 하여 매우 높은 감쇠증가량을 보이고 있다. 이러한 결과로부터 폴리우레탄 코팅 고감쇠 재료를 이용하여 구조물의 감쇠성능확보가 가능할 것으로 판단된다.

The improvement in computing systems and sensor technologies devotes to conduct data-driven structural health monitoring algorithms for existing civil infrastructures. Despite of the development of techniques, the uncertainty oriented from the measurement results in the discrepancy to the actual structural parameters and let engineers or decision makers hesitate to adopt such techniques. Many studies have shown that the modal identification results can be affected by the uncertainties due to the applied methods and the types of loading. This paper aims to compare the performance of modal identification methods using Structural Modal Identification Toolsuite (SMIT) which has been developed to facilitate multiple identification methods with a user-friendly designed platform. The data fed into SMIT processes three stages for the comprehensive identification including preprocessing, eigenvalue estimation, and post-processing. The seismic and white noise response for shear frame model was obtained from numerical simulation. The identified modal parameters is compared to the actual modal parameters. In order to improve the quality of coherence in identified modal parameters, several hurdles including modal phase collinearity and extended modal amplitude coherence were introduced. Numerical simulation conducted on the 5 dof shear frame model were used to validate the effectiveness of using these parameters.

대기오염에 대한 관심은 국내·외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차 및 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후처리 시스템 등의 연구를 통하여 차량 배기가스 및 온실가스를 감소시키고자 노력하고 있다. 이에 본 연구에서는 각기 다른 차량기술이 적용된 휘발유, 경유, LPG를 연료로 사용하는 7대의 차량을 대상으로 국내·외에서 법적시험모드로 사용되고 있는 도심모드, 고속모드, 급가·감속, 에어컨사용 및 겨울철 특성을 반영한 저온모드에서 온실가스의 배출특성을 확인하고자 하였다. 사용연료에 관계없이 대부분의 온실가스는 저온인 Cold FTP-75 모드에서 가장 안 좋은 결과가 나타나는 경향을 가지고 있다. 각 차량별 온실가스 증가 요인으로는 가솔린 차량인 A차량(2.0 MPI)과 B차량(2.4 GDI)에서는 최고속 및 급가·감속 , 에어컨 사용 , 저온 조건의 순인데 비해 E차량(1.6 T-GDI)은 에어컨 사용, 최고속 및 급가·감속 , 저온 조건의 순이다. G차량 (LPLi)은 에어컨 사용 , 저온 , 최고속 및 급가·감속 조건의 순으로 가솔린 차량과 다른 특성을 가지고 있다. 경유 차량에 있어서는 A차량(2.0 w/o DPF)과 B차량(2.2 w/ DPF)은 최고속 및 급가·감속 , 에어컨 사용, 저온 조건의 순이었고, F차량(1.6 w/ DPF)은 저온, 에어컨 사용, 최고속 및 급가·감속 조건의 순으로 확인되었다. 따라서, 각 연료별로 배출가스 저감 기술을 다르게 적용하여야 효과적인 방법이라고 할 수 있겠다.

CFRP hardened by carbon fiber and resin has the property of high strength and low weight. Specifically, the strong feature against the external vibration environment is shown as CFRP is designed with the structure of multi-axes. So, CFRP in place of metal has been used at the various fields. CFRP specimens for mode Ⅱ are applied with the repetitive fatigue load in this study. These specimens have the fiber layer angles of 30°, 45° and 60°. The material properties of specimens are investigated with the result of fatigue fracture due to this load. As the study result, the smallest and largest reaction forces of 500 N and 540 N are shown at the layer angle of 30° and 60° respectively among these specimens. The separation of adhesive interface at 4000 fatigue cycles is happened earliest in case of the layer angle of 60°. But the separation of adhesive interface at 11000 fatigue cycles is happened latest in case of the layer angle of 45°. Through the result of fatigue property, it is thought that the basis data can be applied to evaluate the safety at CFRP structure applied with fatigue.

모드분해법은 해석의 효율성, 동적특성 추정 등에 매우 유용한 도구로 사용되어 왔다. 그러나 댐퍼와 같은 진동제어시스템이 설치된 비고전감쇠 구조물에 대해서 기존의 모드분리법에 의해서 분리가 잘 이루어지진 않는다. 본 연구에서는 비고전 감쇠를 가지는 구조물의 운동방정식을 상태방정식으로 변환한 후 상태공간에서 모드분해하는 기법을 제안하고 상태공간 모드분해 기법에 의해 분리 된 모드응답의 특성을 다루었다. 제안방법의 검증과 모드응답특성을 분석하기 위하여 비고전감쇠를 가지는 3자유도 구조물에 대한 수치시뮬레이션을 수행하였다. 수치해석 결과, 고전감쇠 구조물에 대한 상태공간 모드행렬의 대각블럭 행렬은 기존의 모드행렬과 같으며, 대각외 블록행렬은 모두 ‘0’의 값을 가지는 것으로 나타났다. 비고전 감쇠 구조물에 대한 상태공간 모드행렬은 대각외 블록의 행렬 도 값을 가지는 것으로 나타났으며, 그 값은 대각블럭 행렬에 비하여 매우 작은 것을 알 수 있었다. 또한 계측응답만을 이용하여 상태 공간에서 모드분리가 가능한 것으로 나타났으며, 동일한 고유진동수를 가지는 모드응답은 상호간 변위-속도관계를 가지도록 분해 가능함을 보였다.

본 연구에서는 테이퍼 보에 대한 미분방정식의 일반해에 캔틸레버 보의 경계조건을 적용하여 모드특성을 추정한다. 또한, 휨을 받는 테이퍼 원형강관 캔틸레버 보에 발생하는 관통균열을 모델링하기 위하여 에너지 방법을 이용하여 균열보에 대한보 길이방향 휨강성을 구한 후 이를 이용하여 테이퍼 원형강관 캔틸레버 균열보에 대한 고유주파수와 모드형상을 추정한다. 보 길이에 따른 균열보의 휨강성 변화는 기존 연구에서 밝혀진 현상과 유사하게 합리적인 양상을 보였으며, 유도한 휨강성을 적용하여 산정한 균열보의 고유주파수는 균열 크기가 증가할수록 감소함을 확인하였고, 모드형상은 균열발생에 의해 변화함을 알 수 있었다. 연구결과는 향후 테이퍼 원형강관 캔틸레버 보 형태의 타워 구조물에 대한 진동기반 균열탐지에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

최근 Fringe-Field Switching (FFS) 모드는 모든 고화질 액정디스플레이에 적용되고 있다. FFS 모드의 전기광학 특성은 전극 구조, 위상지연값, 러빙각, 셀갭, 액정의 유전율 이방성 (Δε) 크기 및 부호와 같은 셀 및 액정 변수에 따라 크게 의존한다. 본 연구에서는 FFS 모드에서 유전율 이방성의 부호가 다르지만 크기가 동일한 조건에서 FFS모드의 전기광학 특성을 연구하였다. 연구 결과에 의하면 전압 인가시 Δε 절대값이 같더라도 유전율 이방성이 음인 액정의 경우가 탄성변형이 용이해 유전율 이방성 양인 액정에 비해 구동 전압이 약 10% 정도 낮은 결과를 보여주었다. 이러한 결과는 FFS모드의 본질을 이해하는데 큰 도움을 준다고 확신한다.

The dynamic analysis of poles made of advanced composite materials is carried out for different length-thickness ratios and layup sequences. The numerical results using ABAQUS obtained for plates and shells are in good agreement with those reported by other investigators. The new results for laminated composite pole structures in this study mainly show the effect of the interactions between the radius-length ratio and other various parameters. The effect of fiber angles of long composite poles also investigated. Key observation points are discussed and a brief design guideline is given.

원자력발전소(이하, 원전)에 설치되는 안전관련 전기기기들의 합리적인 내진검증을 위해서는 사전에 정확한 동특성분석이 필요하다. 이 연구에서는 원전에 설치되는 전기기기 캐비닛 구조를 대상으로 입력 진동의 수준에 따른 모드특성의 변화를 평가하였다. 이를 위해, 실제 전기기기 캐비닛을 시편으로 선정하고 가진 시험기를 이용하여 입력진동에너지의 크기를 변화시켜 가면서 진동시험을 수행하였다. 시험은 캐비닛의 문짝을 부착한 경우와 탈거한 경우로 구분하여 수행하였다. 진동시험을 통하여 계측된 시편의 가속도응답신호와 입력운동신호로부터 진동의 크기에 따라 진동수응답함수를 작성하였다. 다항식회귀분석기법을 이용한 모드분석기법으로 시편의 진동수응답함수를 분석하여 모드특성을 추출하고, 진동수준에 따른 시편의 동특성 변화를 검토하였다. 연구결과, 대상 기기는 입력진동의 크기가 증가할수록 모드진동수와 모드감쇠비가 비선형적으로 변화하는 것을 확인하였다. 문짝이 부착된 경우에는 문짝이 탈거된 경우에 비하여 캐비닛의 모드감쇠가 증가한다.

스페이스 프레임 구조물은 연속체 쉘 구조물의 원리를 이용하여 매우 넓은 공간을 효과적 으로 덮을 수 있는 구조물이지만 뜀좌굴 및 분기좌굴 등과 같은 불안정거동은 돔형 구조물에서는 더욱 복잡하게 나타난다. 또한 붕괴메커니즘의 이론적 연구와 실험적 연구결과들 사이에서도 많은 차이를 보인다. 본 논문에서는 미적 효과가 크며 단층의 대공간을 확보하기에 적합한 돔형 공간 구조물의 구조 불안정 특성을 접선강성방정식을 이용하여 비선형 증분해석을 수행하고, Rise-span(μ)비 및 하중모드(RL)에 따른 임계점과 분기점의 특성을 돔형 공간구조물의 예제를 통해 고찰하였다. 여기서 불안정점은 증분해석과정을 통해서 예측할 수 있었으며, 예제에서 낮은 μ에서는 전체좌굴이, 높은 μ의 경우는 절점좌굴이 지배적이며, 낮은 RL에서 정점좌굴이, 높은 RL에서는 전체좌굴이 지배적이고, 전체좌굴이 나타나는 경우, 분기좌굴하중은 완전형상의 극한점좌굴하중의 약 50%에서 70%의 분포를 보였다.

원자력발전소에 설치되는 주요 전기기기들의 내부 부품을 내진검증하기 위해서는 캐비닛내부응답스펙트럼이 필요하고, 이는 캐비닛의 각 위치에서 정확한 지진응답을 구한 후에 생성이 가능하다. 반면에 대부분의 전기기기는 질량과 강성 분포가 복잡하기 때문에 해석적 방법에 의해 동적 분석을 수행하는 것이 어렵다. 이러한 여건을 감안하여 이 연구에서는 해석과 시험을 조합하여 기기의 지진응답을 예측하는 간편한 절차를 제안하였다. 제안된 절차는 먼저 충격시험을 통하여 규명된 실험모드특성을 이용하여 독립된 모드방정식을 구성하고, 이로부터 모드응답을 계산한 다음, 각 모드응답을 중첩함으로써 구조물의 지진응답을 예측한다. 제안된 절차의 신뢰성을 검증하기 위해서, 별도로 제작된 단순 강재 프레임 시편에 제안된 절차를 적용하여 지진응답을 예측하고, 이를 실제 진동대시험을 통하여 계측한 결과와 비교하였다. 이 연구를 통하여 충격시험에 의해 얻어진 실험모드특성을 이용하여 구조물의 지진응답을 비교적 정확하게 예측할 수 있음을 확인하였다.

수평 배향 액정 모드는 양의 유전율 이방성과 음의 유전융 이방성 액정을 사용한 프린지 필드 스위칭과 양의 유전율 이방성 액정을 사용한 인플래인 스위칭 모드가 대표적이다 . 이 대표적인 세 구동 방식의 화질 특성을 비교하기 위하여 각각의 최척화된 위상지연 값 조건하에서 밝기, 명암대비율과 색 특성을 조사하였다. 그 결과 양액정과 음액정을 사용한 프린지 필드 스위칭 모드가 밝기와 명암대비율 면에 있어서 인플래인 스위칭 모드보다 우수한 특성을 보인다. 또한 양액정을 사용한 프린지 필드 스위 칭 모드는 시야각 방향에서 적은 색 변이 특성을 보인다.

Vehicle drivers are subject to be exposed to high concentrations of airborne pollutants emitted from vehicles on roads. To investigate the indoor air quality of vehicles on roads, black carbon (BC) was measured inside a passenger car commuting between the residential area in southern Seoul and the Korea Institute of Science and Technology (KIST) in northern Seoul using a portable aethalometer. When the vehicular windows were closed, the ventilation mode was set to fresh air mode (or circulation mode) for a total of thirteen runs made during May 2005. When the windows were open, the analysis was made with the system turned off (for twelve runs in October 2005). The BC concentration depended on such parameters as spatial location, time of day, and ventilation mode. The average BC concentration measured on non-express ways was higher than those measured on express ways, inside KIST, and nearby the residential area for most runs. On circulation mode, the average BC concentration was 5.9±1.7 ㎍/㎥ in the afternoon or evening, which was similar to a 24-hr average BC concentration for ambient air at 200 m apart from a road in Seoul. In the case of fresh air mode, the average BC concentrations measured in the morning rush hour, in the afternoon or evening, and after midnight were 22.8±3.4, 15.9±7.7, 3.7 ㎍/㎥, respectively. The average BC concentrations measured with the vehicular window open were 31.9±9.2, 19.4±5.9 ㎍/㎥, respectively in the morning rush hour and in the afternoon or evening. These measured values were higher than those measured with the windows closed. The average BC concentrations inside a passenger car with a fresh mode operation or open-window driving were significantly higher than a 24-hr average BC concentration measured at 200 m apart from a road in Seoul.

In this paper, the stiffness and damping matrices are experimentally constructed using the structural modal information on frequencies, damping ratio and modal vectors, which are obtained by shaking table tests. Free vibration, harmonic and white noise vibration tests are performed. The acceleration of the shaking table was used as the input signal, and the resulting accelerations of each floor were measured as output signals. The characteristics and limitations of modal information from the each test are compared. The results of this study would be a basic resource of the analytical and experimental studies on the system identification of structures

본 연구에서는 자유진동, 조화하중, 그리고 백색잡음실험을 통해 얻어지는 진동수, 감쇠비, 모드 벡타와 같은 구조물의 모드정보를 이용하여 강성행렬과 감쇠행렬을 구성하였다. 입력신호로는 지진하중을 모사 하는 바닥판 가속도를 이용하였고, 출력신호는 각층 절대가속도를 사용하였다. 각각의 실험에서 얻어지는 구조물 모드정보의 제한조건과 그에 따른 시스템 식별 모델들의 특성을 비교하였다. 본 연구의 결과는 진동대 실험을 위한 기초적인 동적 실험 및 분석에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.