• 제목/요약/키워드: torsional deformation

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비대칭 벽식구조의 최적 비틀림 설계 (An optimized torsional design of asymmetric wall structures)

  • 조봉호;홍성걸
    • 한국지진공학회:학술대회논문집
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    • 한국지진공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.327-334
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    • 2002
  • This paper develops an optimized torsional design method of asymmetric wall structures considering deformation capacities of walls. Contrary to the current torsional provisions, a deformation based torsional design is based on the assumption that stiffness and strength are dependent. Current torsional provisions specify two design eccentricity of stiffness to calculate the design forces of members. But such a methodology leads to an excessive over-strength of some members and an optimal torsional behavior is not ensured. Deformation-based torsional design uses displacement and rotation angle as design parameters and calculates base shear for inelastic torsional response directly. Because optimal torsional behavior can be defined based on the deformation of members, deformation based torsional design procedure can be applied to the optimal and performance-based torsional design. To consider the effect of accidental eccentricity, an over-strength factor is defined. The over-strength factor is determined from performance level, torsional resistance and arrangement of walls.

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변형에 기초한 비대칭 벽식 주초의 내진설계 (Deformation Based Seismic Design of Asymmetric Wall Structures)

  • 홍성걸;조봉호
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.43-53
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    • 2002
  • 기존의 비틀림 설계법은 구조 벽체의 강성은 강도에 무관하게 결정된다는 기본 가정하에 강성을 설계 변수로 비대칭 벽식 구조의 비틀림 효과를 최소화 하기 위한 각 부재의 강도를 결정한다. 이와는 달리 최근의 연구에 의하면 구조 벽체의 강성과 강도는 상호 연관성을 갖는 것으로 알려졌다. 이 경우 벽체의 실제 강성은 비틀림설계를 모두 마친 후에야 결정되므로 강성에 기초하여 비틀림 설계를 수행한다는 것은 모순이다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 논문은 강성이 아닌 변형에 기초한 비대칭 벽식 구조의 비틀림 설계법을 제안한다. 기존의 비틀림 설계법은 탄성 비틀림 응답과 반응수정계수를 이용하여 비탄성 응답에 대한 설계 하중을 간접적으로 계산하지만 변형에 기초한 비틀림 설계법은 변위와 비틀림 회전각을 설계 변수로 비탄성 응답에 대한 설계 하중을 직접적으로 계산한다. 기존의 비틀림 설계법이 비틀림 효과를 최소화하는 것을 목적으로 하는 데 비하여, 변형에 기초한 비틀림 설계법은 내진역량설계법의 기본 개념에 의거하여 설계자가 의도한 비틀림 미케니즘을 발휘하는 데 그 목적을 둔다. 변위와 회전각은 비대칭 구조의 성능수준을 직접적으로 나타내는 성능 지표이므로 본 설계법은 성능기초 내진설계에 효과적으로 사용될 수 있다.

API X70 및 X80급 라인파이프강의 준정적 및 동적 비틀림 변형 거동 (Quasi-Static and Dynamic Torsional Deformation Behavior of API X70 and X80 Linepipe Steels)

  • 김용진;김양곤;신상용;이성학
    • 대한금속재료학회지
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    • 제48권1호
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    • pp.8-18
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    • 2010
  • This study aimed at investigating quasi-static and dynamic torsional deformation behavior of three API X70 and X80 linepipe steels. Quasi-static and dynamic torsional tests were conducted on these steels. having different grain sizes and volume fractions of acicular ferrite and polygonal ferrite, using a torsional Kolsky bar. The test data were then compared via microstructures and adiabatic shear band formation,. The dynamic torsional test results indicated that the steels rolled in the single phase region had higher maximum shear stress than the steel rolled in the two phase region, because the microstructures of the steel rolled in the single phase region were composed mainly of acicular ferrites. In the X80 steel rolled in the single phase region, the increased dynamic torsional properties could be explained by a decrease in the overall effective grain size due to the presence of acicular ferrite having smaller effective grain size. The possibility of adiabatic shear band formation was analyzed from the energy required for void initiation and variation in effective grain size.

환상 민들린 평판의 축대칭 면외 진동에서의 비틀림 진동 (Torsional Vibration in Axisymmetric Out-of-plane Vibrations of an Annular Mindlin Plate)

  • 김창부;임정기
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.13-17
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    • 2010
  • This presentation examines the characteristics of torsional vibration in axisymmetric out-of-plane vibrations of an annular Mindin plate. The out-of-plane vibration of circular or annular plates have been investigated since a long years ago by many researchers. When the classical Kirchhoff plate theory neglecting the effect of transverse shear deformation is applied to a thick plate, its out-of-plane natural frequencies are much different from reality. And so, since Minlin presented a plate theory considering the effect of rotary inertia and transverse shear deformation, many researches for the out-of-plane natural vibration of circular or annular Mindin plates have been performed. But almost all researchers missed the torsional vibration due to transverse shear deformation in axisymmetric out-of-plane vibrations of the circular or annular Mindin plate. Therefore, in this presentation, we verify the existence of torsional vibration of an annular plate and present the natural frequencies of an annular plate with free outer boundary surface.

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Shear deformation effect in flexural-torsional buckling analysis of beams of arbitrary cross section by BEM

  • Sapountzakis, E.J.;Dourakopoulos, J.A.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제35권2호
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    • pp.141-173
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    • 2010
  • In this paper a boundary element method is developed for the general flexural-torsional buckling analysis of Timoshenko beams of arbitrarily shaped cross section. The beam is subjected to a compressive centrally applied concentrated axial load together with arbitrarily axial, transverse and torsional distributed loading, while its edges are restrained by the most general linear boundary conditions. The resulting boundary value problem, described by three coupled ordinary differential equations, is solved employing a boundary integral equation approach. All basic equations are formulated with respect to the principal shear axes coordinate system, which does not coincide with the principal bending one in a nonsymmetric cross section. To account for shear deformations, the concept of shear deformation coefficients is used. Six coupled boundary value problems are formulated with respect to the transverse displacements, to the angle of twist, to the primary warping function and to two stress functions and solved using the Analog Equation Method, a BEM based method. Several beams are analysed to illustrate the method and demonstrate its efficiency and wherever possible its accuracy. The range of applicability of the thin-walled theory and the significant influence of the boundary conditions and the shear deformation effect on the buckling load are investigated through examples with great practical interest.

플랩핑 에어포일에 대한 비틀림 유연성의 영향 (Effects of Torsional Flexibility on a Flapping Airfoil)

  • 조문성;배재성;김학봉;김우진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제36권12호
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    • pp.1146-1151
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    • 2008
  • 본 연구에서는 플래핑 운동하는 에어포일에 대한 비틀림 유연성의 영향을 조사하였다. 비틀림 유연성이 있는 에어포일의 공기력은 2차원 비정상 와류 패널 방법을 이용하여 계산하였다. 플래핑 에어포일의 공탄성 해석을 위해 2차원의 typical section 모델이 사용되었다. 주요한 파라미터로서 비틀림 유연성과 가진주파수가 고려되었다. 인 무거운 에어포일 조건에서는 주파수비가 0.75 부근에서 추력 최대점이 발견되었다. 이 추력치를 경계로 두 가지 다른 운동이 관찰되었으며, 하나는 관성 지배 운동(inertia driven deformation motion)이고, 다른 하나는 진동 지배 운동(oscillation driven deformation motion)이다. 또한, 최대 추력 상태에서는 비틀림 유연성과 가진주파수에 관계없이 위상각이 85도를 유지하였다.

궤적주행 시 차체 종류에 따른 비틀림에 관한 연구 (Study on Torsion due to Automotive Body Type at Track Driving)

  • 최윤종;이준성
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.57-62
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    • 2013
  • 카트 차체에는 현가장치와 차동장치가 존재하지 않으므로 카트주행 중 발생하는 프레임의 변형은 탄성변형으로 인한 주행성능과 프레임의 피로수명에 영향을 미친다. 선회주행 시 비틀림 변형에 의한 카트의 거동은 이 두 가지 변형에 결정적 원인을 제공한다. 이러한 곡선구간에서 카트의 동적 거동을 분석하기 위하여 GPS를 이용하여 차량의 궤적을 추적하고 카트 프레임 강에 작용하는 비틀림 응력을 측정하였다. 레저와 레이싱 카트 프레임의 기계적 성질을 파악하기 위해 재질 분석과 인장시험을 실시하여 각 프레임의 재료 특성을 분석하였다. 비틀림 응력집중과 프레임 비틀림은 프레임 해석을 통해 조사되었다. 또한 주행 분석 장치를 이용하여 레저와 레이싱 카트를 각 조건별로 실차실험을 수행하였고, 이를 통해 곡선구간에서 카트의 주행거동을 분석하였다. 선회주행 시 차량에 원심력에 의한 하중이동의 현상이 발생했으며, 이로 인해 카트 프레임 강에 비틀림 응력이 발생하였다.

전단력 및 비틀림 모멘트에 의한 병진 변형 및 비틀림 변형의 상호 작용 효과 (The Interactive Effect of Translational Drift and Torsional Deformation on Shear Force and Torsional Moment)

  • 김인호;아베가즈 루스 알리
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제35권5호
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    • pp.277-286
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    • 2022
  • 국내의 서비스 수준 지진(SLE)과 최대 고려 지진(MCE)의 두 RC 건물 구조물의 실험 및 해석 결과에서 얻은 탄성 및 비탄성 응답은 비틀림에 대한 전단 및 비틀림 거동에서 저항 메커니즘의 특성을 연구하는데 사용될 수 있다. 불균형 구조의 특성 연구에서는 전단력 및 비틀림 모멘트에 대한 병진 변형 및 비틀림 변형의 상호 작용 효과를 나타내는 방정식이 제안하였다. 탄성과 비탄성 거동에서 힘과 변형 사이에 상관 관계 유무가 다르기 때문에 증분 전단력과 증분 비틀림 모멘트를 최대 벽 프레임 변형을 중심으로 항복, 제하 및 재하중 단계로 구분하여 해당 증분 변형 및 증분 비틀림 변형 측면에서 해석을 수행하였다. 두 가지 주요 지배 모드의 탄성 조합에서 병진 변형은 주로 전단력에 기여하는 반면 비틀림 변형은 전체 비틀림 모멘트에 크게 기여한다. 그러나 비탄성 응답에서는 증분 병진 변형이 증분 전단력과 증분 비틀림 모멘트 모두에 기여하게 된다. 따라서 주어진 방정식을 이용하여 비탄성 응답에서 비틀림의 편심 감소, 비틀림 강성 저하 및 겉보기 에너지 생성과 같은 모든 현상들을 설명하였다.

SCM415강의 동적 변형거동에 미치는 페라이트 결정립크기 변화에 관한 연구 (A Study of Dynamic Deformation Behaviors of SCM415 steel with the Change of Ferritic Grain Size)

  • 김헌주;박무용
    • 열처리공학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.22-30
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    • 2007
  • Effects of ferrite grain size on static and dynamic deformation behaviors of SCM415 stels were investigated in this study. Dynamic torsional test was conducted using torsional Kolsky bar with the strain rate of $1.6{\times}10^3/s$. Specimens with three different grain size of ferrite, $4.6{\mu}m$, $11{\mu}m$, $35.5{\mu}m$ were used. Dimple fracture mode of the dynamic test specimens showed adiabatic shear bands on the beneath of fracture surface. Increased uniform elongation and decreased non-uniform elongation appeared as grain size of ferrite decreased in dynamic torsional test. However, shear strength was independent on grain size of ferrite.