• 제목/요약/키워드: 변위특성

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말뚝강성과 지반특성을 고려한 교량의 거동해석 (Analysis of Bridges behavior Considering Pile rigidity and Soil characteristics)

  • 안주옥;윤영만
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제1권3호
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    • pp.103-110
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    • 2001
  • 흙의 비선형 변형 특성과 말뚝의 강성을 동시에 고려한 즉, 말뚝과 지반의 상호 거동을 고려한 말뚝 기초 구조의 해석을 수행하였다. 특히 비균질, 비탄성 재료인 철근 콘크리트 말뚝의 단면응력과 균열 발생등의 원인으로 변화되는 말뚝의 휨강성을 구조해석에 적용하였다. 흙의 비선형 특성치는 토질 종류에 따라 흙의 탄성한계를 넘어 항복을 고려한 P-Y curve를 이용한 방법 및 N치에 의한 내부마찰각 산정에 따른 방법으로 얻었다. 본 연구 결과는 말뚝의 강성변화에 의해 교량상부구조의 변위 및 일부단면력이 커짐을 알 수 있었다. 따라서, 최적설계를 위한 정확한 구조해석에서 말뚝의 강성변화에 따른 적합한 구속조건을 고려할 필요가 있음을 알 수 있었다.

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Acoustic Emission (AE) 센서의 감도 향상을 위한 압전특성 개선 연구

  • 김주형;송정빈;김창일;이영진;백종후;이해근
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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    • pp.337-337
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    • 2008
  • Acoustic emission(AE) 센서의 감도개선을 위해 적합한 압전소자의 특성향상에 대해 연구하였다. AE 센서기술은 재료 내부에 마이크로크랙에 의해 변형과 손상이 생길 때 발생하는 기계적인 진동을 고감도 압전소자를 통해 전기적인 신호로 변환해 재료의 이상 유무를 알 수 있는 유용한 방법이다. AE 센서는 압전소자와 구리 캡 그리고 구리와 황동재질의 떨림판으로 구성되어 있다. 재료의 손상을 알기위한 변위가 낮을 경우 약한 AE 신호가 발생하며 검출하기가 어렵다. 미세변위에 의한 AE신호를 검출하기 위해서는 우수한 전기기계결합계수 (kp)와 압전상수($d_{33}$)를 갖는 압전소자가 필요하다. 이에 본 연구에서는 Pb$(Zr_{0.54}Ti_{0.46})O_3$ + x wt%$Cr_2O_3$ + y wt%$Nb_2O_5$ 조성에서 $Cr_2O_3$, $Nb_2O_5$ 첨가량 x, y 변화에 따른 압전특성과 AE센서특성을 고찰하였다.

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점성 및 마찰감쇠가 있는 단자유도 구조물의 등가감쇠비 (Equivalent Damping Ratio of a SDOF Structure Combined with Coulomb and Viscous Damping)

  • 성지영;민경원
    • 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산구조공학회 2010년도 정기 학술대회
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    • pp.449-453
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    • 2010
  • 본 논문에서는 점성 및 감쇠가 있는 단자유도 구조물의 등가감쇠비를 효율적으로 구하는 방법을 제시하였다. 건물에 설치된 마찰감쇠기는 외력의 크기에 따라 정지와 운동의 상태를 반복하여 외부 입력에너지를 소산시키기 때문에 외력과 응답관계가 비선형이다. 마찰감쇠기가 설치된 단자유도 건물은 마찰감쇠기외에 점성감쇠가 동시에 존재하므로 해석적인 정해를 구하기가 어렵다. 등가감쇠비를 산정하기 위해서 첫째, 점성과 마찰감쇠가 있는 단자유도계 건물의 자유진동 정해를 통하여 변위응답과 가속도 응답특성을 분석하였다. 둘째, 자유진동의 경우 응답이 멈출 때까지 소산에너지식을 이용하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 셋째, 조화가진 일 때는 수치해석을 통하여 마찰력비 $F_r$에 따른 응답 특성을 알아보았다. 넷째, 조화가진의 경우 에너지 균형식을 바탕으로 등가점성감쇠비를 유도하였다. 등가점성감쇠비는 변위응답비의 영향을 받으므로 응답을 알아야만 구할 수 있다. 건물 응답의 진동수 특성은 협소영역(narrow band)이므로 고유진동수에 의해 지배된다고 가정하여 등가점성감쇠비를 구하였다. 마지막으로, 유도한 자유진동과 조화가진의 등 가점성감쇠비를 이용한 등가선형운동방정식의 해를 비선형 수치해석 한 결과와 비교하여 검증하였다.

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대나무 망의 역학적 특성분석 (The Analysis of the Mechanical Characteristic of Bamboo Net)

  • 양기석;이송
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제25권5호
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    • pp.29-37
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    • 2009
  • 대나무의 휨 강성이 지지력 증대에 미치는 영향을 평가하기 위해서는 대나무 망 구조체의 역학적 특성에 대한 시험이 필요하나, 현재까지 이러한 시험을 실시할 수 있는 장치는 개발되어 있지 않은 상태이다. 이에 본 연구를 통하여 대나무 망 구조체의 응력-변위 거동특성을 시험할 수 있는 장치를 개발하였으며, 대나무 망 구조제의 역학적 특성시험과 장비별 접지압과의 비교를 통해 대나무 망으로 보강한 지반에서 시공중 변위가 고려된 최소 복토두께 산정에 대하여 분석하였다.

상악 치열의 치군 후방이동에 관한 3 차원 유한요소법적 연구 (THREE DIMENSIONAL FINITE ELEMENT ANALYSIS OF THE PHENOMENON DURING DISTAL EN MASSE MOVEMENT OF THE MAXILLARY DENTITION)

  • 신수정;장영일
    • 대한치과교정학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.563-580
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    • 1998
  • 치열의 치군 후방이동을 유발하는 교정력에 의해 발생되는 개개 치아의 초기 변위와 응력분포를 평가하고자 본 연구를 시행하였다. 유한요소법을 이용하여 상악 치아와 치근막, 그리고 치조골의 해부학적 형태와 생체적 특성을 컴퓨터로 재현하고 모형화된 브라켓을 부착한 3 차원 유한요소 모델을 형성하였다. 치열의 치군 후방이동에 사용되는 구외력과 II급 악간고무, ideal arch wire와 MEAW(Multiloop Edgewise Arch Wire), 그리고 호선에 부여된 tip back bend 에 의해 야기되는 치아 변위를 비교, 분석하였다 그리고 이러한 치료방법을 상악 제 2 대구치를 발거한 경우와 발거하지 않은 경우에 각각 적용하여 상악 제 2대구치 존재유무에 따른 치아이동 양상의 변화를 분석한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 전치부 헤드기어에 의해 발생되는 치아변위는 후방 치체변위와 후방 경사변위, 그리고 수직변위 모두 치열 전방부에 집중되어 있었다. 2. Ideal arch wire에 II급 악간고무를 적용한 경우, 치아변위가 치열 전방부에 집중되었으나 ideal arch wire에 tip back bend를 부여하면 악간고무에 의한 견인력이 후방으로 전달되었다. 부여하는 tip back bend의 양이 증가할수록 전치부의 후방 치체변위와 설측 경사변위는 감소하였고 구치부의 후방 치체변위와 경사변위는 증가하였으며 II급 악간고무에 의한 전치부 정출이 감소하였다. 3. MEAW와 II급 악간고무를 적용한 결과, 치아변위 경향은 ideal arch wire와 II급 악간고무를 사용한 경우와 유사하였으나 작은 양의 치아변위와 함께 치열내 개개치아의 비교적 균등한 이동양상을 보였다. 4. 상악 제 2 대구치가 존재하는 유한요소 모델에 상악 제 1 대구치까지만 교정장치를 장착하고 후방이동을 시도한 결과 상악 제 1 대구치 치아이동이 감소하는 경향을 보였다.

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모형실험 및 수치해석을 이용한 앵커형 네일의 적용성 검토 (Investigations of Application of Anchor Type Nail Using Experiments and Numerical Analysis)

  • 김동건;정길수;조광준;유남재;엄재경
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제13권11호
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    • pp.19-26
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    • 2012
  • 본 논문에서는 지반 내 보강재를 삽입하여 원지반 전체의 전단강도와 활동저항력을 증가시켜주는 네일링에 프리스트레스를 가할 수 있는 PC강연선을 결합한 앵커형 네일에 대한 연구를 수행하였다. 앵커형 네일의 거동특성을 확인하기 위하여 무보강, 네일링, 앵커형 네일 각각에 대하여 실내모형실험과 수치해석을 수행하여 하중-변위, 벽체변위 등을 분석하였다. 실내모형실험결과 프리텐션을 가한 앵커형 네일의 경우 일반네일과 비교할 때 하중증가에 따른 수평변위량이 크게 감소되는 것이 확인되었으며, 특히 벽체상부의 변위 억제력이 커짐을 알 수 있었다. 이를 확인하기 위한 수치해석결과도 실내모형실험과 유사한 해석결과를 나타내었다.

제방축조에 의한 연약지반의 변위특성 (Displacement Characteristics of Soft Ground by Embankment Construction)

  • 안광국;배우석
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.29-39
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    • 2007
  • 본 연구에서는 제방축조에 의해 연약점토지반에서 발생되는 지반의 변위 및 변형형태를 파악하기 위하여 제방높이, 지반의 비배수 전단강도, geotextile의 설치여부와 중력수준을 변화시키면서 원심모형시험을 실시하였다. 실험결과, 제방하중에 의한 지반의 치환단면은 geotextile을 설치하지 않은 경우 포물선 형태를 나타내었고, geotextile을 설치한 경우에는 제방하부에서 균일한 침하단면을 나타내는 사다리꼴 형태를 나타내었다. 치환각도는 제방높이와 중력수준이 증가할수록 그리고 지반의 비배수 전단강도가 작을수록 거의 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 최대 수평변위가 발생하는 위치는 지표면에서 점토층 깊이의 $0.24{\sim}0.35H_0$($H_0$ : 초기 모형지반의 높이) 지점으로 평균 0.3H0인 것으로 나타났으며, geotextile을 설치하지 않은 경우 지반의 최대침하량(S)과 최대 수평변위(${\delta}_m$)는 ${\delta}_m$ = 0.54S, geotextile을 설치한 경우에는 ${\delta}_m$ = 0.60S의 관계를 나타내었다.

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확장 Baysian 방법과 상대변위를 이용한 터널 역해석 기법 (Back-analysis Technique in Tunnelling Using Extended Bayesian Method md Relative Convergence Measurement)

  • 최민광;조국환;이근하;최충식
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권3호
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    • pp.99-108
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    • 2005
  • 지하 구조물을 설계하는데 있어서 가장 중요하면서도 어려운 일은 대상 지반의 정확한 공학적 특성을 파악하는 것이다. 본 논문의 주된 목적은 터널 주변지반의 지반정수 평가를 위한 새로운 터널 역해석 기법의 제안에 있다. 이를 위하여, 초기 예측치와 계측치로부터 예측된 값을 합리적으로 조합할 수 있는 확장 Bayesian 방법(Extended Bayesian Method, EBM)을 적용하였다. 또한 터널 내에서 계측된 터널 상대변위만을 역해석 입력값으로 사용함으로써 터널 절대변위 예측을 위한 수학적 연산 과정에서 발생되는 오차를 제거하였으며, 터널 상대변위 발생 경향을 역해석에 충분히 반영하기 위하여 3차원 수치해석을 적용하였다. 이를 바탕으로 본 논문에서는 터널 상대변위를 이용한 3차원 터널 역해석 기법을 제안하였으며, 가상의 단면에 대한 예제해석을 통해 그 적용성을 검증하였다.

유한요소해에 기초한 원뿔형 압입 물성평가법 (A Conical Indentation Technique Based on FEA Solutions for Property Evaluation)

  • 현홍철;김민수;이진행;이형일
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제33권9호
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    • pp.859-869
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    • 2009
  • 물성치와 하중-변위곡선을 일대일 대응 시킬 수 있는 함수를 생성함으로써, 미지 재료에 대한 압입시험 데이터로부터 바로 재료물성을 찾는 압입물성평가 기법을 제시했다. 원뿔형 압입 유한요소해석으로 압입자 중심각이 압입 하중-변위 곡선에 주는 영향을 살펴 보았다. 이로부터 한 압입자 중심각에 대해 같은 Kick's law 계수 C를 갖는 두 재료들이 압입자 중심각이 변하면 서로 다른 C 값들을 가짐을 확인했다. 이어 영률, 항복강도, 변형경화지수와 하중-변위곡선 사이의 상관관계들을 분석하고, 항복변형률이 변형경화 지수와 더불어 중요한 변수임을 확인했다. 이 두 특성들을 바탕으로 이중원뿔형 압입 물성평가 수식들을 작성했다. 1회 압입 후 재료의 영률을 평가하고, 두 압입자를 이용해 얻은 하중-변위 곡선들로부터 곡률계수들을 구해 항복변형률과 변형경화 지수를 구했다. 제시된 물성평가법은 압입 하중-변위곡선들로부터, 압입자 물성과 선단반경에 상관없이, 평균오차 2% 내에서 재료 물성값들을 준다.