• Title/Summary/Keyword: 부분탄성계수

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Load Carrying Capacity Assessment of Bridges with Elastic Supports Application (탄성지점의 적용에 따른 교량의 내하력평가)

  • Yang, Seung-Hyun
    • Journal of Korean Society of Steel Construction
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    • v.24 no.5
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    • pp.595-603
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    • 2012
  • This study applied elastic supports in order to evaluate load carrying capacity using measurement data obtained from load tests actively and utilizing various evaluation methods. In order to confirm the adequacy of structural analysis based on elastic supports and to improve the reliability of experiment results, we conducted a deflection test with flexural beams prepared as overhanging beams and, based on the results, performed precision safety diagnosis for real bridges under public service for improving the load carrying capacity evaluation method for bridges under public service. In the results of the bending test, compared to deflection calculated by the existing method, deflection obtained by applying elastic supports was closer to the actually measured deflection. In the results of evaluating load carrying capacity for a 3 span continuous steel box girder bridge just after its completion, load carrying capacity by elastic supports was smaller by up to 39% than that by the existing method. When the load carrying capacity of bridges is evaluated by the existing method the results vary among engineers due to lack of guidelines for evaluation such as the application of stress modification factor. This study was conducted as an effort to solve this problem through active research.

Load Sharing Ratios Between the Cortex and Centrum in a Lumbar Vertebral Body with aging using Finite Element Method (유한 요소 법을 이용한 노화에 따른 요추의 피질 골과 해면 골 간의 하중 분담 비율)

  • Lim, JongWan
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.37 no.2
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    • pp.90-103
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    • 2016
  • This research was aimed to analyze load sharing ratios between cortical shell and trabecular bone of a degraded lumbar vertebra with aging, and also evaluate elastic moduli assigned into an FE model, using finite element method. For the better analysis of trabecular bone, effective elastic moduli, that is, nominal elastic moduli divided by the volumetric porosities was used. The elastic moduli of the cortical shell suitable for the trabecular bone were obtained from the equations on the basis of idealized stress-strain relations, including areal porosities. To minimize numerical errors, p-element was used. Using eight parameters that refer to some published papers, the geometry of L3 with a removed posterior part. After the constant compressive displacement was applied, the load sharing ratios were obtained by using both every elastic strain energy and every vertical force between two bones in each 8-volume. As results, 1) according to an increase in age from 20-year to 80-year, load sharing ratios of trabecular bone decreased from 55% to 49%; 2) the maximal ratios of each bone were occurred in the mid-plane of centrums and the endplate of cortical shells, respectively; 3) effective elastic moduli assigned into a porous centrum/cortex were found to be adequate; 4) for load sharing ratios, the difference of two methods showed that the total ratios were almost same within less than 1% but the partial ratios at every depth were more or less different each other.

Force Reflection for a Spine Needle Biopsy Simulator (척추침생검 시뮬레이터를 위한 힘반향 구현)

  • 권동수;경기욱;강흥식;김진국;나종범
    • Journal of Biomedical Engineering Research
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    • v.21 no.6
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    • pp.575-581
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    • 2000
  • 본 논문에서는 척추침생검 시뮬레이터에서 사용의 햅틱 디바이스인 PHANToM(sup)TM을 이용하여 사실적인 힘을 구현하는 방법을 보여준다. PHANToM(sup)TM은 툴의 끝부분에서 좌표축 방향으로만 힘을 낼 수 있는 단점이 있으며, 시스템의 구동장치의한계로 인하여 딱딱한 물체에 닿을 때 불안정한 특성을 보인다. 또한 좁은 영역 안에서 복잡한 조직들로 인한 급격한 강도 변화도 시스템의 불안정을 초래한다. 모사되는 힘은 두가지 성분으로 나뉜다. 하나는 바늘이 삽입될 때 바늘의 길이 방향으로 느껴지는 힘으로 생체 조직의 모델을 통해 값이 구해진다. 다른 하나는 바늘이 피부를 뚫고 지나간 이후에 바늘이 초기 삽입 방양을 유지 시켜주는 회전방향 힘으로 피봇을 이용하여 구현하였다. 불안정성 문제와 바늘이 튀어나오는 문제는 램핑 필터와 시간변수를 이용하여 제거하였다. 침생검 과정은 생체조직의 탄성 변형뿐 아니라 파괴가 일어나는 변형이므로 사실적인 힘을 구현하기 위해서 실험 데이터를 이용하여 삽입 깊이에 따라 탄성 계수와 마찰 상수가 변하는 모델을 제안하였다.

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development of high Strength and High Modulus Polymeric Materials by Using Surface Growth Technique (표면성장 방법에 의한 고강력, 고탄성률 섬유 고분자 재료의 개발)

  • 심현주
    • The Korean Journal of Rheology
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    • v.5 no.2
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    • pp.149-160
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    • 1993
  • 표면성장법을 이용한 고강력, 고탄성률 섬유의 제조시, 결정화 온도에 따른 섬유 미 세구조와 물리적 성질의 상관 관계를 미세구조적, 열역학적 관점에서 규명하고자 초고분자 량 폴리에틸렌으로 섬유를 제조하고 결정화 온도에 따른 구조와 인장 성질의 변화를 용융 거동을 중심으로 관찰하였다, 일정길이하에서의 섬유의 용융인 제한 용융에서는 고분자 사 슬배좌의 구속으로 인해 사방정계-육방정계 전이가 일어났다 제한 용융 거동으로부터 라멜 라 구조와 펼쳐진 사슬 결정 부분을 분리할 수 있었으며 결정화 온도가 증가할수록 펼쳐진 사슬 결정의 양이 증가하였다. 결정화 온도가 증가할수록 쉬시-케밥구조에서 펼쳐진 사슬 구조로의 변화가 일어났으며 결정내의 결점도 줄어들었다. 결정화 온도가 증가할수록 구조 의 변화로 인해 인장 성질이 향상되었다. 인장 성질은 펼쳐진 사슬 결정의 양에 큰 영향을 받았다. 인장 강도는 펼쳐진 사릉의 양과 사슬내의 결점들에 의해 큰 영향을 받았으며 인장 탄성계수와 절단 신도는 인장 강도보다 펼쳐진 사슬의 양에 더 크게 영향 받았다.

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A Study on Optimum Design of an Unconstrained Damping Steel Plate by Using Viscoelastic Damping Material (점탄성 제진재를 이용한 비구속형 제진강판의 최적설계에 관한 연구)

  • 유영훈;양보석
    • Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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    • 1995.04a
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    • pp.292-297
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    • 1995
  • 본 연구에서는 점탄성 제진층이 탄성기판의 한 면에 피복된 2층 제진강파느이 모달 손실계수의 관점으로부터 부분도포에 의한 최적설계의 가능성을 검토하였다. 즉, 일정한 두께로 전면 도포되어 있는 2층의 제진층을 작은 크기의 조각(piece)으로 분할한 경우, 각각의 조각이 손실계수에 미치는 영향을 손실계수의 증감율로써 평가하고, 최소 영향부위의 조각을 최대 영향부위에 이동하여, 동일 질랴의 제진재로 최대의 제진효과를 얻을 수 있는 제진재의 최적 설계법을 제안한다. 수치계산은 주변고정 평판의 (1,1)(1,2)(1,3) 모드 성분에 대해 수행하여 최적설계에 의한 손실계수의 증가와 그때 제진재의 배열형상을 조사하였다. 본 수법에 의해 얻어진 결과는 실험결과와 비교 검토하여 본 최적화 수법의 타당성을 확인하였다. 또한, 제진재의 전면도포의 경우는 Ross-Ungar-Kerwin모델에서도 계산을 수행하여 본 수법의 결과와 비교하였다.

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Analysis of Multi-Mode Reflection and Transmission Coefficients of a Lamb Wave Across a Rectangular Notch (사각형 노치에 대한 램파의 다중 모드 반사와 투과 계수 해석)

  • Kim, Byung-Soo;Roh, Yong-Rae
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.27 no.3
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    • pp.129-139
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    • 2008
  • The purpose of the present work is to derive the reflection and transmission coefficients of $S_0\;and\;A_0$ mode Lamb waves in relation to the geometry of a rectangular notch when the waves propagate across the notch in an elastic plate. Firstly, the excitable modes of the Lamb wave were analyzed with respect to the plate thickness. The scattering phenomena were divided into three independent processes according to the boundary shape of the notch and the direction of the wave propagation. Linear equations for each process were derived with corresponding free or continuous boundary conditions to analyze the scattered waves. By the rule of linear superposition, the waves scattered at each process were summed for each mode. Then the steady-state reflection and transmission coefficients of the scattered waves were determined so that the difference of energy flux between the incident and the scattered waves would remain within 4%.

Experimental Determination of Complex Moduli and Internal Damping of Laminated Composites (적층 복합재료의 내부감쇠와 복소탄성계수 측정에 관한 연구)

  • Lee, Jae-Hyeok;Park, Se-Man;Kim, Hyeong-Sam
    • Korean Journal of Materials Research
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    • v.8 no.10
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    • pp.905-911
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    • 1998
  • Damping is a property for materials and systems to dissipate energy during periodic deformations. Generally, damping causes stiff decrease in amplitudes and shifts in phases. Also, even at resonance, amplitudes are substantially attenuated. This phenomenon of damping helps in reducing stresses developed during vibrations and consequently improves fatigue lives of materials. In this work internal damping and complex moduli are experimentally determined. An impulse technique is utilized in experiments and cantilever beams are selected as test subjects for the measurements of flextural vibrations since the beams lend themselves easily as simplistic ideal models. A resonance method is employed to determine resonance frequencies which are utilized to compute storage moduli. Also, loss moduli are evaluated from damping capacities and storage moduli. The storage and loss moduli combined yield complex moduli. Finally internal damping is evaluated from bandwidth technique, the real component of the transfer function.

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Analysis of Modulus and Phase of Resonance Scattered Elastic Waves from Cylindrical Fluid Scatterers (원통형 유체 산란체에 의한 공명 산란 탄성파의 진폭 및 위상 해석)

  • 임현준;홍기석;김정태
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • v.20 no.4
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    • pp.62-70
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    • 2001
  • Based on the recently developed resonance scattering theory for elastic waves, a relationship between the stress components, which may be measured using ultrasonic transducers, of partial waves scattered from cylindrical fluid scatterer, cavity, and resonance scatterer has been derived. The computed resonance scattered stresses exhibit frequency behaviors similar to the corresponding scattering coefficients: particularly, abrupt changes in phase by 180°near the resonant frequencies. By studying the behavior of pressure in the fluid scatterer, the physics of the theory has been further understood. Using the method studied and developed in this paper, nondestructive characterization of fluid inclusions in elastic media is expected to become more reliable.

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Numerical Implication of Concrete Material Damage at the Finite Element Levels (콘크리트 재료손상에 대한 유한요소상의 의미)

  • Rhee, In-Kyu;Roh, Young-Sook;Kim, Woo
    • Journal of the Korea Concrete Institute
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    • v.18 no.1 s.91
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    • pp.37-46
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    • 2006
  • The principal objective of this study is to assess the hierarchical effects of defects on the elastic stiffness properties at different levels of observation. In particular, quantitative damage measures which characterize the fundamental mode of degradation in the form of elastic damage provide quite insightful meanings at the level of constitutive relations and at the level of structures. For illustration, a total of three model problems of increasing complexity, a 1-D bar structure, a 2-D stress concentration problem, and a heterogeneous composite material made of a matrix with particle inclusions. Considering a damage scenario for the particle inclusions the material system degrades from a composite with very stiff inclusions to a porous material with an intact matrix skeleton. In other damage scenario for the matrix, the material system degrades from a composite made of a very stiff skeleton to a disconnected assembly of particles because of progressive matrix erosion. The trace-back and forth of tight bounds in terms of the reduction of the lowest eigenvalues are extensively discussed at different levels of observation.

파괴역학 연구의 고찰

  • 구인회
    • Journal of the KSME
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    • v.23 no.3
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    • pp.186-190
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    • 1983
  • 파괴역학 연구를 대상재료에 의해 구분하면 선형파괴와 탄소성재료의 파괴로 나눌 수 있다. 취 성파괴(brittle fracture)를 다루는 선형타성 파괴역학연구는 주로 여러가지 크랙의 모양, 시편모양, 부하형태에 따른 탄성응력분포 혹은 은력확대계수를 구하거나 에너지방법에 의해 안정비안정 크랙전파를 연구한다. 대개의 경우 취성파괴는 전체 구조물에 치명적이 되기 쉽다. 따라서 구조물 설계시에 취성파괴의 가능성을 배제하기 위해 재료의 적절한 선택과 같은 대책을 강구하는 것이 바람직하다. 다시 말해, 구조물 재료는 강도와 연성의 상황에 따른 적절한 조합을 필요로 한다. 오늘날 특수합금과 같은 고강도 금속에서의 취성화 경향이 증가하나 합금설계시 강도와 아울러 연성을 증가시키기 위한 여러 대책이 파괴역학 연구의 중요한 부분을 차지한다.

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