The paper deals with the dynamic response of non-uniform beams subjected to a moving mass. In the dynamic analysis, the effects of inertia force, elastic force, centrifugal force, Coriolis force and self weight due to moving mass are taken into account. Galerkin's mode summation method is applied for the discretized equations of notion. Numerical results for the dynamic response of the non-uniform beam under a moving mass having various magnitudes and velocities are investigated. Experimental results have a good agrement with predictions
In this paper, the dynamic response of non-uniform beams subjected to a travelling mass is investigated. Dynamic behaviors of flexible beam structures under a moving mass have been a concern in the design of bridges, ceiling crain in industry, as well as gun barrel fields. Most of studies for moving mass problems have been related to the theoretical dynamic responses of a simple beam model with uniform cross-sections. In some experimental studies, only a few transverse inertia effects due to travelling mass have been studied so far. The intended aim of the present Paper is to investigate the dynamic response of non-uniform beams taking into account of inertia force. centrifugal force, Coriollis force and self weight due to travelling mass. Galerkin's mode summation method is applied for the discretized equations of motion. Numerical results for the dynamic response of non-uniform beams under a travelling mass are demonstrated for various magnitudes and velocities of the travelling mass. In order to verify propriety of numerical solutions, experiments were conducted. Experimental resu1ts have a good agreement wish theoretical Predictions.
기계, 건축, 토목공학 분야 등에는 불균일 단면을 갖는 보 형태의 구조물들이 널리 사용되고 있다. 본 논문은 양단이 단순 지지된 보 구조물들의 동특성과 진동에 대한 문제를 다루며, 국부좌표를 사용한 지배방정식이 유도된다. 갤러킨의 모드합 방법으로 해가 가정되고, 고유진동수를 구하는 행렬식을 푸는 데는 이분법을 적용하였다. 유한요소법이 단지 기하학적 경계조건만을 만족시키는 허용함수를 사용하는 반면, 본 논문에서는 갤러킨의 모드합 방법을 적용하여, 지배방정식과 경계조건을 모두 만족하는 고유함수를 사용하였다. 계의 동특성을 알기위해, 네 종류의 불균일 단면을 갖는 단순 지지 보에 대해 모달 해석과 시험이 수행되었으며, 해석 결과는 실험 결과와 근사한 일치를 나타내었다.
본 연구에서는 보의 전달매트릭스법을 적용함에 있어서 균일단면보의 분할방법과 이에 의한 수치계산의 결과를 엄밀해에 비교하여, 가장 가까운 값을 얻을 수 있는 방법을 제시하고, 이를 불균일단면을 가지거나, 여기에 임의의 하중이 작용하는 보에도 적용하여, 수치계산의 결과를 실험치와 비교하였다. 또한 진동수 방정식의 근사해를 구하기 위한 3가지 반복법에 대해 그 실용성을 검토하여 가장 효율적인 방법을 아울러 제시하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 균일단면에 있어서 질량의 분배방법은 방법 3이 가장 정도가 좋으며 이 경우 분할수 6이상이면 어떠한 경계조건에서든지 엄밀해에 거의 일치한다. 2. 상기1의 분할수 및 질량의 분배방법은 불균일단면을 가지거나 임의의 위치에 임의의 하중이 작용하는 경우에도 그대로 적용할 수 있다. 3. 진동수 방정식의 근사해를 구하는 반복법은 FPM이 가장 효율적이다. 4. 질량분배에 대한 방법 3과 FPM을 조합하여 수치계산을 행함으로써 종래의 전달매트릭스법에 비해 연산시간을 훨씬 단축시킬 수 있다.
본 I-형 수평 곡선 거더는 휨모멘트뿐만 아니라 비틀림 모멘트를 동시에 저항하고 있으며, 플레이트 거더에 작용하는 비틀림 모멘트는 균일 비틀림과 불균일 비틀림의 조합으로 결정된다. 개단면으로서 I형 단면을 가진 플레이트 거더의 경우 불균일 모멘트에 의해서 플랜지에 작용하는 법선 응력은 불균일 분포를 보이며, 곡선거더 플랜지의 한쪽 연단은 휨 법선응력과 �� 법선응력이 중첩되어 일반적인 직선거더의 플랜지보다 더 빨리 항복하는 경향을 보이게 된다. 다시 말해, 초기 곡률이 적용된 거더는 직선 거더에 비해 플랜지에 작용하는 응력분포가 저하되는 양상을 보인다. 본 연구에서는 플랜지의 세장비와 거더의 곡률 중심각을 매개변수로 하여, 수치해석을 통해 곡선 거더의 플랜지에 작용하는 응력의 저하양상을 살펴보았다.
본 연구에서는 균일단면 뿐만 아니라 불균일 단면을 갖는 곡선보의 동적해석을 효과적으로 수행할 수 있는 새로운 2절점 곡선보 요소를 제안하였다. 전단변형률을 고려한 본 요소는 Hellinger-Reissner 변분이론에 바탕하여 유한요소정식화를 수행하였다. 또한, 변위장에 대해 무절점 자유도를 추가적으로 도입하여 요소의 수치적 성능을 크게 향상시켰다. 계산의 효율성을 위해, 요소정식화의 최종단계에서 정치조건으로부터 응력매개변수들을 제거하고, 동적축약을 통하여 무절점 자유도 성분들 또한 최종적인 유한요소방정식에서 제거되어 일반적인 변위기저 요소와 같은 자유도를 가지는 유한요소방정식을 얻을 수 있다. 몇 가지 수치예제들에 대한 해석을 통하여, 무절점 자유도와 변위장에 일치하는 적절한 응력매개변수가 혼합요소의 수치적 거동에 미치는 영향을 분석하였으며, 본 연구에서 제안된 2절점 혼합요소가 곡선보의 동적해석에서 매우 정확하고 효율적임을 확인할 수 있었다.
목적: 이 연구의 목적은 excitation pulse profile을 이용하여 불균일 자장에 의하여 발생하는 배경 경사 자장에 의한 영향을 보상하여 2차원 다중 단면 경사에코 간 영상에서의 정확한 지방 및 $T_2{^*}$ 측정을 하는 데에 있다. 대상과 방법: 2차원 경사에코영상에서 불균일 자장에 의한 배경경사자장으로 인하여 유도되는 신호의 감소는 excitation pulse profile weighting으로 나타난다. 이에 의한 영향을 최소화 하기 위하여 $B_0$ field map을 통하여 단면선택방향으로의 선형 경사자장의 정도를 추정한 후, 획득한 신호를 excitation pulse profile을 이용하여 보정하였다. $T_2{^*}$ 및 지방은 보정된 신호로부터 측정되었으며 보정방법은 3.0T 임상용 장비에서 팬텀 및 in vivo 실험을 통하여 이루어 졌다. 결과: 팬텀 실험 결과는 보정 후 측정된 $T_2{^*}$ 및 지방의 양이 자장이 균일한 경우에 가까워 진 것을 보여 주었다. In vivo 실험에서는 간에서 배경경사자장의 크기가 약 120 ${\mu}T/m$ 정도 까지로 나타났으며 보정하기 전에 비하여 측정된 $T_2{^*}$ 및 지방의 정도의 균일도가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 결론: Excitation pulse profile을 이용한 배경경사자장 보정 방법은 경사 에코 신호에서의 거시적인 불균일 자장에 의한 영향을 줄여 주며 2차원 간 영상에서의 적용을 통하여 보다 정확한 지방 및 $T_2{^*}$의 측정에 도움이 될 수 있다.
본 논문에서는 박판보 구조물의 전단변형 효과를 보다 정확히 해석할 수 있는 모델인 불균일전단 뒤틀림 보이론에 대하여 혼합형 유한요소 해석법을 적용하였다. 일반적으로 알려져 있는 바와 같이 혼합형 유한요소는 구조물의 변위 및 용력을 해석함에 있어서 변위형 유한요소에 비해서는 정도면에서 보다 균형 잡힌 해석 결과를 제공하는 특성이 있음을 밝힌다. 계산예로서, 단면의 형상이 불연속적으로 변화하는 변단면 박판보에 양단 비틀림 모멘트가 작용하는 전형적인 보의 굽힘-비틀림 연성 거동 문제에 대하여 개발된 유한요소 해석모델을 적용함으로써 그 유용성을 확인하였다.
미혼여성과 기혼여성을 대상으로 인체계측을 실시하여 직접 계측치와 지수치를 이용하여 주축요인분석을 한 결과 도출된 인자를 독립변수로 군집분석을 한 하반신 체형변인과 직물에 의한 플레어 스커트의 외관형상을 분석하기 위하여 영상처리를 이용하여 착용실험을 한 결괴는 다음과 같다. 1. 플레어 스커트의 헴라인 단면형상 분석 결과 체형변인에 의한 플레어 스커트의 드레이프 면적과 드레이프 계수는 드레이프의 면적이 크면 드레이프 계수도 큰 값을 나타내었다. 직물의 노드수는 드레이프성이 좋을수록 많이 형성되고 노드수가 많으면 노드지수 값은 작은 값을 가진다. 노드지수 값이 크면 노드의 고저가 균일하게 나타나고 작으면 노드의 고저가 불균일하게 나타난다. 또한 인체 측정치수의 허리둘레와 엉덩이둘레의 차이, 허리너비와 엉덩이너비의 차이 값이 큰 마름모형 체형변인에서 노드수는 많이 나타나고 노드지수 값은 작게 나타났다. 통형에 가까운 체형변인은 노드지수가 큰 값을 나타내므로 노드의 고저가 균일하게 나타났다. 직물의 노드수가 많으면 노드산 평균은 낮고, 노드지수 값이 큰 반면 노드수가 작으면 노드산펑균이 높으므로 노드산과 곡의 고저가 심하게 나타났다. 그러므로 직물의 드레이프성이 우수하다 할지라도 적정의 중량을 가지지 않으면 노드가 불균일하게 형성되어 의복 외관의 좋은 외관형상을 형성하지 못하는 결점이 나타나는 것으로 해석되었다. 2. 플레어 스커트의 헴라인 단면의 최대횡경은 인체측정값의 너비항목과 최대종경은 두께항목과 관련성이 높은 것으로 나타났다. 단면비의 값이 크면 최대횡경의 값이 크고 최대종경의 값이 작은 타원형에 가까운 단면형상이 나타나고, 단면비의 값이 작으면 최대횡경 값이 작고 최대총경 값이 큰 원형에 가까운 단변형상으로 나타났다. 3. 플레어 스커트의 외관형상 분석 결과 정면처짐분은 둘레항목, 너비항목 시아항목의 차이 값이 작을수록, 직물의 드레이프성이 좋을수록 크게 나타났다. 미혼여성과 기혼여성을 비교해 보면 기혼여성의 체형이 너비, 둘레항목사이의 치어 값이 적기 때문에 처짐분이 크게 나타났다. 측면처짐분은 인체측정값의 두께항목과 상관이 깊어 앞부분은 배두께가 클수록, 뒷부분은 엉덩이두께가 클수록 처짐분량이 크게 나타났다. 후면처짐분은 정면과 같이 S시료에서 드레이프성이 좋을수록 처짐분이 크고, 엉덩이너비는 크고, 엉덩이두께가 작올수록 처짐분이 크게 나타났다. 4. 플레어 스커트의 3차원 입체형상은 외관형상의 굴곡이 낮아 평평할 수록 이미지의 평균값은 높고 편차는 낮게 나타났다. 체형변인에 의한 플레어 스커트의 주름 형상을 정면, 측면, 후면에서 이미지 값 분포로 비교해 보면 정면, 후면보다 측면의 외관이 평활하여 이미지 분포폭이 좁게 나타나고 최빈값을 중심으로 회색에 가까운 쪽으로 치우쳐 있는 것을 불 수 있다. 5. 체형변인에 따른 플레어 스커트의 주름특성을 평가하기 위하여 영상처리법으로 얻은 결과를 3차원 업체형상으로 분석하기 위하여 6개의 영역을 측정한 결과 플레어 스커트는 체형유형에 따라 곡면을 형성하는 주름의 수와 주름강도가 다르게 나타나 위 아랫부분의 주름폭은 차이가 있었다. 위부분에서 아랫부분으로 내려올수록 주름높이 폭은 커졌다. 그러므로 주름의 높이와 플레어 스커트의 헴라인 단연형상의 노드각도와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 즉, 주름의 높이가 높으면 노드 각도는 작은 값을 보이고, 주름의 높이가 낮으면 노드각도는 큰 값을 나타내었다.
이 연구에서는 서울 석촌동 고분군 연접적석총에서 출토된 기와의 물리적 및 광물학적 특성을 바탕으로 소성온도를 추정하고, 열변형 과정을 해석하였다. 석촌동 고분군에서는 다량의 기와가 출토되었는데, 일부 기와는 열에 의해 형태가 변하고 불균일한 소성상태를 나타냈다. 원형기와의 표면과 속심의 색조는 비교적 균일한 황갈색 계열로서 약 12% 이상의 높은 흡수율을 나타내며, 미정질 기질에 세립질 석영, 장석류, 운모, 각섬석 등을 포함한다. 또한 미세조직 관찰 결과, 느슨한 기질과 운모의 층상구조가 확인되어 900℃ 이하의 산화환경에서 제작되었을 것으로 추정된다. 반면 열에 변형된 기와는 주로 적갈색과 청회색의 불균일한 표면 색조를 보이며, 단면은 치밀한 적갈색 표면과 다공성의 자회색 내부기질이 함께 나타나는 샌드위치 구조를 나타낸다. 흡수율은 0.8~11%이며, 멀라이트, 헤르시나이트가 동정되어 소성온도가 1,000℃ 이상으로 추정된다. 일부 시료에서는 과소성에 의한 블로우팅 포어(bloating pore)가 관찰되었고, 1,200℃ 이상의 고온을 경험한 것으로 판단된다. 한편, 원형기와를 800~1,200℃ 사이에서 온도별로 재소성하여 물리적 및 광물학적 특성을 확인한 결과, 1,000℃ 부근에서 흡수율이 급격히 낮아지고 고온 광물이 생성되기 시작했다. 또한 점차 온도가 올라갈수록 기질이 부분 용융되고 재결정화되어 변형기와의 열변형 특성과 유사한 결과를 나타냈다. 따라서 석촌동 고분군 기와는 불균일한 소성상태와 1,000~1,200℃에 달하는 2차 고온을 경험하여 형태 변형, 광물 상전이 등의 열변형 특성이 발생하였고, 이는 백제시대 화장의례와 관계가 있는 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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